详解变异系数的作用和意义,变异系数常用于哪几方面

2021年7月20日，南京市卫健委发布通报，在南京禄口机场工作人员定期核酸检测样品中，有检测结果呈阳性，涉及工作人员主要是参与机场航班的保障人员。全国多地陆续发几方面现与南京禄口机场直接相关联的感染病例，其中张家界“魅力湘西”演出、扬州的棋牌室一度成为疫情风暴眼。7月30日，刚刚经历极端暴雨天气的郑州，在二七区排查发现1例新冠病毒无症状感染者，并陆续发现新的感染者，经过流调发现，感染者大多与郑州六院有关联。后来证实，郑州疫情与南京禄口机场没有直接关联。

经过对全国多地新冠确诊病例标本的基因组测序，证实引发本轮疫情的正是德尔塔变异毒株。8月5日，国常用于务院联防联控机制召开新闻发布会，国家卫生健康委疾控局一级巡视员贺青华表示，从目前情况看，此轮疫情总体形势可控。但是由于本轮疫情波及范围大，人群面广，加之多个不同来源的输入病例导致的本土疫情叠加，增加了整个疫情防控的艰巨性和复杂性，但只要各地严用于格落实好各项防控措施，疫情在两到三个潜伏期内就能基本得到控制。

德尔塔变异株来势汹汹，针对公众关心的问题，《环球人物》记者采访了中国疾控中心生物安全首席科学家武桂珍、流行病学首席科学家吴尊友，解读德尔塔变异株的特点和防控关键等哪核心问题。

左图：7月9日，武桂珍在中国科学院微生物研究所接受采访（记者 张岩 摄）右图：吴尊友在发布会上

解密一：德尔塔的传染性有多强？

“病毒传播的一个重要衡量指标是再生指数或传播系数（R0），即平均每个病人能感染多少人。去年春夏季，新冠病毒的传播系数平均在2-3人。目前流行的德尔塔变异株，传播系数在5-8人，增加了2-3倍。”吴尊友分析道，“所以，德尔塔变异株是迄今为止传播速度最快的变异株。”

“新冠病毒德尔塔变异株最早发现于2020年9月印度报告的新冠肺炎病例中。”武桂珍介绍，新冠肺炎疫情发生以来，英国、南非、巴西和印度等多个国家都发现了变异株，世卫组织根据它们的传播力、致病力不同，将其分为“关切变异株”（variant of concern, VOC）和“关注变异株”（variant of interest, VOI）。与早期参考株相比，关注变异株引起或潜在引起病毒表型发生变化，并在社区传播，或在多个地区和国家传播。关切变异株表现为传播力增强或流行等特点出现有害变化，致病力增强或临床表现趋重，也可能导致公共卫生措施、社会措施及现有诊断、疫苗、治疗方作用法的有效性降低。武桂珍说，世卫组织于今年5月10日将德尔塔变异株纳入关切变异株。

吴尊友说，除印度发现的德尔塔变异株，英国发现的阿尔法变异株、南非发现的贝塔变异株、巴西发现的伽马变异株均被世卫组织纳入关切变异株。目前，还有4种变异株被世卫组织标识为关注变异株，特点是“有可能发展成为需要高度重视的变异毒株，也有可能在流行过程中自然淘汰”。

武桂珍回忆，早在去年德尔塔变异株在印度大范围传播时，业内就普遍预感这个变异株会在短时间内成为主要优势株，肆虐全球。目前，德尔塔变异株已在全球130多个国家和地区流行。

2021年6月22日，印度古尔冈。去年9月，德尔塔变异株首次出现在印度详解报告的新冠肺炎病例中。

解密二：德尔塔是怎样传播的？

武桂珍向记者介绍，新冠病毒是一种RNA(核糖核酸)病毒，囊膜上有刺突状的S蛋白，受体结合域（RBD）在S蛋白头部位置。病毒入侵人体细胞，需要受体结合域和人体细胞受体ACE2结合，进入细胞后，核糖核酸便开始疯狂复制。而人体细胞内产生的病毒组分一旦组装成新的完整病毒颗粒，就会离开人体细胞，入侵下一细胞。德尔塔变异株发生的变异使得其能够更好地入侵和释放出人体细胞。

