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新冠病毒局部流行恐成常态

Feb 23, 2021 No Comments

 

新冠将成常态

SARS-CoV-2大流行期间,哥本哈根的儿童在玩耍。局部性流行病一般最先感染儿童。

 

 

《自然》杂志的一项调查显示,许多科学家预计新冠病毒会转变成局部流行。幸运的是,随着时间的推移,它的毒性会逐渐下降。

在过去一年的大部分时间里,西澳大利亚没有出现新冠病毒肆虐。朋友们在酒吧里聚会;人们亲吻和拥抱;孩子们上学时不用测体温,也不用戴口罩。该地区维持这一状态的唯一办法就是对旅行实施严格限制,并实施封锁——今年年初,在一家用于游客隔离的酒店的一名保安检测出新冠病毒阳性后,一些地区实施了临时封锁。但西澳大利亚的经历向大家展示了没有新冠病毒的美好生活。如果其他地区在疫苗的帮助下,采用类似的零新冠策略,那么世界能否摆脱病毒,重回正常的生活秩序?

愿望很美好,现实很残酷——大多数科学家认为这是不可能的。今年1月,《自然》(Nature)杂志采访了100多名从事冠状病毒研究的免疫学家、传染病研究人员和病毒学家,询问新冠病毒能否被彻底消灭。近90%的受访者认为,冠状病毒将转变成局部流行——这意味着未来几年里它将继续在全球的少数地区传播(图“新冠病毒未来发展”)。

明尼阿波利斯市明尼苏达大学(University of Minnesota)的流行病学家Michael Osterholm指出,现在从全球根除这种病毒就像打造一条通往月球的步道。这是不现实的。

但是,未能根除该病毒并不意味着现有的死亡、疾病或社会隔离状态会持续下去。未来的疫情发展将在很大程度上取决于人们通过感染或接种疫苗获得的群体免疫,以及病毒如何演变。流感和导致普通感冒的四种人类冠状病毒也存在局部流行特性:但每年接种疫苗外加获得性免疫意味着,它们带来的季节性死亡和疾病在人们可接受的范围内,并且不需要隔离、戴口罩和保持社交距离等预防措施。

在《自然》杂志的调查中,超过三分之一的受访者认为,新冠病毒会在一些地区继续肆虐,但一些地区可能能够根除新冠病毒。在无新冠病毒的地区,疾病爆发的风险依然存在,但如果大多数人都接种了疫苗,群体免疫可以迅速扑灭疫情。英国牛津大学(University of Oxford)流行病学家Christopher Dye认为,一些国家将会消灭新冠病毒,但在疫苗覆盖和公共卫生措施不够好的地区,新冠疫情有死灰复燃的风险。

来自华盛顿西雅图的乔治城大学(Georgetown University)病毒学家Angela Rasmussen表示,新冠病毒有可能成为地方性流行病,但其流行模式很难预测。这将决定未来5年、10年甚至50年SARS-CoV-2的社会成本。

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易感人群——儿童

5年后,当托儿中心打电话告诉父母他们的孩子流鼻涕和发烧时,COVID-19大流行可能已经是遥远的记忆了。孩子们发烧的元凶可能是这个在2020年造成150万人死亡的病毒——新冠病毒。

这是科学家们对SARS-CoV-2的预测之一。病毒会一直存在,但一旦人们对它产生了某种免疫力——无论是通过自然感染还是接种疫苗获得——就不会出现严重症状。佐治亚州亚特兰大市埃默里大学(Emory University)传染病研究人员Jennie Lavine指出,这种病毒最容易感染儿童,但通常会导致轻微感染,或者根本没有症状。

科学家认为这是可能的,因为这是4种地方性冠状病毒(OC43、229E、NL63和HKU1)的表现方式。这些病毒中至少有3种可能已经在人群中传播了数百年,其中两种病毒造成了大约15%的呼吸道感染。利用以前研究的数据,Lavine等人建立了一个模型,显示了大多数儿童是如何在6岁之前感染这些病毒并对它们产生免疫力的。Lavine提出,尽管这种防御能力会迅速减弱,不足以完全阻止再次感染,但它似乎可以保护成年人不生病。即使对儿童来说,第一次感染也相对温和。

