BESA THURSDAY 比薩攝食日(五十一) 病毒如何躲過疫苗的控制

撰文/ 林軒彤

編輯/ 蔡瓈葶

製圖/ 吳雨靜

隨著COVID-19持續的傳播，世界各地陸續發現新的SARS-CoV-2病毒變異株，從先前爆發的英國變種病毒(Alpha)，到近期入侵台灣本土的印度變種病毒(Delta)，全球疫情局勢又再次趨於緊張，各國無不開始擔憂恐懼著是否辛苦防疫已久的成果都將功虧一簣，然而，若現疫苗能夠對變種病毒有足夠的防禦力，大家其實也不至於需要如此恐懼，因此，現有疫苗是否能抵禦這些變異株的感染成為了眾人注目的焦點。

目前有哪些重要的SARS-CoV-2病毒變異株

美國CDC與WHO將SARS-CoV-2病毒變異株分成三類，需留意變異株(Variants of Interest, VOI)、高關注變異株(Variants of Concern, VOC)以及高衝擊變異株(Variants of High Consequence)。 [1、2、3]

需留意變異株(Variants of Interest, VOI)

其特定位點的突變可能會影響病毒與受體的結合與抗體的中和能力，因而降低疾病的診斷、治療效果，或增加疾病的傳播與嚴重度。根據WHO在6月15日的更新，目前屬於VOI的變異株包括Epsilon、Zeta、Eta、Theta、Iota、Kappa以及Lambda (秘魯變種病毒)。

高關注變異株(Variants of Concern, VOC)

已有文獻證實此類型的變異株會增加疾病傳播與嚴重度，並降低抗體的中和能力、診斷與治療效果，且可能影響疫苗的保護力。目前屬於VOI的變異株包括Alpha (英國變種病毒)、Beta (南非變種病毒)、Gamma (巴西變種病毒)、Delta (印度變種病毒)。

高衝擊變異株(Variants of High Consequence)

此類型的變異株會大幅降低疾病預防方法與醫療對策的效果，包括降低疫苗的保護力。目前還無任何病毒株達到此分類標準。

病毒變異株是如何產生的

突變是病毒在複製過程中自然會發生的現象，意指病毒的基因序列在複製時被改變成原先不同，例如在SARS-CoV-2病毒變異株中，棘蛋白胺基酸序列位置第614的天冬門胺酸(aspartic acid)突變成甘胺酸(glycine)。基因序列發生改變的病毒株稱為變異株，變異株可能具有一或多個位點的突變。大多的情況下突變並不會影響病毒的行為，且有時反而會使感染力下降，但也有機會使病毒跟更加容易傳播，而這也是主要我們必須格外重視病毒變異株的原因。[4]

病毒是如何經由變異來躲過疫苗

目前科學家已相當了解流感病毒是如何突變以從先天免疫與疫苗誘發的免疫反應逃脫，而流感病毒與冠狀病毒之間有一定程度的相似，因此我們可以藉由兩者間的比較來認識病毒的變異以及其可能對疫苗的影響。流感病毒主要以兩種方式進行變異，分別為—抗原飄變(Antigenic drift)與抗原移形(Antigenic shift)。[5]

抗原飄變是指病毒在複製時發生隨機的複製錯誤，也就是突變，突變的持續累積導致病毒表面抗原發生改變，而抗原的改變使得病毒不能再被免疫系統所辨認，而原先可作用的疫苗便會失效，因此抗原飄變是流感病毒需要每年皆種的主要原因。SARS-CoV-2與其他RNA病毒相比突變速率較慢，這是因為SARS-CoV-2在複製新的RNA時有校對(SARS-CoV-2)的能力，此項能力在其他RNA病毒中並未被發現，據估計SARS-CoV-2的突變率是流感病毒的1/4倍，因此SARS-CoV-2似乎不容易發生。然而，作為一個新興病原，SARS-CoV-2仍還有許多未知需要多加研究。[5]

抗原移形發生於兩種不同病毒或同種病毒的不同病毒株同時感染相同寄主細胞的情況，流感病毒的基因體由8條的RNA片段所組成，當病毒在組裝時可能發生基因重排(reassortment)，使新的病毒顆粒帶有不同病毒株的RNA片段，而產生帶有各病毒株表面抗原混合的新病毒亞型，大多數的人將對於新病毒株不再免疫，容易造成新的流行。冠狀病毒的基因體並非分段式，而是僅有一條長長的RNA，因此不會發生基因重排，相較於此，當兩種不同的冠狀病毒株感染相同細胞時仍有可能會因為RNA聚合酶在不同模板間的轉換(template switching)，複製出同時帶有兩種病毒株序列的RNA，而產生新的病毒株，但此發生的機率較基因重排低。[5]

結語

目前已證實高關注變異株會影響抗體的中和能力，但抗體的中和能力並不等於疫苗的保護力，例如alpha變種病毒雖會造成AZ與輝瑞疫苗的抗體中和能力下降，但仍然可以維持一定的保護力，因此施打疫苗仍然是舒緩疫情的關鍵。然而，病毒仍有機會持續突變，所以病毒變異株的持續監測與關注變異株對疾病表現與疫苗影響仍相當重要。 [1]