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Nature∣Omicron正在迅速取代其他毒株，有望加速结束全球新冠疫情

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2022-05-30 来源 : 药学前沿进展，作者dream

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2022年5月18日，Nature报道：Omicron感染能增强接种疫苗人群的免疫力，诱导产生更强的广泛中和抗体，Omicron的传播有望加速结束全球新冠病毒的大流行。

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Nature (IF=49.96)

2022年5月18日，美国加州大学格莱斯顿研究所（Gladstone Institutes）在Nature上发表“Limited cross-variant immunity from SARS-CoV-2 Omicron without vaccination”。

通讯作者是Gladstone病毒研究所所长Melanie Ott、因CRISPR基因编辑技术而获得诺贝尔奖的Jennifer A. Doudna、加州大学病毒诊断和探索中心的主任 Charles Chiu、及Gladstone研究所的Nadia R. Roan博士。

该文研究表明，Omicron（奥密克戎毒株）的感染能增强接种疫苗人群的免疫力，诱导产生更强的广泛中和抗体，Omicron的传播有望加速结束全球新冠病毒的大流行。

01 Omicron（奥密克戎毒株）的特点

新冠病毒（COVID-19）爆发以来，出现的变异株有Alpha、Beta、Gamma，Delt，及最近出现的Omicron。

Omicron的特点是传播能力显著增强，自出现后就迅速取代Delta（德尔塔毒株），成为全球主要流行的新冠病毒株。

从结构上看，Omicron 的刺突蛋白（spike）上存在大量独特的突变，这些突变导致Omicron传播力增强，刺突蛋白稳定性提高。其基因组中具有50多个突变，其中刺突糖蛋白中约37 个突变，这可能导致其抗原差异。

但与Delta毒株相比，感染 Omicron毒株往往导致较轻的症状。

02 Omicron与原始毒株、Delt毒株的比较

首先，构建了转基因小鼠模型，该模型中过度表达了人类ACE2基因，能使小鼠被新冠病毒感染。

然后，将3种病毒（Omicron、原始毒株WA1及Delt毒株）通过小鼠鼻内感染，7天内监测它们的体温和体重。

相比之下，Omicron感染的小鼠症状非常轻微，且1周内全部存活，而原始毒株WA1及Delt毒株感染的小鼠，1周内的死亡率达100%和60%（图1）。

图1：三种毒株在转基因小鼠模型上的比较

接着，评估了病毒的复制能力。与 WA1 和 Delta 感染相比，Omicron在呼吸道及肺部产生的感染性病毒颗粒更少。

03 Omicron产生更少的免疫细胞因子

炎症细胞因子风暴，是新冠重症患者死亡的重要原因。简单来说，之前的新冠毒株，会刺激人的先天免疫系统，导致免疫细胞大量释放细胞因子，造成细胞因子风暴，加速患者死亡。本研究表明，Omicron不会引起致命的细胞因子风暴。

WA1 和 Delta 感染的小鼠，其肺部T细胞的PD-1（死亡受体）表达升高，而且细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4（CTLA4，另一种衰竭标志物）表达也升高，将导致T细胞衰竭。

相比之下，Omicron 感染的小鼠，T细胞衰竭标志物表达程度显著降低，这与 Omicron 致病性降低和Omicron病毒复制减少 2-3个数量级有关。

图2：三种毒株诱导炎症细胞因子能力的比较

04 三种毒株感染引起的体液免疫反应（小鼠）

为了确定由三种不同毒株感染引起的体液免疫反应，研究人员在感染7天后的小鼠身上收集血清，通过50% 中和效价 (NT50)，评估它们对 WA1、Alpha、Beta、Delta 和 Omicron等变异株的中和效率。

阴性对照：来自未感染小鼠的血清在所有变体中均未显示出中和作用（图3a）。

实验组（原始毒株WA1）：来自 WA1 感染小鼠的血清，能有效中和 WA1 和 Alpha，及较小程度上中和 Beta 和 Delta，但对 Omicron (NT50 6) 没有中和效果（图 3b）。

实验组（Delta毒株）：相比之下，来自 Delta 感染小鼠的血清，能有效中和Delta (NT50 422)、WA-1 (NT50 275)、Alpha (NT50 356)，并在较小程度上中和 Omicron (NT50 115) 和 Beta (NT50 62)（图 3c）。

实验组（Omicron毒株）：然而，Omicron 感染仅诱导了 Omicron (NT50 113) 的有效中和，对其他病毒株没有中和效果（图 3d）。

图3：三种毒株的体液免疫反应比较

第二轮重复实验中，进一步验证了上述结论。感染9 天后，所有感染 Omicron 的小鼠都表现出显着的中和 Omicron 病毒效果（NT50 92），对没有其他变异株（NT50 7-16）没有中和效果（图3e）。

这些结果表明，相对于其他变异株，对于未接种疫苗的人群，Omicron 诱导的交叉变异中和作用有限，这可能与其高度突变的刺突蛋白或其较低的复制能力有关。

05 三种毒株感染引起的体液免疫反应（人体）

在接种疫苗的人群中，选择感染过Omicron或感染过Delta的康复患者血清，检测血清里的中和抗体滴度，这些康复患者体内的中和抗体，能免疫所有的新冠毒株，且滴度都超过了辉瑞疫苗（Pfizer/BioNTech）第三针诱导的中和抗体滴度。

综上，Omicron 和 Delta的突破性感染（breakthrough infection，即感染了接种疫苗的人）能大大增强疫苗赋予的免疫力，同时对其他新冠病毒变体都有免疫抵抗力。

06 总结

尽管新冠病毒变异非常快，引发了对现有疫苗效果的担忧，但本文为将来异源或多价疫苗的开发提供了一个有效的策略：基于Omicron 和 Delta抗原而开发的疫苗，有望实现对多种不同变异株产生广泛的免疫抵抗力。

参考文献：Limited cross-variant immunity from SARS-CoV-2 Omicron without vaccination. Nature, 2022-05-18.

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