Omicron偽裝術

Omicron偽裝術

撰文/司庫德拉里 翻譯/張亦葳

新冠病毒變異株Omicron可能是人類流行病學史上傳播速度最快的病毒。一名帶有麻疹病毒(傳染性微生物裡的厲害角色)的患者,12天內可能會傳染給15個人。但去年冬天Omicron出現時,從單一確診病例,4天後增至6例、8天後36例、12天後216例。截至今年2月底,美國幾乎所有新增病例都是感染Omicron。

Omicron突變數量是其他主流新冠病毒變異株的兩倍,它的亞型BA.2變異株可能更多。Omicron的棘蛋白上有30個突變,其中13個在其他變異株中相當罕見。如此結構上的變化,賦予它嶄新且令人驚訝的能力。如果新冠病毒變異株Delta是漫威電影中力大無比的綠巨人浩克,那Omicron就是速度極快的蒙面閃電俠。以下介紹Omicron變異株的四種突變特色:前三種有助於它迴避人體免疫系統的偵測,並且更具感染力,第四種則可能使其引發的感染多為輕症。

●身著偽裝

多數證據顯示,Omicron如此高的傳染力是由於單一且強效的機制:在諸多新冠病毒變異株中,Omicron躲避人體免疫系統的能力無與倫比。

新冠病毒的棘蛋白頂端的胺基酸群塊,稱為受體結合區(receptor-binding domain, RBD),此區在感染人體的過程中會連接上人體細胞表面的受體蛋白質「第二型血管收縮素轉化酶」(ACE2)。為防止這種致病性的結合,人體免疫系統會製造抗體辨識出RBD並且像魔鬼氈一樣緊密附著其上,如此一來,病毒就不能和ACE2相接。Omicron的RBD有15個突變,其中很多是位於抗體主要的結合位置,因此形成了精巧的偽裝來避開更多抗體。

●棘蛋白變穩固

當Omicron的棘蛋白大幅突變進而能躲避免疫系統的偵測時,這些突變也造成棘蛋白連結ACE2需要的某些化學殘基消失。但其他的突變有所補償,Omicron會產生化學分子橋的突變,讓次單元連接得更穩固。其他新冠病毒變異株的棘蛋白的兩個次單元S1和S2連接並不緊密,這使它能快速分開,當病毒遇到人體細胞便可把它的棘埋入其內。不過,如此微妙安排的缺點是,很多棘蛋白在靠近人體細胞前就已分開。兩個次單元一旦分開,棘蛋白就不能再附著上人體細胞。

●從旁門溜進來

其他的新冠病毒變異株必須與人體兩種細胞表面蛋白質「第二型跨膜絲胺酸蛋白酶」(TMPRSS2)及ACE2結合才能穿過細胞膜,把其基因組注入人體細胞。但Omicron只需與ACE2結合,接下來它被包入稱為內小體的中空囊泡裡進入細胞內部,最後大量複製並接管一切。

科學家推測,Omicron可能因此獲得兩大優勢。第一,很多人體細胞表面沒有TMPRSS2,如果Omicron不需與這種表面蛋白質結合,就能更不受限地感染人體。第二,Delta變異株通常深入感染富含TMPRSS2的肺部細胞,但Omicron是在上呼吸道內快速增殖,這可能有助於它在人與人之間傳播。

●弱化自身防禦力

Omicron的第四種特色反而產生令人訝異的弱點,使其更易受到人體先天免疫系統的攻擊。科學家發現Omicron會活化干擾素,即使仍不了解其中明確機制,科學家認為這可能是Omicron引發的感染較不嚴重的原因。

本文取自《科學人》雜誌2022年6月號,更多的內容歡迎閱讀《科學人》雜誌。
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