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第58期

出刊日:2021-10-15

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病毒篇-疫情一波未平一波又起 新冠病毒突變解密

新冠肺炎(COVID-19)全球疫情看似來到尾聲,卻又臨去秋波;最早自印度發現的Delta變種病毒株,引發各國新一波疫情高峰,即使是疫苗施打率較高的國家,確診數仍然爆增,引起世人憂心。到底變種病毒怎麼來的?為何一變再變?本文為您說分明。
 
諮詢/王弘毅(臺大醫學院臨床醫學研究所教授)
撰稿/藍弋丰
 
近來新聞頻頻報導「Delta」變種病毒、稱傳染力特別強,許多國家都因此重新加強防疫管制措施,許多人滿頭霧水,到底什麼是「Delta」?其實就是先前所稱的「印度變種」。比較關心新冠疫情發展的朋友,可能已經聽過英國、南非、巴西、印度4大變種,或稱為「變異株」,這些變種病毒是怎麼來的?這就要從新冠病毒的基本特性說起。
 
RNA病毒為何較容易突變?
 
引起新冠肺炎的新冠病毒(SARS-CoV-2),屬於RNA病毒。
  RNA或許一般人覺得陌生,但若說起DNA,大部分人就熟悉了。DNA的中文全名叫脫氧核糖核酸,「D」就是脫氧的意思,如果看過「雙股螺旋」DNA模型,那兩條軌道,就是由「脫氧核糖」串聯接成的;RNA的英文原文,其實就是DNA少掉「D」而已,中文叫做核糖核酸。
  RNA與DNA的差別,在於RNA通常只有單股,而連接的「軌道」,是由沒有脫氧的核糖串聯起來。由於核糖為基礎的RNA較容易水解,所以生物演化上為了保證基因穩定,寧可多花點力氣拔掉一個氧,用脫氧核糖製成的DNA來記錄重要的生命設計稿。
  由此可知,RNA的穩定度遠不如DNA,本身容易分解,又只有單股,沒辦法交叉驗證,所以,我們正常的身體是用DNA來抄錄出RNA,確保訊息正確,但是RNA病毒只能用RNA來複製RNA,每次複製都可能會發生錯誤,久了錯誤累積就不斷產生新的變種。
 
新冠病毒基因組較大 突變並未特別快速
 
新冠病毒在全球傳染了數以億計的人,每天有很多病毒在全球病人身上複製,科學家估計,大約每11天就會在人群中發現一個新突變。大部分突變對病毒特性沒有太大影響,有的突變讓病毒功能失效,也就消失,目前估計新冠病毒可能有4000多種變種病毒株。
  讓人好奇的是,新冠病毒是否特別會突變?其實跟其他的冠狀病毒家族,包括SARS、MERS病毒相比,突變率相差不多,與其他RNA病毒相比較,突變率也並未較高。冠狀病毒的變異速度大體上比流感病毒、造成愛滋病的人類免疫不全病毒HIV,都要來得慢些。
  只是,新冠病毒的基因組較大,HIV基因組大約9千多鹼基的規模(9.2~9.8kb),新冠病毒基因組則高達3萬鹼基,是HIV的3倍多大,所以看起來好像新冠病毒變種數量很多,其實只是因為本身基因組比較多。
 
4大變種病毒特性解析
 
大部分變種病毒株不值得特別留意,需要重視的只有:感染力、致病力、致死力三者增強的病毒株。這些特別需要注意的病毒株,一開始用最早發現地命名,也就是所謂英國、南非、巴西、印度變種病毒,後來WHO改用希臘字母命名,也就改成了Alpha、Beta、Gamma、Delta。
Alpha,指最早發現自英國肯特郡的病毒株,也就是先前所稱的「英國變種」。
Beta,指最早發現自南非的病毒株,也就是「南非變種」,被認為是南非第二波疫情的起因。
Gamma,指最早在日本發現從巴西入境的4個人感染的病毒株,也就是「巴西變種」。
Delta,指最早在印度發現的病毒株,也就是當前惡名昭彰的「印度變種」,目前已經多出一個子變種,稱為「Delta +」。
  病毒傳染的人數越多,就有越多病毒在複製,產生變種的數量也更多,也就更容易出現特別具威脅的病毒株。2020年6、7月之前雖然已經有很多變種病毒,但大多不值得特別關注,可是到了2020年9月、10月之後,Alpha、Beta株開始出現,這是因為6、7月暑假全球感染數急遽增加,傳染的人數從幾百人爆增到幾百萬人,也使得病毒有更多變異機會。
  有些國家例如英國,認為疫苗接種率拉高之後,雖然新增病例數一度回升,但是重症與死亡並沒有增加,所以決定放寬防疫措施「與病毒共存」,但因病例數仍高,會不會造成病毒突變率又大增呢?由於疫苗還是有一定的保護力,病毒變種的速度應不至於跟2020年尚未有疫苗時一樣快速,但若疫情時間拖久了,的確仍可能發生新的有威脅性的變種。
 
 
目前Delta株最具威脅 武漢病毒株已消失
 
Alpha株最初受到注意是因為它的傳染力比較高,傳染速度比原始病毒株高上30~60%,但是致病性並未較高,不會造成更嚴重的病情,只是純粹傳播較快。
  Beta株傳染力並沒有特別突出,它的主要特色是會讓既有的抗體失效,使得疫苗效果打折扣,但是由於並未特別容易傳播,因此並沒有造成太大威脅;在南非,如今也漸漸遭到Delta株取代。Gamma株的傳播力也同樣並未特別強。
  如今世人最重視的Delta株,傳染速度比起Alpha株又快了80%,相較於原始病毒株,傳染速度可說高了2倍以上,而且,還帶有一部份Beta株的突變,也就是能夠讓既有的抗體失效,讓疫苗效果下降,這也就是Delta株成為重大威脅的原因。
  至於最初的武漢病毒株目前可說是消失了,目前各國上傳的病毒株資料都沒有最原始的武漢病毒株,為什麼呢?因為新冠病毒不斷累積新的突變,新的、更強的變種取代了原種,也就找不到最初的病毒了。
  其實在病毒世界,這是很常見的現象。以流感病毒為例,每隔兩、三年,之前最主要的病毒株就會不見蹤影,由新的突變病毒株取代繼續傳播下去,這也是為何每年都得重新施打流感疫苗的原因之一。
 
疫苗對變種病毒的保護力下降 仍能防重症及死亡
 
近來有許多論文探討各疫苗對Delta株的保護力,以色列有報告顯示輝瑞BNT疫苗對Delta株的保護力僅有30~40%,但是英國論文則顯示保護力有70~80%,這是因為分析的群體不同,施打時間也不同,導致結果有相當大落差。雖然大多數研究者有共識Delta株造成疫苗的保護力下降,但是下降多少,並沒有一致性的答案。
  為求保險起見,部分國家已針對特定族群追加施打第三劑,以提升免疫效果。
  不論如何,雖然疫苗對變種病毒的保護力下降,但是,對重症、死亡的保護力仍在80~90%以上,因此,施打疫苗仍然非常重要。
 
期待疫情雨儘早過天青
 
疫情至今,台灣人可說非常配合防疫,在歐美,不僅戴口罩的配合度低,屢次需要防疫管制時,各國都發生嚴重抗爭,相較下台灣人的忍耐配合,可說是防疫成就的無名功臣。如今疫情可說來到最終階段,雖然有變種病毒威脅,但疫苗對重症的防護力仍高,國人可以樂觀看待,只要再繼續努力一陣子,疫情終將雨過天青。

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