吴尊友一针见血地说，变异株在刺突蛋白位置出现了10多个变异位点，这些变异让病毒更容易感染人体细胞，且感染后能更快地复制更多病毒。武桂珍进一步分析称，德尔塔变异株在受体结合域上有3处重要突变，这是传播加快的关键。这3处突变，能够增加病毒受体结合域与人体细胞受体结合的亲和力，同时有利于病毒入侵完成后更快地从被感染的细胞中释放出来。“这也是为何德尔塔变异株能够迅速成为印度，乃至全球主要流行毒株的原因。与原始毒株相比，德尔塔变异株具有传播速度快、体内复制快、转阴时间长等特点，其原因就是病毒发生了上述一些关键位点的突变。”

不过，“根据国内外相关科学研究和疫情防控实践表明，德尔塔变异株并没有导致新冠病毒生物学特性发生颠覆性改变，其传染源、传播途径基本清楚，现有的疫情防控措施对于德尔塔变异株依然有效。”武桂珍说。

2021年8月8日，南京江宁区一检测点，医务人员为居民进行核酸检测取样。

解密三：新冠病毒变异快不快?

“相比疱疹病毒、乙肝病毒等DNA（脱氧核糖核酸）病毒，核糖核酸病毒更容易发生变异。”武桂珍说，这是由于核糖核酸病毒缺乏具有修正错误的聚合酶，因此在人体细胞内复制时，出现的错误无法得到及时修正。基于此，核糖核酸病毒更容易发生变异且频率较快。“事实上，病毒的基因组在其复制过程中时时刻刻都发生着突变。其中大多数突变对病毒自身来说是有害的、致死性的，只有少数变异病毒能生存下来。”

吴尊友向记者归纳了病毒变异的几种情况。“引发人类严重传染病的病毒，有些是极少发生变异的，比如天花；有些病毒出现的是有一定规律的变异，比如流感，变异可能具有一定的周期性；还有些病毒，变异没有明显的规律，特别是RNA病毒，比如艾滋病病毒。新冠病毒同属RNA病毒，到目前为止，尚未总结出其变异规律。”

但是武桂珍认为，新冠病毒的变异速度并不快，“只约为流感病毒的一半，艾滋病毒的1/4”。她举例称，在新冠病毒中，约3万个碱基的核糖核酸基因组每月大约只会出现两个碱基的突变。由于新冠病毒已经在全球肆虐一年半，因此一些变异不可避免地积累了下来。

解密四：病毒变异的趋势是什么？

“人类完全消灭的病毒，目前也仅有天花病毒和牛瘟病毒两种。”武桂珍说，病毒其实一直在寻求和人类、和自然界的平衡，“病毒在侵袭宿主的时候，会造成宿主细胞损伤，这就是病毒的致病性，也就是毒力。从进化角度来看，在(不停的基因变异中，那些毒力强的子代病毒所感染的宿主会很快死亡，导致传播链条中断而被淘汰。而毒力弱的子代病毒所感染的宿主存活时间更长，会有更大的传播几率。所以，一个相对‘完美’的病毒，具有高传播、低致命性的特点。”所以，病毒也在遵循着“物竞天择，适者生存”的规律，“一般认为，病毒变异有着‘毒力变弱，传播性增强’的趋势，病毒的最终目的的并不是杀死宿主，而是‘活’下去和扩大自身‘领地’，这只有通过更多宿主传播才能实现。”

武桂珍说，目前新冠病毒的变异，也可能存在上述趋势。“广东省疾病预防控制中心的研究显示，德尔塔变异株病毒载量比原始毒株高1260倍，且病人具有传染性的时间更长。但即便如此，德尔塔变异株主要引发的是轻症、无症状感染和普通型，重症患者较少，致死率更低。”同时，被德尔塔变异株感染的病人临床症状不典型，有的仅仅表现为乏力、嗅觉障碍，或者轻度的肌肉酸痛，更有相当一部分病人没有症状。“但是德尔塔变异株的免疫原性等生物学特性并没有发生颠覆性改变，现有的疫情防控措施包括疫苗对于德尔塔变异株依然有效。它的传播能力很强，但致病力却远不如埃博拉、非典等。”武桂珍再次强调说。

吴尊友表示，减少和控制病毒变异，最好的方法就是控制新冠疫情在全球的传播流行。“只要疫情控制住了，病毒就没有机会在人与人之间传播，就没有机会再出现新的变异毒株。”

解密五：以前的防控措施还有效吗？

“南京疫情出现后，我们及时加强防控措施，加强监控检测，将疫情控制在最小范围内；同时，我国的疫苗接种范围还在不断扩大，有效的防控策略加上较高的疫苗接种率，我们有信心在近期控制德尔塔变异株在我国的散在流行，所以大家不必要过分担心。”武桂珍对这一波国内疫情的控制很有信心。

