2021-10-15 10:15:10 - 美國
人類與病毒之戰將會走向何方
EMILY ANTHES
BIANCA BAGNARELLI
2020年1月9日，在世界首次得知中國中部出現一批神秘的肺炎病例大約一周後，當局宣布科學家找到了罪魁禍首：一種新型冠狀病毒。
這是個令人警醒的聲明，而可怕的是，這個情景並不陌生。大約20年前，另一種冠狀病毒跨越了物種屏障，在世界各地快速傳播，引發了一種致命的新疾病——嚴重急性呼吸系統綜合症，即SARS。這種病毒被稱為SARS-CoV，在衛生官員將其控制住之前，它導致了全球774人死亡。
不過，儘管科學家們擔心歷史可能會重演，但還是有一線希望。雖然所有的病毒都會進化，但根據目前的了解，冠狀病毒相對穩定，變化比普通流感慢。
密西根大學(University Of Michigan)病毒學家、傳染病醫生亞當·勞雷(Adam Lauring)博士說，
「我認為，當時有一種對我們有利的感覺，那就是它不會變成流感一樣的噩夢——不斷變化，一直需要更新疫苗。」
許多科學家沒有料到的是，這種病毒會在全球肆意蔓延。在接下來的幾週裡，新病毒SARS-CoV-2從中國武漢傳到了日本的一艘郵輪、義大利北部的一個小鎮，以及在波士頓舉行的一場生物科技會議。一個國家接一個國家，全球都變成了紅色。
到目前為止，全球已有超過2.37億人感染了這種病毒，480萬人死亡，僅美國就有70萬人死亡。
即使對於病毒來說，進化也是一個漫長的過程，我們與SARS-CoV-2的關係仍處於開始階段。科學家們說，我們很有可能無法徹底消滅這種病毒，而且很難預測未來幾年乃至幾十年的發展。
但是，過去的疫情所留下的遺產，以及一些基本的生物學原理，為我們可能走向何方提供了線索。
基因彩票
病毒是複製機，劫持我們的細胞來複制自己的基因組。有時它們在複製過程中會犯一些小錯誤，這類似於錯別字。
大多數時候，這些錯誤對病毒沒有好處；許多錯誤是有害的，不過很快就會消失。但偶爾，病毒會中基因彩票：一種帶來優勢的突變。這種更合適的病毒版本在競爭中勝出，從而導致新的變種產生。
冠狀病毒可能會以無數種方式變化，但有三種可能性令人擔憂：可能會變得更具傳播性、可能會更善於繞過我們的免疫系統、可能會變得更具毒性，導致更嚴重的疾病。
SARS-CoV-2已經變得更具傳染性。「與2020年1月相比，這種病毒在人際傳播的能力增強了，」西雅圖弗雷德·哈欽森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)的病毒進化專家傑西·布魯姆(Jesse Bloom)說。「這是由於病毒獲得了各種突變，其中的一些我們了解，另一些我們不了解。」
到2020年1月底，首批突變之一已經出現。這種名為D614G的突變可能穩定了病毒用來粘附在人類細胞上的刺突蛋白，使病毒更具傳染性。它迅速蔓延開來，取代了最初的病毒版本。
隨著病毒的傳播，更多變異出現了，產生了更具傳染性的變異。首先是阿爾法(Alpha)變異毒株，其傳染性比最初的病毒高50%，然後是德爾塔(Delta)變異毒株，其傳染性又比阿爾法病毒高大約50%。
「很難想像病毒會突然形成一個完美的新種類，」賓夕法尼亞州立大學(Penn State University)的進化微生物學家安德魯·里德(Andrew Read)說。「它一定會做一些調整。」
但科學家並不認為這一過程會永遠持續下去。
基於特定病毒的內在特性，其傳染性可能存在一些基本的生物限制。布盧姆博士指出，像麻疹和季節性流感這樣對人類適應性很強的病毒不會不斷變得更具傳染性。
他補充說，目前還不完全清楚限制傳播的因素是什麼，但至少，新冠病毒不能無限地快速複製，也不能無限地長途傳播。
「傳播需要一個人以某種方式通過呼氣或咳嗽傳出該病毒，然後病毒進入其他人的呼吸道，感染他們，」布魯姆說。「這個過程是有限制的。我坐在辦公室裡，就把它傳給西雅圖另一頭的人，這種事永遠不會發生，對吧？」
他還說：「我不能說德爾塔變異是否已經達到了穩定期，或者在達到穩定期之前是否還會有進一步的發展。但我確實認為這種穩定期是存在的。」
躲避免疫
除了變得更具傳染性之外，一些變體還獲得了躲避我們某些抗體的能力。抗體可以阻止病毒進入我們的細胞，它被設計成粘附在病毒表面的特定分子，像拼圖碎片一樣扣在上面。但病毒中的基因突變可以改變這些結合點的形狀。
「如果你改變了這種形狀，抗體就無法發揮作用，」華盛頓大學醫學院(University of Washington School of Medicine)的免疫學家馬利恩·佩珀(Marion Pepper)說。
