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新冠突變之後,mRNA疫苗是否還可以保護你?

(2020-12-21 19:04:42) 下一個

昨天,有關發現倫敦新冠突變株的消息震撼全球。今早,美國股票三大指數開盤大跌,盡管美國國會剛通過了第二期龐大的9000億美元的紓困計劃(有新的紓困計劃,股市一般會大漲!);有許多分析師認為,這跟倫敦新冠突變株的消息有關。有好友在“茶館”微信群裏問:“英國注射輝瑞疫苗的同時病毒發生變異,隻是巧合還是有某種有科學的說法?”另一朋友則評論道:“上帝的力量不是人力可以相匹敵的!病毒在英國的變異會不會與英國研發疫苗抗病毒有關?這樣做有違背上帝旨意之嫌。人類最好順服上帝的安排,等到上帝的時間一到,病毒就會自行消失的無影無蹤的!”

 

筆者本來忙於修改一篇有關病毒的論文,並不打算寫此公眾號文章,但實在看不下去了,我這個植物學家必須出手了(LOL),得給大家科普一些東西,壓壓驚!

 

“新冠新毒株”是被媒體炒得很爛的東西。2020年12月21日美國中部時間傍晚5:08分,如果在穀歌裏用“新冠新毒株new strain of covid”為關鍵詞搜索,你會得到3.16億的結果。估計,誰都不會否認,這不是第一次聽到、看到媒體報道“新冠新毒株”了。

 

筆者就注意到,報道說,倫敦新毒株有17個位點變異。但好像沒有一家媒體說清楚了,這17個位點的變異是跟今年一月份公布的武漢最初的病毒樣的序列比較,還是跟現在英國或者具體到倫敦流行的病毒樣的序列相比,或者是跟美國的病毒樣的序列相比。因此,“倫敦新毒株有17個位點變異”是個很不專業、很不科學、非常聳人聽聞的說法。

 

很多人並不知道,新冠是一種RNA病毒,RNA病毒的特點之一就是變異很快。現在世界上的新冠病毒應該不下1000個株係,這1000個株係都有所不同,隻是不同的大小程度而已。所以,現在新的毒株的序列,跟武漢最初的毒株的序列相比,都有不小的差異。

 

那麽新冠的突變株,是否將使得美國、德國研製開發的mRNA病毒疫苗失效呢?我們來看看mRNA疫苗的原理。mRNA就是信使RNA(messenger RNA),它是一種分子,其通常的工作是在細胞周圍運輸遺傳指令以指導蛋白質的組裝。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跟刺突蛋白的編碼沒關係。也就是說,mRNA疫苗中的mRNA序列隻是新冠的很小一部分RNA序列。

 

這種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序列進入到人體;這段信使RNA便給了人體細胞指令;人體細胞接到指令後,便生產出了跟新冠病毒的大刺突蛋白幾乎一模一樣的大刺突蛋白(因為序列幾乎相同)。人體細胞發現這些外來的大刺突蛋白後,便做出免疫反應,產生抗體;等真正的新冠病毒對人體進行攻擊時,人體細胞裏已經準備好了的抗體,就可以殺死新冠病毒。

 

我們試想一下新冠病毒變異的下麵五種情況,看看mRNA疫苗是否還能保護你。為了講述方便,我們把編碼新冠刺突蛋白的那段RNA序列稱為S-RNA

 

(1)新冠S-RNA序列不變異。S-RNA一般非常保守,不容易變異,因為病毒就是利用這段序列編碼的刺突蛋白質來結合人體細胞、進行攻擊的。這種情況下,不管新冠怎麽變異,隻要新冠S-RNA序列不變,mRNA病毒疫苗仍然不會失效。

 

