Omicron偽裝術

新冠病毒變異株Omicron演化出較多特殊突變，可躲避人體免疫系統的偵測，因而傳染力大增。

撰文／司庫德拉里（Megan Scudellari）

翻譯／張亦葳

新冠病毒變異株Omicron可能是人類流行病學史上傳播速度最快的病毒。一名帶有麻疹病毒（傳染性微生物裡的厲害角色）的患者，12天內可能會傳染給15個人。但去年冬天Omicron出現時，人與人之間的傳播速度之快，從單一確診病例，4天後增至6例、8天後36例、12天後216例。截至今年2月底，美國幾乎所有新增病例都是感染Omicron。

2020年11月出現新冠病毒變異株Alpha時，科學家對於它的少數突變如何影響疾病表現所知甚少。現在憑藉著一年多來的研究知識和數據，科學家已能把Omicron50個左右的突變及其快速有效的傳播機制連結起來。Omicron突變數量是其他主流新冠病毒變異株的兩倍，它的亞型BA.2變異株可能更多。Omicron的棘蛋白上有30個突變，其中13個在其他變異株中相當罕見。如此結構上的變化，賦予它嶄新且令人驚訝的能力。如果新冠病毒變異株Delta是漫威電影中力大無比的綠巨人浩克（Hulk），那Omicron就是速度極快的蒙面閃電俠。以下介紹Omicron變異株的四種突變特色：前三種有助於它迴避人體免疫系統的偵測，並且更具感染力，第四種則可能使其引發的感染多為輕症。

身著偽裝

多數證據顯示，Omicron如此高的傳染力是由於單一且強效的機制：在諸多新冠病毒變異株中，Omicron躲避人體免疫系統的能力無與倫比。

新冠病毒的棘蛋白頂端呈拳頭狀的胺基酸群塊，稱為受體結合區（receptor-binding domain, RBD），此區在感染人體的過程中會連接上人體細胞表面的受體蛋白質「第二型血管收縮素轉化酶」（ACE2）。為防止這種致病性的結合，人體免疫系統會製造抗體（透過曾經感染或疫苗產生）辨識出RBD並且像魔鬼氈一樣緊密附著其上，如此一來，病毒就不能和ACE2相接。

之前的主流新冠病毒變異株位於RBD的胺基酸可能發生一、二或三個突變，RBD每一個改變都足以使部份抗體無法辨識，但並非所有的抗體。然而，Omicron的RBD有15個突變，其中很多是位於抗體主要的結合位置，因此形成了精巧的偽裝來避開更多抗體。美國華盛頓大學的生化學家麥卡倫（Matthew McCallum）和實驗室教授韋斯勒（David Veesler）在今年《科學》發表的一篇論文中報告了此種戲劇性轉變的結果：臨床治療新冠肺炎的八種抗體中，只有一種仍可發揮效用與Omicron的RBD結合。而其他研究指出，位於RBD和另一處稱為N端結構域（N-terminal domain）上的突變可使Omicron迴避由接種疫苗或感染所獲得的抗體。因為有了絕佳的偽裝，Omicron以閃電般的速度持續傳播。但疫苗仍可預防重症，特別是追加劑。

棘蛋白變穩固

當Omicron的棘蛋白大幅突變進而能躲避免疫系統的偵測時，這些突變也造成棘蛋白連結ACE2需要的某些化學殘基（residue）消失。但其他的突變有所補償，根據《科學》的另一項研究，RBD形成新的化學分子橋，因此仍可有效與ACE2結合。論文資深作者、加拿大卑詩大學生化學家薩布拉馬尼亞姆（Sriram Subramaniam）說：「顯然棘蛋白失去一些結合用的重要殘基，但透過其他作用彌補。」

Omicron產生化學分子橋的突變，讓次單元連接得更穩固。其他新冠病毒變異株的棘蛋白的兩個次單元S1和S2連接並不緊密，這使它能快速分開，當病毒遇到人體細胞便可把它的棘埋入其內。不過，如此微妙安排的缺點是，很多棘蛋白分開得太早，在靠近人體細胞前就已分開。兩個次單元一旦分開，棘蛋白就不能再附著上人體細胞。相關研究有一篇已發表在《醫學病毒期刊》，其他則是論文預印本。

從旁門溜進來

與之前的新冠病毒變異株不同的另一特點是：Omicron以完全不同的途徑入侵細胞：它是從旁門溜進來，而非突破大門。

其他的新冠病毒變異株必須與人體兩種細胞表面蛋白質「第二型跨膜絲胺酸蛋白酶」（TMPRSS2）及ACE2結合才能穿過細胞膜，把其基因組注入人體細胞。但Omicron只需與ACE2結合，接下來它被包入稱為內小體（endosome）的中空囊泡裡進入細胞內部，最後大量複製並接管一切……

【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2022年第244期06月號】

(影像來源：Unsplash)