珠海出现 7 例 omicron,为什么说医务人员更该警惕?

丁香园 2022-01-15 14:04

本文作者:庄时利和


1 月 14 日晚,广东珠海召开新闻发布会,通报珠海在大规模核酸检测中确定 7 例阳性,初步判断为 Omicron 变异株。


至此,我国大陆已有 4 省 5 地报告本土 Omicron 疫情,涉及广东珠海、广东中山、天津、辽宁大连、河南安阳。


来势汹汹的 Omicron 传染力到底有多强?严重程度又如何?它真的是「大号流感」吗?



Omicron 的传染性为什么这么强?


在讨论 Omicron 的传染性之前,我们首先要明白的是,一种病毒在真实世界的传染性受到许多因素的影响。


来看这样几种情况:


同样在 A、B 两座类似规模的城市里传播,如果 A 城采取更加严格的防疫措施,如限制通行、居家上班、严格隔离、惩罚不戴口罩等不遵守防疫规定的人等,那么病毒在 A 城的传播速度很可能会比 B 城慢很多;


假如 A、B 两座城市的防疫措施相同,但是 A 城有更高的疫苗接种率,B 城使用同样的疫苗但是接种的人寥寥无几,那么结局可能跟上面相同;


假如 A、B 两座城市的防疫措施和疫苗接种情况都相同,但是 A 城在去年已经有大量的人感染过一轮而 B 城没有,那么结局可能也是病毒在 A 城的传播速度更慢;


假如 A、B 两座城市的防疫措施、疫苗接种情况和既往感染情况都相同,但 B 城感染的突变病毒是具有更强免疫逃逸能力的,那么结局还是一样。


而以上这些举例,只是复杂因素中比较重要的一些,但我们可以发现一点,病毒的传染性并不只是病毒自己决定的,它受到外因和内因的双重影响。



传染性更强,严重程度较低


我们先来聊聊内因——Omicron 自身究竟出现了什么变化,而这些变化又如何影响它的传染性?


相比于原始毒株和其他四种 VOC(Alpha、Beta、Gamma和Delta),Omicron 的最大特点是具有大量的突变,在 S 蛋白上存在超过 30 个突变,其中有 15 个位于这个蛋白的 RBD(受体结合域),而 RBD 又是新冠病毒与人体细胞 ACE2 受体最主要的连接点,因此这些突变在细胞层面很可能对病毒的入侵产生显著影响


从 Omicron 发现之初到现在,两个月的时间,各国的科研人员已经对它进行了了大量的研究,也得到了一些具有参考价值的信息。


我们来看这样几项研究。


中科院上海药物所发表在 biorxiv 上的一项研究发现,Omicron RBD 在热力学上更加不稳定,并且相邻的 RBD 形成 RBD 二聚体,使得 S 蛋白更容易保持开放构象,这些变化导致 Omicron RBD 与 ACE2 受体的结合力显著提升,相对于原始毒株提高了 10 倍


清华大学的科研人员通过解析 Omicron RBD 与 ACE2 复合物的晶体结构发现, Omicron RBD 与 ACE2 结合力略有增强,平衡解离常数 KD 从原始毒株的 5.9 nM 变化为 Omicron 的 2.8 nM(KD 越小结合力越强)


图源:参考资料 2


首尔大学的研究发现,Omicron 上 T478K、Q493K 和 Q498R 几个位点的突变,导致其 RBD 与 ACE2 的结合力总体上增加了,静电能量是原始毒株 RBD-ACE2 的两倍,这部分解释了 Omicron 增加的传染性。


综合来看,目前研究的主要倾向认为 Omicron RBD 与 ACE2 有更强的结合力,这也在一定程度上解释了其更高的传染性。


不过,影响传染性还有另外很重要的一点,那就是相对于下呼吸道(肺部),Omicron 在上呼吸道的复制能力更强


帝国理工的研究表明,Omicron 在人体呼吸道可以快速复制,更容易感染鼻黏膜上皮细胞,在这类细胞中复制能力也更强;并且 Omicron 可以通过不依赖 TMPRSS2 的方式进入细胞,增强对呼吸道上皮细胞的感染性,使得在较低病毒载量时有更强的传染性(相对于原始毒株)


但同时,Omicron S 蛋白的 S1/S2 切割效率低于原始毒株和 Delta,这个变化减弱了 Omicron 与一些肺上皮细胞的融合,这可能导致这个变异体毒力下降的原因之一。


而香港大学的研究和帝国理工的相印证,港大的细胞学研究表明,Omicron 在人类支气管中的感染和复制速度比 Delta 快了 70 倍,但同时,Omicron 在肺部的感染远比 Delta 和原始毒株更慢(比原始毒株慢了 10 倍)


图源:参考资料 6


所以综合目前各科研机构的研究结果,我们大致可以得出结论:相较于 Delta,Omicron 的突变导致它更容易与 ACE2 结合,同时在上呼吸道和支气管的病毒复制速度更快,但是在肺部更慢——这可能也是为什么 Omicron 具有更强传染性、但是疾病严重程度较低的核心原因。



医护人员更要警惕 Omicron


上面两段我们讨论的都是分子和细胞层面的研究,那么 Omicron 在真实世界的传染性到底有多强?