德爾塔變異似乎能避開一些抗體，但還有其他變異能更好地避開這些防禦，尤其是貝塔(Beta)變異毒株。目前，德爾塔變異的傳染性很強，成功地超越了那些隱蔽的變異，從而限制了它們的傳播。
BIANCA BAGNARELLI
但隨著越來越多的人獲得針對該病毒的抗體，使該病毒能夠避開這些抗體的突變將變得更加有利。「選擇的格局已經改變，」普林斯頓大學(Princeton University)進化生物學家傑西卡·梅特卡夫(Jessica Metcalf)說。 「從病毒的角度來看，它不再是『我四處遊盪，就能得到一個免費宿主。』」
專家說，好消息是，有許多不同種類的抗體，一個帶有一些新突變的變體不太可能逃脫所有的抗體。
「免疫系統也已經進化到有很多辦法來對抗病毒的進化，」佩珀說。「知道免疫系統中存在這種複雜的多樣性水平，讓我覺得安心。」
例如，某些T細胞可以摧毀被病毒感染的細胞，幫助減輕疾病的嚴重程度。研究人員發現，我們的T細胞組合在一起，至少可以識別30到40個不同的SARS-CoV-2片段。
「避開T細胞反應比避開抗體反應要困難得多，」紐約大學格羅斯曼醫學院(New York University Grossman School of Medicine)傳染病專家席琳·岡德(Celine Gounder)博士說。
「它們實際上是免疫系統對未來變異的猜測庫，」拉霍亞免疫研究所(La Jolla Institute for Immunology)的病毒學家謝恩·克羅蒂(Shane Crotty)說。
到目前為止，研究表明，對於SARS-CoV-2，我們的抗體、T細胞和B細胞反應都在按預期工作。「這種病毒在很大程度上是按照我們所了解的免疫規則運行的，」克羅蒂博士說。
「對殺死我們沒有興趣」科學家說，病毒是否會變得更具毒性——也就是說，它是否會導致更嚴重的疾病——是最難預測的。與傳播性或免疫逃避不同，毒性沒有內在的進化優勢。
「病毒對殺死我們沒有興趣，」梅特卡夫說。「毒性只有在對傳播有用時，才對病毒重要。」
比起那些流著鼻涕四處走動的人，住院的人更不可能傳播病毒，因此一些人認為，隨著時間的推移，新的病毒會變得更溫和。
SARS-CoV-2的毒性是否會在長期內發生變化，現在還不能下結論。在毒性和傳播之間肯定會有權衡；讓人病得太嚴重、太快的變異，可能不會傳播很遠。
不穩定的均勢
雖然未來仍有許多可能性，但可以肯定的是，SARS-CoV-2不會停止演變，病毒和我們之間的軍備競賽才剛剛開始。
因為任由病毒肆意傳播，我們輸掉了前幾輪，但我們仍有強大的武器可以投入戰鬥。最引人注目的是以創紀錄速度開發的高效疫苗。「目前SARS-CoV-2疫苗比以往的流感疫苗都更有效，我認為這是希望，」布魯姆說。
即使是第一代疫苗也能提供對疾病的有效保護，而且還有很大的改進空間，可以通過調整劑量和接種時機、使它們適應新的變異，或者開發新的方法，比如可能更好阻止傳播的鼻腔噴霧劑。
與此同時，隨著完全脆弱的宿主數量減少，傳播速度減慢，病毒變異的機會就會減少。最近的一篇論文（尚未經過專家評審）指出，不斷上升的疫苗接種率可能已經在抑制新的突變。
而且隨著病毒對人類的適應性增強，進化速度也可能放緩。
「有一些容易達到的目標，」勞林說。「所以它有一些特定的方法可以進化，並取得很大的改善，但是一段時間後就沒有可以改進的地方了——它已經找到了所有容易的改進方法。」
科學家預測，最終，隨著病毒進化放緩，我們的免疫系統也會趕上來，我們將與病毒達到一種不穩定的均勢。我們永遠不會消滅它，但它會緩慢燃燒而不會變成熊熊大火。
這個平衡點到底是什麼樣子的——傳播會有多嚴重，以及它會導致多少疾病——尚不確定。一些科學家預測，這種病毒最終會像流感一樣，仍然會導致嚴重的疾病和死亡，尤其是在季節性高峰期間。
也有人更為樂觀。「我猜，有一天它將成為普通感冒的另一個肇因，」埃默裡大學(Emory University)研究這種可能性的傳染病研究員珍妮·拉文(Jennie Lavine)說。
還有其他四種冠狀病毒在人類中流行。我們很早並且經常接觸到它們，這四種病毒主要導致普通感冒。
一種新型冠狀病毒在沒有預先免疫的人群中傳播，可能就是新冠肺炎的情況。「這可能和我們習慣的其他病毒沒有太大不同，」拉文說。「這只是情況糟糕而已。」
當然，科學家們說，還有很多不確定因素，包括需要多長時間才能達到平衡。隨著美國的感染人數再次開始下降，人們再次燃起希望，認為疫情最嚴重的時期已經過去。
但世界上大部分地區仍未接種疫苗，而這種病毒已被證明有能力讓我們大吃一驚。「預測它在未來能會怎樣時，我們應該保持謹慎和謙遜，」克羅蒂說。
翻譯：晉其角
來源：紐約時報