新冠病毒变异,医药公司表示:不慌

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新冠病毒变异,医药公司表示:不慌
麻省理工科技评论 2020-12-29

2020-12-29

到目前为止,新冠病毒一直在变异,已经变异数千次。一些科学家表示,对最新变异的担忧可能被夸大。
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到目前为止,新冠病毒一直在变异,已经变异数千次。一些科学家表示,对最新变异的担忧可能被夸大。

本月早些时候,英国发现新冠病毒变异,欧洲各地警铃大作,一些国家禁止从英国出发的旅客入境。

但变异病毒是否如一些科学家所言更容易传播还尚未确定。此外,拥有授权新冠疫苗或治疗新冠药物的 Moderna、辉瑞 / BioNTech、再生元制药和礼来公司中,有的表示正在做测试,有的已经得出试验数据,并表示目前的治疗方法能控制住变异病毒。

尽管这些治疗方法最终可能需要更新,但得益于前沿疫苗技术,疫苗能够跟上病毒进化速度,且具有独特优势。

新冠病毒变异,医药公司表示:不慌

突变恐慌

英国基因测序实验室于近日发现了变异病毒,该病毒与伦敦和英格兰东南部快速增加的新冠病例有关。为英国政府提供建议的科学家推测,变异病毒的传播力可能比之前的病毒高出 70%。12 月 22 日,美国疾病控制和预防中心表示,美国还没有发现新变种。不过,这可能只是时间问题。

到目前为止,新冠病毒一直在变异,已经变异数千次。一些科学家表示,对最新变异的担忧可能被夸大。英国科学家频繁基因测序以及政客的过度反应,引起了不必要的恐慌。

DeCode Genetics 公司 CEO 卡里・史蒂芬森向冰岛 RÚV 通讯社表示:“不必担心这种变异病毒,不应该禁止从英国或其它国家出发的旅客入境。” 据悉,DeCode Genetics 公司曾在冰岛率先开展新冠测试和遗传学研究。史蒂芬森认为,最新变种 “没什么大不了”,让人们害怕的目的是想让他们做好预防措施以及保持社会距离。

播客 “本周病毒学” 主持之一、病毒学家艾伦・多夫在 12 月 20 日的播客里说:“病毒变异后会不会更容易传染?病毒传染会不会从此一发不可收拾?当然可能,任何事情都有可能。” 多夫认为,变异病毒偶然在某些地区感染了很多人,这才是更合理的解释。

他还说:“问题在于谁感染了谁,以及哪一种病毒传播范围更广,但这是运气问题,而非病毒的传染力更强。”

病毒如何进化

据悉,该变异病毒是否传染力更强、以及对人体是否有其它影响将很快得出结果。

12 月 22 日,来自伦敦帝国理工学院、由拉文德拉・古普塔领导的团队报告说,至少在实验室测试中,新冠病毒最近有一次变异后确实更具传染性。古普塔和同事在报告中表示,不断突变的基因控制是棘突蛋白,该蛋白具有冠状病毒 S 蛋白的特征,而这也是疫苗和药物针对的目标,那么,现有治疗方法可能确实控制不住病毒。

那么,行业专家是怎么判断病毒变种的传染性有⽆增加的?对于该问题,浙大药学院药学系副主任、达摩院浙大药学 AI 联合实验室专家教授周展表示:“从流行病统计角度来说,传染性的增加主要是根据基本传染数 R0 值来判断,分子层面进一步可以根据变异病毒与人体细胞受体的亲和力是否增加来验证。”

与此同时,在英国和南非出现的名为 “N501Y” 的突变引起越来越多的关注,棘突蛋白的 “受体结合处” 决定病毒进入人体细胞的难易程度,而 N501Y 突变正是发生在该区域。

但也有理由认为,对药物产生抗性的病毒可能不会很快出现。

所有病毒的遗传物质都会发生随机突变,如果病毒突变后能感染更多宿主、对某些药物产生抗性、或者有其它任何优势的变化,只要不同时出现复制更慢等缺点,病毒就会更倾向于保留这种突变。

如果疫苗确能起作用,病毒变异速度的快慢会大大影响疫苗效果,流感病毒也能迅速交换基因,所以每年都需要接种新的流感疫苗。而之所以现在依旧没有针对艾滋病病毒的疫苗,原因之一正是由于病毒变异速度极快。

而冠状病毒的变异速度要慢很多,美国佛罗里达州朱庇特斯克里普斯研究中心的生物学家迈克尔・法赞说:“单单在一个艾滋病患者体内,艾滋病病毒多样性就比世界上所有新冠感染人群体内的新冠病毒多样性还高。如果拿两个差别最大的新冠病毒来看,对比 2019 年在中国出现的新冠病毒和 2020 年在美国缅因州出现的新冠病毒来看,这两个病毒间的差别,比起单个艾滋病患者体内的艾滋病病毒间差异,是小巫见大巫。”

冠状病毒的基因组比较庞大,约有三万个基因,是艾滋病病毒或流感病毒的 3 倍,而且变化速度要慢得多。而且,前者的棘突蛋白结构较大,有约 1270 个氨基酸。人体免疫系统内有很多攻击目标,能针对棘突蛋白的不同部分产生不同抗体。

Moderna 和辉瑞 / BioNTech 的疫苗都能触发这种所谓 “多特异性” 免疫反应,即便棘突蛋白发生单一突变、甚至是几个突变,疫苗效果也不会大打折扣。例如,英国的变异病毒中棘突蛋白基因发生 9 个突变,但仍与疫苗针对的病毒有 99% 的相似度。

