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變種病毒疫情與疫苗研究之專家意見

This article was published on
May 21, 2021

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近期台灣疫情升溫,引發大眾擔憂若印度變種病毒進入台灣,是否可能引發更嚴重的傳播疫情,以及懷疑疫苗是否也會因此失去保護力。在5月10日,世界衛生組織(WHO)宣布,在印度被發現的新冠變種病毒「B.1.617」(印度變種),由VOI(值得關注的變異,Variant of Interest),升級為VOC(需留意的變異,Variant of Concern)。世界衛生組織新冠疫情技術總監范科霍芙(Maria van Kerkhove)在記者會中指出:「已經有研究指出B.1.617能夠更輕易人傳人,傳播力更強」。研究顯示「B.1.617」除了傳播力更強,還具有更強的致病能力。

近期台灣疫情升溫,引發大眾擔憂若印度變種病毒進入台灣,是否可能引發更嚴重的傳播疫情,以及懷疑疫苗是否也會因此失去保護力。在5月10日,世界衛生組織(WHO)宣布,在印度被發現的新冠變種病毒「B.1.617」(印度變種),由VOI(值得關注的變異,Variant of Interest),升級為VOC(需留意的變異,Variant of Concern)。世界衛生組織新冠疫情技術總監范科霍芙(Maria van Kerkhove)在記者會中指出:「已經有研究指出B.1.617能夠更輕易人傳人,傳播力更強」。研究顯示「B.1.617」除了傳播力更強,還具有更強的致病能力。

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  1. Kumar, Vipul, et al. "Possible link between higher transmissibility of B. 1.617 and B. 1.1. 7 variants of SARS-CoV-2 and increased structural stability of its spike protein and hACE2 affinity." bioRxiv (2021).
  2. Yadav, Pragya Dhruv, et al. "SARS CoV-2 variant B. 1.617. 1 is highly pathogenic in hamsters than B. 1 variant." bioRxiv (2021).
  3. Hoffmann, Markus, et al. "SARS-CoV-2 variant B. 1.617 is resistant to Bamlanivimab and evades antibodies induced by infection and vaccination." bioRxiv (2021).
  4. Yadav, Pragya, et al. "Neutralization of variant under investigation B. 1.617 with sera of BBV152 vaccinees." bioRxiv (2021).

Media briefing

Media Release

Expert Comments: 

齊嘉鈺(Dr. Chia-Yu Chi)

在今年3月16日,美國疾病管制與預防中心(CDC)和世界衛生組織(WHO)對新冠病毒(SARS-CoV-2)變種病毒株的分類制定新標準,分為「值得關注的變異」(variant of interest,簡稱VOI)、「令人擔憂的變異」(variant of concern,簡稱VOC)和「嚴重性高的變異,簡稱VOHC」(variant of high consequence),目的就是為了闡明變種病毒株變化的程度、傳播的風險,以及對公共衛生的威脅。

「值得關注的變異」(VOI):病毒基因序列出現變異,因而改變了對細胞受體結合的能力,也降低了感染或接種疫苗後所產生的抗體中和效果、治療功效與診斷,甚至可能增加傳播性或疾病嚴重性。VOI是造成確診病例激增或是群突發的原因,同時在多個國家引起有限度的流行。

「令人擔憂的變異」(VOC):已有科學證據顯示病毒有更強的傳染性或導致更嚴重的感染(例如住院或死亡人數增加)、先前感染或疫苗接種後產生的抗體中和作用顯著降低、治療或疫苗的有效性減少,或是導致診斷檢測失敗。

「嚴重性高的變種」(VOHC):病毒已顯著降低疫苗、藥物等臨床治療和其他預防措施有效性。會出現即使接種疫苗後,發生突破性感染[1]的病例激增,對重症的保護力也非常低,導致更多病人出現嚴重的症狀和需要住院治療。

對於變種病毒的分類會根據科學證據升級或降級,美國的分類可能與WHO的分類不同,因為變種病毒的重要性可能因各地疫情的狀況而異,而WHO注重的是全球公共衛生的影響。例如:美國CDC將加州發現的B.1.427及B.1.429變種病毒(亦稱:加州變種)列為VOC,而WHO則列為VOI;相對的,WHO已於5月9日將印度出現的B.1.617變種病毒(印度變種)列入VOC,美國及歐盟則仍列為VOI。