到目前为止,对SARS-CoV-2的免疫是否会有同样的作用还不清楚。一项针对COVID-19患者的大规模研究表明,他们的中和抗体水平——有助于阻止再次感染——在大约6至8个月后开始下降。但这项研究的合著者、加州拉霍亚免疫研究所(La Jolla Institute for Immunology)的免疫学家Daniela Weiskopf指出,感染者的体内也会产生记忆B细胞(在新的感染发生时可以制造抗体)和T细胞(可以清除被病毒感染的细胞)。目前还不清楚这种免疫记忆是否能阻止病毒的再感染——尽管已经有再感染的病例,而且新的病毒变异可能增加再次感染的风险,但再感染仍然被认为是罕见的。

Weiskopf等人仍在追踪COVID-19感染者的免疫记忆,看它是否会持续。她认为,如果大多数人通过自然感染或接种疫苗形成对这种病毒的终身免疫力,那么这种病毒不太可能成为地方性流行病。但是免疫性可能会在一两年后减弱——而且已经有迹象表明病毒可以进化,然后逃避免疫系统攻击。接受《自然》杂志调查的科学家中,超过一半的人认为免疫力下降将是病毒流行的主要原因之一。

由于这种病毒已经在世界各地传播,看起来它可能已经被归类为地方性病毒。但是,由于全球范围内的感染持续增加,而且许多人仍然易受感染,科学家们在技术上仍将其列为大流行阶段。Lavine表示,在地方性流行阶段,感染者的数量在数年内相对稳定,只会偶尔爆发。要达到这种稳定状态可能需要几年或几十年的时间,这取决于群体产生免疫力的速度。让病毒不受控制地传播将是达到这一目标的最快方式——但这将导致数百万人死亡。这种方式成本太高,最容易接受的途径是接种疫苗。

 

疫苗和群体免疫

已经开始分发COVID-19疫苗的国家有望很快看到严重疾病的减少。但距离疫苗有效地减少传播还需要更长的时间。临床试验数据表明,预防感染的疫苗也可能阻止人传播病毒。

如果疫苗确实阻止了传播——而且如果它们对病毒的新变种仍然有效——那么就有可能在有足够人口接种疫苗的地区消除病毒,从而保护那些没有接种疫苗的人,从而促进群体免疫。根据伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的Alexandra Hogan等人建立的模型,如果一款疫苗的保护效力为90%,为了控制住病毒的传播,至少需要55%的人接种疫苗,并且辅以一定的社交隔离手段——如戴口罩和许多人在家工作。(如果取消所有的社会隔离措施,疫苗需要覆盖近67%的人,才能提供群体免疫。)但是,如果由于一种新的病毒变种而增加了传播速度,或者如果一种疫苗在阻止传播方面的有效性低于90%,那么疫苗的覆盖范围将需要更大,以阻碍大规模感染。

在许多国家,即使给仅55%的人口接种疫苗也将是一项挑战。纽约哥伦比亚大学(Columbia University)传染病研究员Jeffrey Shaman提醒,只要世界上有些地方不接种疫苗,病毒就会继续存在。

Dye表示,即使这种病毒在许多地区仍然流行,当严重感染降低到卫生服务能够应对的水平,并且当易患严重疾病的很大一部分人已经接种了疫苗时,国际旅行就能够恢复。

 

类似于流感?

1918年的流感大流行夺去了5000多万人的生命,这个数字是衡量其他所有大流行的标准。这场流感是由一种起源于鸟类、名为甲型流感的病毒引发的。从那以后,几乎所有的甲型流感病例以及随后的所有流感大流行都是由1918年流感病毒的后代引起的。这些病毒后代在全球传播,每年感染数百万人。流感大流行发生在人们对病毒不熟悉的时候,当一种大流行病毒成为季节性病毒时,大多数人对它有一定的免疫力。季节性流感仍在全球范围内造成重大死亡,每年约65万人死亡。

西雅图弗雷德·哈金森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)的进化生物学家Jesse Bloom认为,冠状病毒可能会遵循类似的路径。他确实认为SARS-CoV-2将成为一个不那么严重的问题,就像流感。Shaman等人表示,这种病毒也可能形成一种季节性模式,每年冬季爆发,类似于流感。

流感病毒的进化速度似乎比SARS-CoV-2快得多,使其能够躲过免疫系统的防御系统。这就是为什么流感疫苗需要每年重新配制,SARS-CoV-2的疫苗则可能不需要每年重新配制。

尽管如此,冠状病毒可能会避开获得性免疫的攻击,并可能比疫苗更聪明。实验室研究已经表明,COVID-19患者血液中的中和抗体在识别首次在南非发现的病毒变种(名为501Y . V2)的能力,显著弱于其对大流行早期传播的变种的识别能力。这可能是因为疫苗靶向的病毒刺突蛋白发生了突变。试验结果表明,一些疫苗可能对501Y . V2效果不太好。一些疫苗制造商正在探索重新设计他们的产品。