12 月 22 日,BioNTech 的创始人兼首席执行官乌格・沙欣在新闻发布会上说:“我们知道这种病毒经常变异。但也没有哪一种病毒会保持不变。新冠病毒会不断进化。但还有很多区域没有变异。” 沙欣说,在过去一个月里,每次出现突变,公司实验室测试都表明,疫苗应该仍然有效。到目前为止,BioNTech 已经检查了大约 20 种突变,并计划对英国的变异病毒进行同样测试。该实验需要两周时间,但沙欣表示,“从科学上讲,极有可能” 疫苗仍然有效。

同样,近期开始在美国分销疫苗的 Moderna 公司表示,相信 “疫苗引发的免疫力能够保护人体,对抗最近在英国出现的变异病毒”。生产新冠抗体药物的礼来公司说,已经针对英国变异病毒中出现的主要突变进行测试,显示药物仍然有效。

对于疫苗效率降低甚至失效,周展认为,这主要看是否产生抗原表位漂移,因此很多疫苗的研发要考虑多种病毒亚型,比如 HPV 有多价疫苗就是针对不同的亚型起到保护作用。另外流感病毒变异快、亚型多,每年都要预判流感季可能流行的病毒亚型,以便来指导当年的疫苗生产。一般来说变异数量越多,甚至出现了病毒基因组重组之后,往往引起抗原表位漂移的可能性就越大。

与新冠病毒俱进

但是,一些研究人员仍表示突变到一定程度后,目前的疫苗和治疗方法的效果都会减小。法赞说:“我觉得,我们会需要新疫苗。这一点我很确定。和关注流感病毒的变异一样,我们会继续追踪新冠病毒的变异。”

如果需要更新疫苗,Moderna 疫苗和辉瑞 / BioNTech 疫苗所采用的技术将大显身手。这两种疫苗已经在美国获得授权,它们利用 mRNA 携带新冠病毒的基因数据,激发人体免疫系统。疫苗本质上是一个装 RNA 的容器,所以如果任何新的病毒变种出现,只要替换匹配的 RNA 就能生产相应疫苗。

沙欣在新闻发布会上说:“从技术上讲,模仿变异病毒、在几周内制造新疫苗,并非不可能。”

例如,Moderna 公司在今年 2 月便生产出首批疫苗,当时距中国披露新冠病毒基因组仅一个月。

法赞说:“所以人们要买 mRNA 公司股票。mRNA 公司有了第一次的经验,再去做就会是第一个生产出新疫苗的。”

那药物呢?

虽然 Moderna、辉瑞和 BioNTech 都说疫苗不易受到一些突变的影响,但美国现在授权的两种抗体药物却没有像疫苗那样灵活。因为疫苗会使免疫系统产生大量不同抗体,而抗体药物只有一两种特别强大的抗体。

不过,人们还是很看好药物制造商。

美国首批新冠患者之一体内曾发现过一种抗体,基于此礼来公司开发出药物 “Bamlanivimab”,并已于 11 月获得授权,也已经开始销售。该药物针对有轻微症状的新冠患者,通过注射进入人体。新泽西州前州长克里斯蒂在感染新冠后使用了这种药物,而 Regeneron 制药公司也为特朗普进行了类似的抗体治疗。

由于礼来抗体只针对受体结合处的一个位置,受体结合处又是棘突蛋白的重要组成,因此,发生在受体结合处的任何突变,都可能降低药物效果。在英国出现的 N501Y 突变便是一个典型例子。但礼来公司负责免疫学的副总裁阿杰・尼鲁拉在一封电子邮件中写道,该公司的测试 “表明,Bamlanivimab 应该能完全抵抗住新变异病毒”。

同样,Regeneron 表示,并不担心英国的变异病毒。该公司的治疗药物包括两种抗体,以与尖峰蛋白的不同部分结合,若病毒偶然突变,药物也不容易失效。

Regeneron 的发言人亚历山德拉・鲍伊说:“到目前为止,结合初步中和分析的数据、针对其他目前在传播的变异体数据,所有我们对这种变异体的了解、所有对我们抗体药物的认识,都表明我们的药物对这种新变异病毒仍然有效。”

谈及如果新冠病毒持续变异会给疫情控制带来的影响,周展表示,如果病毒持续变异,的确会对疫情防控带来新的不确定因素,因此我们要持续关注疫苗对应变异病毒的保护作用。同时根据病毒演化规律对病毒变异进行预测,尽早对未来可能的流行变异病毒亚型进行针对性疫苗的前瞻性开发,而这个时候 AI 往往能发挥作用。

值得注意的是,在达摩院 2021 十大科技趋势中,包含了 “AI 提升药物及疫苗研发效率” 这一趋势,达摩院认为:“AI 已广泛应用于医疗影像、病历管理等辅助诊断场景,但 AI 在疫苗研发及药物临床研究的应用依旧处于探索阶段。随着新型 AI 算法的迭代及算力的突破,AI 将有效解决疫苗 / 药物研发周期长、成本高等难题,例如提升化合物筛选、建立疾病模型、发现新靶点、先导化合物发现及先导药物优化等环节的效率。AI 与疫苗、药物临床研究的结合可以减少重复劳动与时间消耗,提升研发效率,极大的推动医疗服务和药物的普惠化。”

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