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《自然》本周公布了2022年度十大人物(Nature's 10)榜單，榜單旨在評(píng)選十位在這一年重大科學(xué)事件中占有一席之地的人物?！蹲匀弧诽貙懖恐骶幚聿榈隆っ杉{斯特斯基表示：“在這充滿危機(jī)和精彩發(fā)現(xiàn)的一年里，十位人物既有幫助我們探知宇宙最遙遠(yuǎn)存在的天文學(xué)家，也有在新冠疫情和猴痘疫情中舉足輕重的研究人員，還有突破器官移植局限的外科醫(yī)生。”

《自然》此次評(píng)選了在全球公共衛(wèi)生問題上有突出貢獻(xiàn)的幾位人物。新冠疫情進(jìn)入第3年，北京大學(xué)基因組學(xué)研究人員曹云龍幫助追蹤新冠病毒的演化，并預(yù)測(cè)了導(dǎo)致新變異株產(chǎn)生的部分突變；麗莎·麥考克爾作為“患者主導(dǎo)研究合作組織”的創(chuàng)始成員，幫助提高了公眾對(duì)新冠肺炎的認(rèn)識(shí)，并籌集到了研究經(jīng)費(fèi)；迪米·奧戈伊納是尼日利亞尼日爾三角洲大學(xué)的傳染病醫(yī)生，他對(duì)尼日利亞猴痘傳染病的研究工作提供了對(duì)抗猴痘疫情的關(guān)鍵信息。

幾位人物推動(dòng)了非凡的科學(xué)成就和重要的政策進(jìn)展。美國(guó)馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校的外科醫(yī)生穆罕默德·莫希丁帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了首次轉(zhuǎn)基因豬心臟的人體移植；美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)戈達(dá)德航天中心天文學(xué)家簡(jiǎn)·里格比在韋布空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)入太空并正常工作的任務(wù)中起到了關(guān)鍵作用，讓人類探索宇宙的能力邁上了更高的新臺(tái)階；美國(guó)科技政策辦公室代理主任阿隆德拉·納爾遜幫助拜登政府制定了其科學(xué)議程的重要內(nèi)容；美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校人口學(xué)家黛安娜·格林·福斯特就美國(guó)高等法院推翻對(duì)墮胎權(quán)法律保護(hù)這一決定的預(yù)期影響提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在今年的十大人物榜單上，有一些名字與氣候變化和其他全球危機(jī)的發(fā)展息息相關(guān)。聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)安東尼奧·古特雷斯呼吁各國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化等危機(jī)；位于孟加拉國(guó)達(dá)卡的國(guó)際氣候變化與發(fā)展中心主任薩利穆爾·胡克積極推動(dòng)發(fā)達(dá)國(guó)家承諾承擔(dān)氣候變化造成的“損失與損害”；聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)烏克蘭代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)斯維特蘭娜·克拉科夫斯卡提出了地緣政治與化石燃料間的關(guān)聯(lián)。

《自然》稱，現(xiàn)代科學(xué)研究是由團(tuán)隊(duì)，且往往是大型團(tuán)隊(duì)合作完成的，然而科研世界也充滿了個(gè)人產(chǎn)生影響的故事?！蹲匀弧纺甓仁笕宋锊⒎且粋€(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，也不是全球前十排行榜，它是對(duì)今年重要科學(xué)進(jìn)展、事件以及其中一些關(guān)鍵人物和他們同事的記錄。

蒙納斯特斯基表示：“《自然》十大人物的故事以獨(dú)特視角濃縮了這不平凡一年中的一些最重大的科學(xué)事件?！?/p>

曹云龍及其團(tuán)隊(duì)的新冠研究

曹云龍及其團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，新的奧密克戎突變株的受體結(jié)合域（RBD）所攜帶的突變表現(xiàn)出趨同效應(yīng)，獨(dú)立進(jìn)化的毒株演變出了相同的RBD突變，這是此前新冠疫情中不曾見過的。病毒的趨同進(jìn)化屬于小概率事件，因?yàn)椴《具M(jìn)化的方向非常多，現(xiàn)在出現(xiàn)趨同進(jìn)化，說明兩件事：1）這些趨同進(jìn)化的突變位點(diǎn)具備很高的選擇優(yōu)勢(shì)；2）進(jìn)化壓力非常集中。

奧密克戎RBD趨同進(jìn)化

這些趨同突變對(duì)于抗體藥物和疫苗的逃逸能力極強(qiáng)。突破感染在極大程度上受限于“免疫印跡”。也就是說，接種過原始毒株的疫苗后，感染其他突變株主要喚起的還是原始株疫苗所誘導(dǎo)的抗體，很少產(chǎn)生針對(duì)新毒株的特異性中和抗體。

同時(shí)，突變株感染所誘導(dǎo)的非ACE2競(jìng)爭(zhēng)和弱中和抗體比例增加，有效抗體占比越來越少，抗體表位多樣性越來越低，從而導(dǎo)致免疫壓力越來越集中。由于病毒進(jìn)化的驅(qū)動(dòng)力主要來自免疫壓力，免疫壓力的集中會(huì)進(jìn)而導(dǎo)致病毒進(jìn)化位點(diǎn)的相應(yīng)集中，最終導(dǎo)致趨同進(jìn)化，且進(jìn)化速度加快。

奧密克戎突破感染誘導(dǎo)的抗體分布

根據(jù)大量抗體的RBD逃逸位點(diǎn)衡量體液免疫壓力，并結(jié)合病毒氨基酸突變概率、宿主細(xì)胞表面受體親和力等數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于中和抗體免疫壓力的新冠病毒RBD進(jìn)化趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型，并據(jù)此分別預(yù)測(cè)了BA.2和BA.5突破感染刺激產(chǎn)生抗體的突變逃逸圖譜。

