最新共享的初步数据表明,SARS-CoV-2的Omicron变体与Delta变体和其他前辈相比,可能以不同的速度靶向并感染呼吸道组织。事实上,一些专家说,Omicron的变种可能将其增强的传播能力归功于其对支气管组织的感染远远超过对肺部的感染。
这项研究的结果尚未经过同行评审,但已于12月15日(周三)在香港大学的新闻发布会上公布。在人体肺组织中,研究人员发现,24小时后,Omicron变体在支气管组织中复制的数量大约是Delta变体的70倍。支气管组织是通往肺部的管道的组成部分。然而,Omicron变体在肺组织中的复制速度比原冠状病毒变体慢10倍以上。很难从这种基于实验室的研究中推断出临床结果,但研究人员在新闻稿中表示,支气管的快速复制可以解释为什么Omicron变种似乎具有如此高的传染性——传播速度是Delta的两倍多,根据《纽约时报》报道的一项未经同行评议的分析。其他变体在肺部深处的更大的存在可以解释初步的报告,表明Omicron的病例往往比由其他变体引起的病例更轻微——尽管在这一点上有相互矛盾的分析,以及其他的解释。
明尼苏达大学儿科医生和传染病专家Beth Thielen说:“根据这些圈子里讨论的初步数据,这个发现对我来说并不奇怪。Omicron在南非击败Delta的速度之快,在我看来,这表明它拥有优势。”
为了测量感染率,研究人员将每种类型的人体组织样本暴露于Omicron、Delta和SARS-CoV-2的原始变异,并测量24小时和48小时后每种细胞在人类细胞中的浸润和复制情况。
Thielen说,上呼吸道感染会导致更大的疾病传播率的想法是有道理的。她说,当人们咳嗽和打喷嚏时,他们排出的气溶胶中会充满病毒——比感染主要在肺部较低部位时更严重。
一种位于较高呼吸道的病毒与更高的传染性有关,但不太严重的疾病也反映了科学家对各种流感毒株的了解,但Thielen警告称,将流感与SARS-CoV-2进行比较是一个不完美的推断。
新英格兰大学的微生物学家和传染病专家Meghan May写道:“如果我们回想一下甲型H5N1(‘禽流感’)流感,它在2000年代中期曾成为头条新闻,我们倾向于认为它是高致病性的,但不是特别具有传染性。这被归因于它倾向于在肺下部组织复制,而不能在上呼吸道复制——肺被破坏,导致严重的疾病,但很少有病毒被其他人呼出/吸入。
北岸大学医院的肺科医生Hugh Cassiere说,对肺部影响较小的病毒可能导致不那么严重的疾病。
“看着这些数据,听到南非的经验,我认为这些数据可能会持续下去。具体来说,预印本发现Omicron与原始SARS-CoV-2相比肺部感染水平只有十分之一,与南非的数据不符,那里的住院率没有感染率上升那么多,或者说与Delta相比,死亡率也没有上升,”他说。
然而,虽然研究发现原始SARS-CoV-2和Omicron之间的肺部感染率存在差异,但May指出,无论是24小时还是48小时后,Omicron和Delta在肺组织中的复制率之间没有统计学上的显著差异。她说,“这告诉我,肺组织中的病毒复制率不可能是严重程度变化背后的全部原因。”
这项研究的一个局限性是,肺和支气管组织的样本对于在体内遇到病毒时会发生什么情况并不是完美的模型。这两种模型都不能解释免疫反应,免疫反应可以抵御病毒,引发危险的细胞因子风暴,或者两者兼而有,它们也不能解释疫苗的作用。蒂伦表示,这项工作仍然具有启发意义;还有一些额外的因素需要考虑。
“使用废弃肺组织的研究技术似乎是一个合理的体外模型来分析病毒复制,”科罗拉多大学医学院免疫学家Aimee Bernard补充说。没有提到的问题,包括样本量和重复研究的次数,使她不会对研究结果过于看重。“如果[实验]的数量是100,则可能有意义。如果数字是1或2,则可能会产生误导。”
替代的解释南非健康保险公司Discovery health本周公布的数据表明,该国目前的Omicron浪潮的住院率低于此前的激增,但这些数据可能无法全面反映情况,由于Omicron变异在接种率高于原始SARS-CoV-2变异和Delta的人群中传播。这些和其他上下文相关的因素将使我们很难清楚地了解Omicron本身与其他变体的比较情况。
“棘手的是,疫苗是一个真正潜在的混淆因素,我们知道疫苗可以预防严重疾病和死亡。”
Cassiere说,一种验证香港大学研究人员关于临床结果的假设的方法是分析冠状病毒患者血液样本中的炎症生物标志物。Cassiere预计,在那些具有Omicron变体的患者中,出现这种情况的人会更少,这表明炎症免疫反应较弱。
即使Omicron的病例确实倾向于相对温和,但这种变异的传播能力增加使其非常危险。该研究的主要作者、香港大学公共卫生研究员Michael Chan Chi-wai在新闻稿中说:“通过感染更多的人,一种传染性很强的病毒可能会导致更严重的疾病和死亡,尽管病毒本身的致病性可能较低。”这意味着“来自Omicron变种的整体威胁可能非常大。”
一个更有效的刺突蛋白?哈佛大学和马萨诸塞州总医院的研究人员周二(12月14日)共享的另一份预印本发现,与过去的变种相比,Omicron的严重突变的刺突蛋白更善于渗透和感染人类胚胎肾细胞。
免疫学家、预印版合著者Wilfredo Garcia Beltran说:“考虑到我们正在研究一种能够更有效地进入人类细胞的变体,Omicron能够以比其他变体更低的剂量感染人类,这很可能会成为事实。”
然而,香港研究小组的研究结果可能表明,Omicron变体仅仅是在数量上战胜了免疫系统,Cassiere推测,复制到免疫系统无法控制的程度。
他说:“如果你的城堡被包围了,你也许可以击退1万名士兵,但不能击退10万或100万士兵。它不是为此而建的。”