Lavin指出,然而,免疫系统有很多锦囊妙计,可以对病毒的许多特征做出反应,而不仅仅是刺突蛋白。病毒可能要经历大量的突变才能使疫苗失效。Rasmussen表示,初步试验结果还表明,疫苗可以保护感染501Y.V2的病人,防止因感染而发生严重疾病。

《自然》杂志调查的70%以上的科学家认为,免疫逃逸将是病毒持续传播的另一个驱动因素(图“驱动因素”)。对于人类冠状病毒来说,这并不罕见。在一项尚待同行评审的研究中,Bloom等人发现,流行的冠状病毒229E已经进化,因此对于感染过1980年代末和1990年代初流行的病毒变种的个体,其血液中的中和抗体对最近的变种的效力要小得多。Bloom怀疑,人们在一生中会再次感染229E,这意味着要阻止那些进化,来逃避先前免疫的病毒变种可能会更加困难。但科学家不知道这些再感染是否会导致更严重的症状。Bloom预计,多年来,SARS-CoV-2累积的突变将更彻底地侵蚀中和性抗体免疫,就像我们在CoV-229E中看到的那样,尽管我不能肯定两种冠状病毒之间进化速率有多大差异。

Bloom认为,SARS-CoV-2疫苗可能需要更新,可能是每年更新一次。即便如此,过去接种疫苗或感染产生的免疫力还是能够降低发生严重疾病的风险。Lavine指出,即使人们再次感染,这也不是什么大问题。对于地方性冠状病毒,频繁的再感染似乎能增强对相关变种的免疫力,通常人们只会出现轻微症状。但Shaman则表示,疫苗可能无法阻止一些人出现严重症状,在这种情况下,病毒将继续给社会带来沉重负担。

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类似麻疹病毒

如果SARS-CoV-2疫苗能够终生阻断感染和传播,这种病毒可能会变成类似麻疹的病毒。Shaman表示,虽然这种情况发生的概率低于其他可能性,但仍有可能。

通过一种高效的麻疹疫苗——两剂疫苗可以形成终生的免疫力——麻疹病毒已经在世界许多地区被消灭。在1963年开发出疫苗之前,每年大约有260万人死于麻疹,其中大部分是儿童。与流感疫苗不同,麻疹疫苗从未需要更新,因为这种病毒还没有进化到可以逃避免疫系统的程度。

麻疹在世界上免疫接种不足的部分地区仍然流行。2018年,麻疹爆发导致超过14万人死亡。如果人们拒绝接种疫苗,SARS-CoV-2也可能出现类似情况。一项针对1600多名美国公民的调查发现,超过四分之一的美国人肯定或可能拒绝接种COVID-19疫苗,即使它是免费的并且被认为是安全的(go.nature.com/3a9b44s)。Rasmussen提醒,我们在解决这些问题上的成功程度将决定有多少人接种了疫苗,还有多少人仍然易受感染。

 

动物传染源

SARS-CoV-2的未来还将取决于它是否能在野生动物种群中扎根。一些得到控制的疾病之所以持续存在,是因为存在动物宿主,如昆虫,这为病原体返回人类提供了机会。这些疾病包括黄热病、埃博拉病毒和基孔肯雅病毒。

SARS-CoV-2可能起源于蝙蝠,但也可能通过中间宿主传播给人类。这种病毒很容易感染许多动物,包括猫、兔和仓鼠。它在水貂中传染性特别强,在丹麦和荷兰的水貂养殖场大规模爆发,导致大量动物被扑杀。这种病毒也能在水貂和人类之间传播。Osterholm指出,如果它在野生动物种群中扎根,并可能重新蔓延到人类身上,那么它将非常难以控制。在人类历史上,我们从未成功根除过任何一种人畜共患在传播中起到重要作用的疾病。”

SARS-CoV-2成为地方性病毒的路径难以预测,但社会确实对其有一定的控制。在未来一两年,各国可以通过各种控制措施减少传播,直到有足够的人接种疫苗,以实现群体免疫或大幅降低感染的严重程度。Osterholm表示,这将大大减少死亡和严重疾病。但是,如果各国放弃减少传播的战略,任由病毒肆无忌惮地肆虐,那么“更可怕的疫情还在等着我们”。


原文检索:
Nicky Phillips.(2021)The coronavirus is here to stay — here’s what that means. Nature, 590: 382-384.
张洁/编译

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