結(jié)果顯示，與BA.2突破感染相比，BA.5突破感染刺激產(chǎn)生抗體的突變逃逸位點(diǎn)顯著減少，只剩下兩個(gè)顯著的逃逸位點(diǎn)（R346和K444），印證了其結(jié)合表位多樣性減少、免疫壓力高度集中。預(yù)測(cè)的突變熱點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)世界中病毒的進(jìn)化高度一致。也與現(xiàn)實(shí)高度吻合。

BA.2和BA.5突破感染誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體的突變逃逸圖譜

團(tuán)隊(duì)基于目前真實(shí)世界中人群的免疫背景，預(yù)測(cè)了BA.2.75和BA.5未來的進(jìn)化趨勢(shì)，并于今年7月構(gòu)建了在BA.2.75和BA.5突變株的基礎(chǔ)上攜帶不同RBD和NTD趨同突變的假病毒，并通過中和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這些假病毒對(duì)不同中和抗體藥物和血漿樣本具有很高的逃逸能力。分別于10月份和11月份出現(xiàn)的BQ.1.1和CH.1.1分別與我們構(gòu)建的BA.5-S3、BA.2.75-S4/S6假病毒高度一致。

結(jié)果表明，新冠突變是可以被預(yù)測(cè)的。通過提前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的毒株并構(gòu)建出相應(yīng)的假病毒，可以提前設(shè)計(jì)開發(fā)疫苗和抗體藥物以應(yīng)對(duì)未來可能出現(xiàn)的疫情。

BA.2.75和BA.4/BA.5最終趨同進(jìn)化趨勢(shì)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)（左：預(yù)測(cè)和構(gòu)建的假病毒；右：現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的突變株）

曹云龍談近期疫情

近日，在一場(chǎng)直播講座上，曹云龍還就一些熱點(diǎn)問題發(fā)表了自己的看法。

他認(rèn)為，雖然奧密克戎致病性下降，但依然會(huì)引發(fā)大量人口死亡以及后遺癥風(fēng)險(xiǎn)，因此我們還需要持續(xù)監(jiān)測(cè)奧密克戎以及后續(xù)可能出現(xiàn)的變異株在致病性、重癥率、后遺癥風(fēng)險(xiǎn)等方面的變化。一些亞洲地區(qū)，包括香港、臺(tái)灣、日本、韓國(guó)等地，疫情加重都是在奧密克戎到來之后，導(dǎo)致新冠死亡人數(shù)攀升，超額死亡人數(shù)也相應(yīng)增加。

“疫苗接種和感染康復(fù)者都無法抵御新突變株的感染。例如，感染BA.1后并不能防止BA.2和BA.5等后續(xù)新突變株的感染。只要有感染，就會(huì)有重癥和死亡，即使比例降低，但感染基數(shù)較大的情況下，總的絕對(duì)數(shù)也會(huì)令人擔(dān)憂?！?/p>

對(duì)于“為何疫苗防感染的保護(hù)作用差，卻能防重癥”的問題，曹云龍解釋說：疫苗對(duì)于感染和重癥的預(yù)防機(jī)制是不同的。

“疫苗防感染主要通過誘導(dǎo)中和抗體來實(shí)現(xiàn)，防感染的效果取決于暴露時(shí)有效抗體的中和滴度。目前新冠病毒主要通過呼吸道侵入人體，尤其是上呼吸道，但疫苗誘導(dǎo)的抗體大部分在血液中循環(huán)，很難進(jìn)入上呼吸道，且誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體會(huì)被新突變株逃逸，加上抗體滴度隨時(shí)間自然衰減的影響，導(dǎo)致目前的疫苗防感染效果很差。”

“是否發(fā)生重癥取決于病毒侵入后免疫系統(tǒng)的響應(yīng)速度。當(dāng)病毒侵入人體，會(huì)激活免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體，只要這一免疫過程發(fā)生速度夠快，能夠追趕病毒繁殖的速度，就能有效防止重癥。目前的疫苗對(duì)于防重癥的效果比較好是因?yàn)椋臃N疫苗后體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一些有效抗體的記憶B細(xì)胞（雖然這個(gè)比例在降低），這些記憶B細(xì)胞在病毒侵入后可以很快被激活，在3-7天內(nèi)很快產(chǎn)生新的抗體，從而可以有效防重癥。”

還有人提問：接種疫苗和自然感染相比，哪個(gè)更能產(chǎn)生保護(hù)性抗體？對(duì)此，曹云龍表示，目前的疫苗都很難在上呼吸道建立免疫屏障，比起疫苗接種，自然感染可以更有效地在上呼吸道誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體和T細(xì)胞反應(yīng)，防感染效果略微好一點(diǎn)。

但不能因此寄希望于通過自然感染實(shí)現(xiàn)群體免疫而放棄疫苗接種，原因有兩點(diǎn)：1）新突變株的再感染率很高，以前感染過也不能預(yù)防新毒株再次感染。2）感染的副反應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于疫苗接種的副作用。

尤其是對(duì)于老年人等高風(fēng)險(xiǎn)人群來說，疫苗接種是最安全的選擇，疫苗的防重癥效果還是比較理想的，三針滅活疫苗在老年人群中的防重癥率很高，香港的大規(guī)模真實(shí)世界研究表明，三針滅活疫苗防止重癥或死亡的有效率達(dá)到97%以上。

（觀察者網(wǎng)綜合自科技日?qǐng)?bào)、微信公眾號(hào)“呼吸界”）