Omicron 的特性意味着,相较于原始毒株和 Delta,即便采取同样的防控措施、排除疫苗接种和既往感染的影响,Omicron 的传染性也会高得多,加上现在冬季本身是呼吸道传染病高发的季节(室内活动增加、通风减少),更何况它还具有高免疫逃逸能力。


在短短一个多月时间内,全球已经有大量的疫苗对于 Omicron 的中和活性研究,表明几乎所有现有新冠疫苗的标准接种对预防 Omicron 感染的保护力都剧烈下降。


这些因素反映在真实世界中,就是 Omicron 非常强的传染性,丹麦的一项研究估计在接种过疫苗的人群中,Omicron 的传染性是 Delta 的 2.7~3.7 倍。


而这也论证了 Omicron 在欧美多国出现爆发性增长的原因。


可能唯一值得庆幸的一点是,Omicron 的临床表现轻很多。


这一方面是 Omicron 内在毒性减弱所致(尤其是对肺部,原因如上述),另外一方面是现在有更高的疫苗接种率(以及在一些国家有大量既往感染),很多人体内存在一定的中和抗体和 T 细胞。根据南加州的对 7 万例感染病例的研究,相对于之前的毒株,Omicron 有症状感染后的住院率降低了 52%,ICU 率降低了 74%。



图源:参考资料 8


然而,在爆发性的病例冲击下,医疗系统仍然会不堪重负。


这个道理很简单,即便比率降低,但当总量飙升后,最终乘出来的住院数字仍然让人绝望——目前在纽约、波士顿和芝加哥,新冠死亡数量已经达到或者超过去年同期的一半。


图源:参考资料 9


而爆发的 Omicron 疫情对于医疗系统的冲击是更加明显的。在美国,目前几乎所有医务人员都有接种过两针疫苗,一部分都已经接种了第三针,但是一部分医务人员仍然避免不了 Omicron 的突破性感染(只不过症状会轻很多)


但是,医务人员一旦感染就需要自我隔离数天时间,在医疗资源高度饱和的现阶段,医务人员倒下,就意味着离医疗挤兑更近一步。


疫苗和公共卫生防控措施所提供的防护需要保持一个平衡,如果疫苗给全人群提供的保护力足够高,那么公共卫生防控措施就可以稍微放松;


反之当疫苗对 Omicron 的保护力大幅下降的时候,我们勤洗手、戴口罩、对感染者追踪溯源这些措施就更紧绷一些。


总而言之,Omicron 绝不是一些人口中的「大号流感」,它的本质是新冠病毒,而且还是一种传染性很强的新冠病毒,需要被谨慎、客观地对待。(策划:z_popeye)


致谢:本文经中科院上海巴斯德研究所免疫学博士 @最后一次吃糖 专业审核


监制:gyouza
题图来源:视觉中国

参考资料:

[1]Structures of the Omicron spike trimer with ACE2 and an anti-Omicron antibody: mechanisms for the high infectivity, immune evasion and antibody drug discovery

doi: https://doi.org/10.1101/2021.12.27.474273

[2]Structural and computational insights into the SARS-CoV-2 Omicron RBD-ACE2 interaction

doi: https://doi.org/10.1101/2022.01.03.474855

[3]Omicron: A heavily mutated SARS-CoV-2 variant exhibits stronger binding to ACE2 and potently escape approved COVID-19 therapeutic antibodies

doi: https://doi.org/10.1101/2021.12.04.471200

[4]SARS-CoV-2 Omicron RBD shows weaker binding affinity than the currently dominant Delta variant to human ACE2

doi: https://doi.org/10.1038/s41392-021-00863-2

[5]The SARS-CoV-2 variant, Omicron, shows rapid replication in human primary nasal epithelial cultures and efficiently uses the endosomal route of entry

doi: https://doi.org/10.1101/2021.12.31.474653

[6]https://www.med.hku.hk/en/news/press/20211215-omicron-sars-cov-2-infection

[7]SARS-CoV-2 Omicron VOC Transmission in Danish Households

doi: https://doi.org/10.1101/2021.12.27.21268278

[8]Clinical outcomes among patients infected with Omicron (B.1.1.529) SARS-CoV-2 variant in southern California

doi: https://doi.org/10.1101/2022.01.11.22269045

[9]https://www.nytimes.com/interactive/2022/01/09/us/omicron-cities-cases-hospitals.html?smid=tw-nytimes&smtyp=cur


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