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新冠突变!mRNA疫苗无须再打?

归去来兮 2020-12-24 68人围观 杂谈

近日,有关发现伦敦新冠突变株的消息震撼全球。今早,美国股票三大指数开盘大跌,尽管美国国会刚通过了第二期庞大的9000亿美元的纾困计划(有新的纾困计划,股市一般会大涨!);有许多分析师认为,这跟伦敦新冠突变株的消息有关。


有好友在“茶馆”微信群里问:“英国注射辉瑞疫苗的同时病毒发生变异,只是巧合还是有某种有科学的说法?”另一朋友则评论道:“上帝的力量不是人力可以相匹敌的!病毒在英国的变异会不会与英国研发疫苗抗病毒有关?这样做有违背上帝旨意之嫌。人类最好顺服上帝的安排,等到上帝的时间一到,病毒就会自行消失的无影无踪的!”



笔者本来忙于修改一篇有关病毒的论文,并不打算写此公众号文章,但实在看不下去了,我这个植物学家必须出手了(LOL),得给大家科普一些东西,压压惊!

 

“新冠新毒株”是被媒体炒得很烂的东西。2020年12月21日美国中部时间傍晚5:08分,如果在谷歌里用“新冠新毒株new strain of covid”为关键词搜索,你会得到3.16亿的结果。估计,谁都不会否认,这不是第一次听到、看到媒体报道“新冠新毒株”了。

 

笔者就注意到,报道说,伦敦新毒株有17个位点变异。但好像没有一家媒体说清楚了,这17个位点的变异是跟今年一月份公布的武汉最初的病毒样的序列比较,还是跟现在英国或者具体到伦敦流行的病毒样的序列相比,或者是跟美国的病毒样的序列相比。


因此,“伦敦新毒株有17个位点变异”是个很不专业、很不科学、非常耸人听闻的说法。

 

很多人并不知道,新冠是一种RNA病毒,RNA病毒的特点之一就是变异很快。现在世界上的新冠病毒应该不下1000个株系,这1000个株系都有所不同,只是不同的大小程度而已。所以,现在新的毒株的序列,跟武汉最初的毒株的序列相比,都有不小的差异。

 

那么新冠的突变株,是否将使得美国、德国研制开发的mRNA病毒疫苗失效呢?


我们来看看mRNA疫苗的原理。mRNA就是信使RNA(messenger RNA),它是一种分子,其通常的工作是在细胞周围运输遗传指令以指导蛋白质的组装。


mRNA疫苗中的mRNA序列跟新冠病毒的大刺突蛋白(spike protein)的序列很相似,新冠序列的大部分RNA跟刺突蛋白的编码没关系。也就是说,mRNA疫苗中的mRNA序列只是新冠的很小一部分RNA序列。

 

这种新疫苗以注射的方式注射到人的手臂肌肉中,含有病毒的部分RNA序列进入到人体;这段信使RNA便给了人体细胞指令;人体细胞接到指令后,便生产出了跟新冠病毒的大刺突蛋白几乎一模一样的大刺突蛋白(因为序列几乎相同)。


人体细胞发现这些外来的大刺突蛋白后,便做出免疫反应,产生抗体;等真正的新冠病毒对人体进行攻击时,人体细胞里已经准备好了的抗体,就可以杀死新冠病毒。

 

我们试想一下新冠病毒变异的下面五种情况,看看mRNA疫苗是否还能保护你。为了讲述方便,我们把编码新冠刺突蛋白的那段RNA序列称为S-RNA

 

(1)新冠S-RNA序列不变异。S-RNA一般非常保守,不容易变异,因为病毒就是利用这段序列编码的刺突蛋白质来结合人体细胞、进行攻击的。这种情况下,不管新冠怎么变异,只要新冠S-RNA序列不变,mRNA病毒疫苗仍然不会失效。

 

(2)新冠S-RNA变异在容错范围内。我们知道,蛋白质由氨基酸组成,一共有20种氨基酸,氨基酸序列决定蛋白质;而每3个核苷酸序列(密码子codon)编码一种氨基酸。但是,有些密码子有一定的容错性,即不同的密码子可以编码同种氨基酸,比如UUU与UUA都编码苯丙氨酸(phenylalanine)。如果S-RNA的有限变异在密码子的容错范围内,对病毒的刺突蛋白质没有丝毫影响,mRNA病毒疫苗不会失效。

 

(3)新冠S-RNA变异略微超出了容错范围,但不影响它所编码的蛋白质的主体结构。这种情况下,mRNA疫苗激发的人体细胞抗体,应该还是可以对付新冠病毒的进攻。当然,这要视S-RNA变异的幅度和变异的位点而定。

 

(4)新冠S-RNA变异超出了容错范围而一定程度地影响了它所编码的蛋白质的主体结构。这种情况下,mRNA疫苗对人体的保护效力就会受一定的影响。

 

(5)新冠S-RNA变异远远超出了容错范围而严重影响了它所编码的蛋白质的主体结构。这种情况下,mRNA疫苗对人体就完全没有保护了。但是,另外一方面,如果新冠的刺突蛋白严重变异,极有可能新冠就不能对人体进行攻击了,那么这种变异对病毒本身的生存是不利的,就会在进化中被淘汰掉(因为不能感染人体而不能大量复制)。

 

所以,除了第(4)种情况,新冠的变异会一定程度地对mRNA疫苗的保护效力带来一定挑战,而其他第(1)、(2)、(3)种情况下,mRNA疫苗都能保护到你,而第(5)种情况时,新冠会自己灭绝掉。

 

尽管新冠容易变异,在病毒的进化中最容易发生的还是第(1)和(2)种情况,这时mRNA疫苗的威力不受任何影响。即使发生第(3)中情况,mRNA疫苗仍然对你有一定的保护。

 

在目前没有什么特效药的情况下,面临新冠如此猛烈凶残的进攻,你不打疫苗,还有别的选择吗?


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作者简介植物学家,四川石棉县人,兰州大学学士,中科院硕士,美因茨(Mainz)大学博士;自2006年起在世界上植物学研究前三甲之一的密苏里植物园任研究员。其研究兴趣为维管植物的分类、进化和生物地理;洞穴植物多样性与起源演化;《国际植物命名法规》的《维也纳法规》和《墨尔本法规》的中文译者;现任或曾任国际主流期刊主编、副主编和栏目编辑;发表SCI论文182篇、通讯作者或第一作者论文172篇;发现和发表植物新科2个、新属8个、新属下等级58个、新种220个、新组合87个;以通讯作者或第一作者发表大型进化树30棵,是近十年来世界上最活跃、最高产的蕨类植物学家;其研究被法国NationalGeographic、英国 The Guardians、美国Yale Environment 360St. Louis MagazineSt. Louis TodayDiscovery + Share世界主流媒体报道。

来自: 一个衣衫褴褛的植物学家 | 作者:贡嘎山1
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