(2)新冠S-RNA變異在容錯範圍內。我們知道,蛋白質由氨基酸組成,一共有20種氨基酸,氨基酸序列決定蛋白質;而每3個核苷酸序列(密碼子codon)編碼一種氨基酸。但是,有些密碼子有一定的容錯性,即不同的密碼子可以編碼同種氨基酸,比如UUU與UUA都編碼苯丙氨酸(phenylalanine)。如果S-RNA的有限變異在密碼子的容錯範圍內,對病毒的刺突蛋白質沒有絲毫影響,mRNA病毒疫苗不會失效。

 

(3)新冠S-RNA變異略微超出了容錯範圍,但不影響它所編碼的蛋白質的主體結構。這種情況下,mRNA疫苗激發的人體細胞抗體,應該還是可以對付新冠病毒的進攻。當然,這要視S-RNA變異的幅度和變異的位點而定。

 

(4)新冠S-RNA變異超出了容錯範圍而一定程度地影響了它所編碼的蛋白質的主體結構。這種情況下,mRNA疫苗對人體的保護效力就會受一定的影響。

 

(5)新冠S-RNA變異遠遠超出了容錯範圍而嚴重影響了它所編碼的蛋白質的主體結構。這種情況下,mRNA疫苗對人體就完全沒有保護了。但是,另外一方麵,如果新冠的刺突蛋白嚴重變異,極有可能新冠就不能對人體進行攻擊了,那麽這種變異對病毒本身的生存是不利的,就會在進化中被淘汰掉(因為不能感染人體而不能大量複製)。

 

所以,除了第(4)種情況,新冠的變異會一定程度地對mRNA疫苗的保護效力帶來一定挑戰,而其他第(1)、(2)、(3)種情況下,mRNA疫苗都能保護到你,而第(5)種情況時,新冠會自己滅絕掉。

 

盡管新冠容易變異,在病毒的進化中最容易發生的還是第(1)和(2)種情況,這時mRNA疫苗的威力不受任何影響。即使發生第(3)中情況,mRNA疫苗仍然對你有一定的保護。

 

在目前沒有什麽特效藥的情況下,麵臨新冠如此猛烈凶殘的進攻,你不打疫苗,還有別的選擇嗎?

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作者簡介:植物學家,有時寫寫遊記、散文、科普、時評。四川石棉縣人,蘭州大學學士,中科院碩士,美因茨(Mainz)大學博士,密蘇裏植物園研究員。

微信: gonggashan1

電郵: gonggashan@gmail.com

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閱讀 ()評論 (12)
評論
山鄉不仕老了 回複 悄悄話 刻意誇大或縮小新冠病毒基因變異的言論,大多是"醉翁之意不在酒"。
春暖花開2016 回複 悄悄話 清晰簡明,好文!
feiteng 回複 悄悄話 回複 '共-產-黨' 的評論 : 滅活疫苗也是利用病毒裏已有的刺突蛋白,來激活人體細胞的抗體,應該對病毒小的變異,也沒問題的。隻是滅活疫苗不容易升級。mRNA疫苗以後可以很容易針對變異了的新病毒重新設計mRNA。
共-產-黨 回複 悄悄話 那滅活疫苗對這種變異還有效嗎?
tobyd_媽媽07 回複 悄悄話 謝謝你的科普知識!
Justness 回複 悄悄話 美國兩款mRNA疫苗的化學組成都已公開,它們都是天然化合物。
我住長江邊 回複 悄悄話 非常專業,非常簡明扼要的好文章,把這一個複雜的熱門專業問題基本說淸楚了!
feiteng 回複 悄悄話 轉的評論:從Pfizer/BNTX提交給FDA的新冠疫苗審批文件來看,該疫苗對19種S蛋白單氨基酸變異的病毒產生的中和抗體滴度差別不算大,據此推斷,疫苗對於英國新出現的病毒變種也具有免疫保護的可能性很大
燕麥禾兒 回複 悄悄話 謝謝科普!
munchenxx 回複 悄悄話 讚專業文章~!

拿上帝的說事兒的那個。。。真的是愚昧到極致了。
菜絲 回複 悄悄話 謝謝你專業性的介紹!
雨止風停 回複 悄悄話 好文!
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