不过，德尔塔变异株的流行让国内出现了一些已经接种疫苗的感染者，即“突破感染”。吴尊友解释，要研制出一种控制病毒的疫苗，人的免疫系统必须要在病毒感染人体之后，产生抑制病毒复制的抗体，即中和抗体。如果不能产生中和抗体，或中和抗体不能控制病毒在体内的复制或预防再感染，那么就无法研制出疫苗，艾滋病病毒就暂时属于这种情况。而疫苗的有效性的确与病毒是否变异有关，“如果病毒不发生变异，则疫苗效果最佳；如果病毒仅仅发生非常小的变异，对疫苗的保护效果也不会有多大影响；如果病毒变异很大，主要结构和性质发生变化，那么，对疫苗的保护效果可能大大削弱，或者疫苗失去保护效果。”

“关于变异新冠病毒变异以及变异对疫苗效力的影响方面，国家科技部专门立项，组织科学家团队进行研究。病毒的突变很难预测，但我们在确保防控有力有序的前提下，做好病毒变异的监测和持续开展基础性科学研究，一旦发现不利的突变苗头，尽早实行隔离干预，将变异株控制在早期。”武桂珍说，前一段时间，我国首次成功阻断了发生在人口稠密、流动性大的广东省几个地市的德尔塔变异株的本土疫情传播，证明接种疫苗系数、戴口罩、勤洗手、保持社交距离、避免人群聚集等措施是有效的。

解密六：战胜德尔塔的有效武器是什么？

武桂珍称，“新冠病毒只有一个血清型，现有的各种突变株包括德尔塔变异株都是在一个血清型内发生的抗原漂变，只要变异没有突破血清型的限制，现有的各种技术路线的新冠疫苗肯定有预防和保护作用。”

造成“突破感染”的原因有很多，“一是现有疫苗保护效力都难以达到100%；二是即便保护效力最好的疫苗，个体差异也会导致在免疫反应较低的个体和上发生‘突破感染’；三是疫苗接种时间长短、病毒暴露的剂量和暴露方式，都会一定程度上影响到疫苗的保护效果。”武桂珍称，即便有“突破感染”，接种疫苗仍然刻不容缓。“从个体层面来看，疫苗除了可以防感染，还可以降低感染后的重症和死亡的发生率；从群体上看，虽然新冠疫苗不可能保护所有的人不被感染，但按照目前的保护效力，达到一定的接种率，就可以建立免疫屏障，预防新冠病毒在人群中大规模暴发流行，也可以降低疾病负担。所以，积极接种疫苗，保持较高的接种率对今后社会全面开放，终结新冠病毒大流行，维持医疗卫生系统的正常运转意义重大，也是将来社会经济活动和人们生活正常化的前常提条件。”

接种疫苗对控制病毒变异也有重要作用。“一种病毒在人群中广泛传播的机会越多，复制机会就越多，也就越有机会发生变异。因此，一是加快疫苗接种，提升接种疫苗人群的比例；二是发现病例后，迅速通过流调隔离暴露人群，这好比在病毒传播的‘洪水外溢’过程中，筑起一道道围追堵截的大坝，从而把病毒传播和病毒的突变控制在一定范围内，为最终战胜疫情提供时间。”武意义桂珍说。

目前，各项针对新冠病毒变异的研究也在同步进行中。武桂珍介绍，在中国疾控中心病毒病所的生物安全三级实验室（P3实验室）中，通过将已接种中国生物新冠灭活疫苗人群的血清，与多个新冠病毒变异株进行交叉中和实验后发现，中国生物新冠疫苗对包括德尔塔变异株在内的4种关切变异株都能实现交叉中和。即中国生物新冠疫苗仍能提供有效保护。包括中国疾控中心病毒病所在内的多家单位已成功分离出多株德尔塔变异株，后续将严格按照人用疫苗质量要求进行毒株评价，筛选疫苗用毒种。

与此同时，现有新冠疫苗研发策略也已经成熟。中国疾控中心病毒病所正与中国生物北京生物制品所等单位合作，开展贝塔变异株、德尔塔变异株等作为新冠疫苗种子株的研发。而变异株的疫苗研发，可以比原始毒株疫苗研发相对快一些，“借鉴流感病毒疫苗的研发和生产模式，对其中的毒株或关键抗原组分进行)替换，这将大大提升新疫苗的研发效率，及时地用于新型变异株的疫情防控”。

2021年3月25日，中国科学院微生物研究所，抗疫科技攻关团队正在开展相关实验研究。