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人类与新冠之战前景如何?病毒可能这样进化
2021/10/20 7:48:49 | 浏览:199 | 评论:0
当新冠病毒出现的时候,许多科学家没有料到的它会在全球肆意蔓延。到目前为止,全球已有超过2.37亿人感染了这种病毒,480万人死亡,仅美国就有70万人死亡。
我们与新冠病毒的关系仍处于开始阶段。科学家们说,我们很有可能无法彻底消灭这种病毒,而且很难预测未来几年乃至几十年的发展。但是过去的疫情所留下的遗产,以及一些基本的生物学原理,为我们可能走向何方提供了线索。
【基因彩票】
病毒是复制机,劫持我们的细胞来复制自己的基因组。有时它们在复制过程中会犯一些小错误,多数时候这些错误对病毒没有好处。但偶尔,病毒会中基因彩票:一种带来优势的突变。这种更合适的病毒版本在竞争中胜出,从而导致新的变种产生。
冠状病毒可能会以无数种方式变化,但有三种可能性令人担忧:可能会变得更具传播性、可能会更善于绕过我们的免疫系统、可能会变得更具毒性,导致更严重的疾病。
新冠病毒已经变得更具传染性。例如,阿尔法(Alpha)变异毒株的传染性比最初的病毒高50%,德尔塔(Delta)变异毒株的传染性又比阿尔法病毒高大约50%。
“与2020年1月相比,这种病毒在人际传播的能力增强了,”西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的病毒进化专家杰西·布鲁姆(Jesse Bloom)说。“这是由于病毒获得了各种突变。”
但科学家并不认为这一过程会永远持续下去。
基于特定病毒的内在特性,其传染性可能存在一些基本的生物限制。目前还不完全清楚限制传播的因素是什么,但至少,新冠病毒不能无限地快速复制,也不能无限地长途传播。
布鲁姆说:“我不能说德尔塔变异是否已经达到了稳定期,或者在达到稳定期之前是否还会有进一步的发展。但我确实认为这种稳定期是存在的。”
【躲避免疫】
此外,一些变体还获得了躲避我们某些抗体的能力。抗体可以阻止病毒进入我们的细胞,它被设计成粘附在病毒表面的特定分子,像拼图碎片一样扣在上面。但病毒中的基因突变可以改变这些结合点的形状。
“如果你改变了这种形状,抗体就无法发挥作用,”华盛顿大学医学院的免疫学家马里恩·佩珀(Marion Pepper)说。
目前,德尔塔变异的传染性很强,成功地超越了那些隐蔽的变异,从而限制了它们的传播。但随着越来越多的人获得针对该病毒的抗体,使该病毒能够避开这些抗体的突变将变得更加有利。
专家说,好消息是,有许多不同种类的抗体,一个带有一些新突变的变体不太可能逃脱所有的抗体。
“免疫系统也已经进化到有很多办法来对抗病毒的进化,”佩珀说。例如,某些T细胞可以摧毁被病毒感染的细胞,帮助减轻疾病的严重程度。研究人员发现,我们的T细胞组合在一起,至少可以识别30到40个不同的新冠病毒片段。
到目前为止,研究表明,对于新冠病毒,我们的抗体、T细胞和B细胞反应都在按预期工作。
【“对杀死我们没有兴趣”】
科学家说,病毒是否会变得更具毒性——也就是说,它是否会导致更严重的疾病——是最难预测的。与传播性或免疫逃避不同,毒性没有内在的进化优势。
“病毒对杀死我们没有兴趣,”普林斯顿大学进化生物学家杰西卡·梅特卡夫(Jessica Metcalf)说,“毒性只有在对传播有用时,才对病毒重要。”
比起那些流着鼻涕四处走动的人,住院的人更不可能传播病毒,因此一些人认为,随着时间的推移,新的病毒会变得更温和。
新冠的毒性是否会在长期内发生变化,现在还不能下结论。在毒性和传播之间肯定会有权衡;让人病得太严重、太快的变异,可能不会传播很远。但这种病毒在人们病情变得严重之前就已经在传播了。只要这一点保持不变,病毒就可以在不牺牲传播性的情况下变得更具毒性。
此外,使病毒更具传染性的东西——更快的复制或更紧密地与我们的细胞结合——也可能使它更具毒性。事实上,一些证据表明,与其他变异相比,德尔塔更有可能导致住院治疗。
宾夕法尼亚州立大学的进化微生物学家安德鲁·里德(Andrew Read)称,“在好的情况下,我乐观地认为,随着时间的推移,疾病的严重性将会下降。因为很明显,人们被隔离确实会影响传播。在不好的情况下,我担心事情会朝相反的方向发展。”
【不稳定的均势】
虽然未来仍有许多可能性,但可以肯定的是,新冠病毒不会停止演变,病毒和我们之间的“军备竞赛”才刚刚开始。
因为任由病毒肆意传播,我们输掉了前几轮,但我们仍有强大的武器可以投入战斗。最引人注目的是以创纪录速度开发的高效疫苗。
即使是第一代疫苗也能提供对疾病的有效保护,而且还有很大的改进空间,可以通过调整剂量和接种时机、使它们适应新的变异,或者开发新的方法,比如可能更好阻止传播的鼻腔喷雾剂。
与此同时,随着完全脆弱的宿主数量减少,传播速度减慢,病毒变异的机会就会减少。最近的一篇论文(尚未经过专家评审)指出,不断上升的疫苗接种率可能已经在抑制新的突变。
而且随着病毒对人类的适应性增强,进化速度也可能放缓。
科学家预测,最终,随着病毒进化放缓,我们的免疫系统也会赶上来,我们将与病毒达到一种不稳定的均势。我们永远不会消灭它,但它会缓慢燃烧而不会变成熊熊大火。
这个平衡点到底是什么样子的——传播会有多严重,以及它会导致多少疾病——尚不确定。
一些科学家预测,这种病毒最终会像流感一样,仍然会导致严重的疾病和死亡,尤其是在季节性高峰期间。也有人更为乐观。“我猜,有一天它将成为普通感冒的另一个肇因,”埃默里大学研究这种可能性的传染病研究员珍妮·拉文(Jennie Lavine)说。
当然,科学家们说,还有很多不确定因素,包括需要多长时间才能达到平衡。
随着美国的感染人数再次开始下降,人们再次燃起希望,认为疫情最严重的时期已经过去。但世界上大部分地区仍未接种疫苗,而这种病毒已被证明有能力让我们大吃一惊。“预测它在未来能会怎样时,我们应该保持谨慎和谦逊,”拉霍亚免疫研究所的病毒学家谢恩·克罗蒂(Shane Crotty)说。
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