奥密克戎是现在最受关注的新冠病毒变异株，它区别于之前变异株的一大特点是，在短时间内获得了大量的变异，这也使得它的感染、致病风险变得难以确定。奥密克戎是如何获得如此多的变异的？研究人员推测，变异可能发生在具有免疫缺陷的人或动物身上，在奥密克戎感染人类之前，新冠病毒有可能回到过最初的动物宿主体内进化了。
撰文|萨拉·怀尔德（Sarah Wild）
编译|魏书豪
审校|白德凡
11月25日，南非科学家宣布发现冠状病毒的一种新的“严重变异”变种，引发全球恐慌。各国很快实施了旅行禁令并关闭了边境，但包括美国在内的至少23个国家已经发现了这种变异株。
各国下意识地采取措施，一个原因是新变异株含有大量突变：被世界卫生组织命名为奥密克戎（Omicron）的变异株，其刺突蛋白发生了30多处变化。刺突蛋白帮助病毒感染并控制人类细胞，这种蛋白也是大多数疫苗的目标。以前变异株（如德尔塔和阿尔法变异株）中刺突蛋白的变化使病毒更具传染性或更有可能出现免疫逃逸。目前还不清楚奥密克戎是否比以前的变异株更容易传播，或者导致更严重的症状，或者是否会降低疫苗的效果。但是南非科学家新的一项研究（尚未在科学杂志上发表）表明，奥密克戎再次感染人类的可能性是其他变异株的三倍。
病毒会在复制和传播的过程中自发产生突变，但科学家们现在正试图理解，奥密克戎如何在如此短的时间内出现如此多的突变。
里约热内卢奥斯瓦尔多克鲁兹研究所的病毒学家贡萨洛·贝略（Gonzalo Bello）说：“问题在于，这种快速进化是如何发生的，发生在什么地方，以及推动进化发生的条件是什么。” 贝略是追踪2020年11月巴西伽马变异株的团队成员，该变异株加剧了巴西的疫情。发现了伽马变异株后，“我们意识到突变不会一次性就出现在一个个体中。”贝略解释说。相反，突变会出现在一群个体中，在其他个体中则没有。伽马变异株的兴起“是在一个群体中而不是在某一个人身上发生的。”他说。
像奥密克戎这样严重变异的变异株是如何产生的？一种可能性是，病毒开始在一个孤立的人群中传播和变异，与该群体之外的变异株相比，它有机会发生巨大变化。贝略说，它接着可能会带着大量的突变进入到更大的人群中，这样就能够传播到不同的群体和国家。
或者，在找到新宿主之前，病毒可能已经在单个个体中发生了显著突变。开普敦大学疫苗学教授安娜-莉泽·威廉森（Anna-Lise Williamson）和该大学生物制药研究部门主任埃德·雷比茨基（Ed Rybicki）表示：“这可能发生在有免疫抑制的人身上，比如感染了艾滋病毒的人。”南非是世界上艾滋病最严重的国家，有700多万人感染了这种病毒，邻国也有大规模的艾滋病毒感染。这导致一些科学家假设，奥密克戎出现在非洲南部，因为它最初是在那里被发现的，但更早的病例后来在欧洲国家和美国被发现。
威廉森和雷比茨基解释说，健康人有许多叫做CD4+的免疫T细胞，它们刺激身体产生另一种叫做杀伤T细胞的免疫细胞。在获得的健康人感染新冠病毒时，这些杀伤T细胞会破坏被病毒感染的细胞。但是对于免疫功能低下的人来说，他们体内的CD4+ T细胞数量很少，缺乏杀伤T细胞反应，“病毒会建立一种持续的感染机制”。然而，他们的免疫系统确实产生了一些B细胞，这些细胞会引发抗体反应，根据威廉森和雷比茨基的说法，这“导致了病毒和抗体之间的军备竞赛”。微弱的B细胞反应并不能产生足够的抗体来完全清除病毒，因此病毒刺突蛋白的基因序列承受压力而发生突变来躲避抗体。
有一些证据支持这个观点。在6月份发布的一篇预印本论文中，南非的研究人员描述了一名感染新型冠状病毒超过6个月的HIV病毒阳性妇女。在那段时间里，她体内的病毒进化并发展出了一些突变，其中一些突变发生在刺突蛋白上。
贝略说，关于病毒如何快速获得如此多的突变，另一个可能的假设是，它在再次感染人类之前重回了宿主体内。有说服力的证据表明，最初的新型冠状病毒可能起源于蝙蝠，并且已经有许多其他野生和家养哺乳动物感染病毒的案例。去年，在北美和欧洲的水貂养殖场有冠状病毒爆发的报道，在荷兰有一例水貂感染农场工人确诊病例。
贝略说，奥密克戎可能就是通过这种方式从动物跳转到人类身上的。“在另一个物种中，病毒将面临不同类型的免疫压力，因此它可能会很快积累一些突变。”不过这个想法目前还只是推测。
为了完全了解奥密克戎的起源，确定它最早传播的人类患者或社区是有帮助的。但耶鲁大学免疫生物学和分子、细胞和发育生物学教授岩崎晶子（Akiko Iwasaki）说，很难确定变异株的零号患者。“那是因为对病毒的监控工作只获取了一小部分感染者的信息”她说。岩崎晶子说，随着越来越多的人接受检测，并得到病毒基因组测序，就有可能确定新冠病毒突变成奥密克戎的大致地理区域和大概时间。
对英国南安普顿大学全球健康高级研究员迈克尔·黑德（Michael Head）来说，奥密克戎敲响了警钟，提醒人们疫苗的不平等和扩大获取途径的必要性。根据牛津大学的“Our World in Data platform”平台，截至11月30日，全球已经接种了约80亿剂疫苗，低收入国家只有6%的人接种了至少一剂疫苗。根据非洲疾病控制和预防中心的数据，非洲国家已经接种了超过2.35亿剂疫苗，但非洲大陆的人口超过了12亿。
“到目前为止，引起关注的主要变异（基本上是从阿尔法到德尔塔）均爆发自未接种疫苗的不受控制人群。”黑德说。“那是新冠疫情最严重的地方，也是病毒变异机会更大的地方。如果疫苗可以控制疫情，就会减少这些变异机会。”
11月28日，世界卫生组织总干事谭德塞（Tedros Adhanom Ghebreyesus）也表达了同样的担忧：“奥密克戎变异株反映了长期的疫苗分配不公正的威胁，”他在推文中写道，“我们交付疫苗的时间越长，就越容易让新冠病毒传播、变异，并变得更危险。”
原文链接：
https：//www.scientificamerican.com/article/how-the-omicron-variant-got-so-many-scary-mutations-so-quickly/
“掌”握科技鲜闻 （微信搜索techsina或扫描左侧二维码关注）
