我们与新冠病毒的赛跑

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2,以下简称新冠病毒)与人类之间的竞赛还在进行。当政府急于给尽可能多的民众接种疫苗时,病毒也正迅速进化出可逃逸的突变体。

在印度、拉丁美洲和非洲,新的病毒变种开始成为感染的主导。英国、丹麦和美国等许多国家已经提高了测序能力,使公共卫生机构能够监测高度传染性病毒变种的流行情况,更新诊断引物设计,并为未来疫苗增强剂和多价疫苗的开发提供信息。随着各国开放市场、放宽旅行限制,快速整合测序和检测有助于制定适合的公共卫生政策。

在大流行开始以来,新冠病毒相对稳定了约10个月之后,其结构已经发生了改变。突变主要是由于病毒的RNA聚合酶出错引起的。同一个感染个体中,如果感染了不同菌株,那它们之间的重组也起到了改变病毒的作用。尽管大多数变异只获得了一个或两个新的突变,但在极少数情况下,可能由于慢性低水平感染或免疫抑制,多个突变可能在单个毒株中重组(如B.1.1.7,或B.1.1.28亚型—P.1)。

在2020年的前几个月,除了携带D614G的变异病毒外(D614G变异是新冠病毒第614位氨基酸由天冬氨酸变成了甘氨酸),很少检测到新冠病毒变异,那时可能是因为缺乏选择压力、以及监测不充分。而最初的病毒谱系像野火一样在人群中蔓延,随着越来越多的人获得部分免疫力(自然感染或接种疫苗),对病毒的选择性压力已经上升。现在已经有成千上万的病毒变种在全球数十万感染者中传播。

目前,新冠病毒变异的进化、系统发育的许多细节仍在研究中。2021年2月底,世界卫生组织对“感兴趣变体”、以及“关注变体”(variant of concern, VOC)提出了正式定义:前者是一种“表型改变的病毒”,与参考毒株相比,是非同义突变;后者是一种显示“传播能力增强”、“给COVID-19流行病学带来有害变化”或“毒力增加/(或)疾病表现的其他变化”的病毒,或导致“公共卫生和社会措施的有效性,或可用诊断、疫苗、治疗的有效性”下降。

包括D614G在内的USA-WA1/2020很快就成为了主要形式。随后确定了若干VOC,包括丹麦的B.1.1.298(与养殖貂感染有关)、英国B.1.1.7、巴西B.1.1.248(P.1)、南非B.1.351和美国B.1428/B.1429。丹麦和英国在VOC鉴定方面发挥了突出作用,两国都建立了病原学监测联盟(COG-UK和丹麦试验中心)和国家公共卫生系统,能够促进临床样本和数据共享。

图片来自:GISAID-Submission Tracker Global

根据全球共享流感数据倡议组织(Global Initiative of Sharing All Influenza Data, GISAID)的数据,丹麦已对其COVID-19总样本中的20%进行了测序和共享。

相比之下,美国却显得落后了。从2020年6月到12月,美国疾病预防控制中心(the US Centers for Disease Control, CDC)的SPHERES网络和NS3项目每月与GISAID共享4000个或更少的新冠病毒基因组。

问题的原因一部分在于美国医疗系统过于分散。另一个挑战是缺乏任何联邦授权或资金来促使实验室对COVID-19样本进行测序。最后,严格的美国患者隐私要求,导致样本相关的数据共享速度非常缓慢。不过,2021年美国CDC扭转了局面,主要得益于新上台的美国总统拜登。

虽然区域和国家的监测工作正在改进,但协调国际上对新冠病毒的追踪,或帮助贫穷国家进行病毒监测方面的工作仍然太少。对24个非洲国家的卫生设施进行的抽查显示,只有8%的卫生设施可以进行PCR检测,更不用说测序了。印度的大规模感染以及缺乏监测,使得这一需求变得非常明显。

最后,公众的自满情绪和对大流行的厌倦也很危险。旅行的增加、社交距离的忽视、戴口罩要求的放宽,都给疫情复燃埋下伏笔,而且,尽管疫苗免疫接种在很多地方迅速取得了进展,但仍有很多人并没有接种一剂疫苗,有的则是还未接种第二剂疫苗。现在,监测病毒变种的必要性比以往任何时候更为重要。

目前最重要的工作是加强全球监测。如果不断有新的变异病毒输入,任何国家的病毒监测网络都不可能有效。加大全球变异病毒监测力度对控制大流行至关重要。

参考文献:The viral arms race[J].Nature Biotechnology,2021,39:527.

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