WHO初步分析發現,B.1.617的亞種:B.1.617.1及B.1.617.2似乎具有較高的傳播率,以致在最近這一波流行中病例數迅速攀升。病毒基因序列分析顯示,B.1.617 變種病毒在受體結合部位以及前蛋白轉化酶furin的切割處出現突變(L452R、E484Q、P681R),使病毒與ACE2受體結合及S1-S2切割速率增加,更有利於病毒的傳播,並可能躲過一些用於治療COVID-19的單株抗體,使其中和能力的效果降低或喪失[2]。倉鼠的實驗也發現,與感染另一種B.1 變種病毒(帶有D614G突變)相比,B.1.617.1會造成動物的體重下降更多、肺部的病毒量上升、肺損傷更明顯[3]。另有實驗研究發現,接種Moderna及輝瑞疫苗後產生的抗體,對B.1.617.1變種病毒的中和效果降低7倍[4];另一研究也證實,如果病毒帶有E484Q突變(B.1.617.1及 B.1.617.3變種病毒都有),施打輝瑞疫苗後產生的抗體中和能力下降,類似之前研究在南非變種病毒(帶有E484K突變)觀察到的現象[5]。

不過B.1.617變種病毒對疫苗造成的衝擊還沒有定論,中和抗體效價下降不全然等於疫苗保護力完全失效,要將其解讀為印度變種病毒可能影響疫苗效力還為時過早。因為足以遏止病毒感染所需要達到多少的中和抗體量,這個「門檻」還沒有科學定論,所以當中和抗體效價降低到多少,才會明顯影響疫苗的保護力也還需要觀察。此外,接種疫苗後除了產生抗體外,能成功誘發T細胞的免疫力也被認為是保護重症的關鍵。所以,B.1.617變種病毒是否也會突破這個防線,導致疫苗對重症以及死亡的有效性顯著降低,同樣需要更進一步分析。

總之,面對病毒不斷出現新變種的威脅,我們因應的作為除了持續加強病毒變異的監測外,帶口罩、洗手、保持社交距離、必要時進行檢疫及隔離等防疫工作不能鬆懈,並盡快提高疫苗接種的涵蓋率,同時監測疫苗對變種病毒感染的保護力,一旦出現高風險變異病毒時開始研發新的多價疫苗等,才能阻止下一波大流行的發生。

  1. 突破性感染(breakthrough infection):指當接種疫苗的人無法產生足夠的免疫力,在接種後仍然發生感染。
  2. Cherian, S., Potdar, V., Jadhav, S., et al 2021. Convergent evolution of SARS-CoV-2 spike mutations, L452R, E484Q and P681R, in the second wave of COVID-19 in Maharashtra, India. bioRxiv 2021.04.22.440932. https://doi.org/10.1101/2021.04.22.440932
  3. Yadav, P.D., Mohandas, S., Shete, A.M., et al 2021. SARS CoV-2 variant B.1.617.1 is highly pathogenic in hamsters than B.1 variant. bioRxiv 2021.05.05.442760. https://doi.org/10.1101/2021.05.05.442760
  4. Edara, V.-V., Lai, L., Sahoo, M., et al 2021. Infection and vaccine-induced neutralizing antibody responses to the SARS-CoV-2 B.1.617.1 variant. bioRxiv 2021.05.09.443299. https://doi.org/10.1101/2021.05.09.443299
  5. Ferreira, I., Datir, R., Papa, G., et al 2021. SARS-CoV-2 B.1.617 emergence and sensitivity to vaccine-elicited antibodies. bioRxiv 2021.05.08.443253. https://doi.org/10.1101/2021.05.08.443253

陳紀如(Prof Chi-Ju Chen)

國際上目前主要有數個系統,利用公開的新冠病毒基因體序列分析其譜系,以利科學家追蹤新冠病毒序列上的改變及散佈情況。大家比較常聽到的英國變種病毒、南非變種病毒及印度變種病毒,依照Pango命名系統[1],正確應被稱為B.1.1.7、B.1.351及B.1.617。但由於名稱較不直觀,所以報導常僅以該變種病毒首先被發現的地方來命名。目前建議是可以用並陳的方式,如:英國變種(B.1.1.7),如此在不失對病毒精準的描述下還能顧及通俗性。另位有兩個較常見的系統為NextstrainGISAID

WHO將變種病毒分為VOI(感興趣的變種)及VOC (關注的變種)[2],該標準意旨在各國面對新冠病毒變種時,可依病毒的傳播能力及其對人類的威脅性做出在公衛上的應變,其依據不外乎在病毒的變異是否影響到其傳播能力、逃脫免疫系統、治療反應及擴散程度等。歸為VOI的門檻相對較低,而歸為VOC的門檻相對較高,也就是在科學證據上面,被歸在VOC的變種病毒對人類的威脅高於VOI。至於各國是否採取WHO的建議,則將視該國衛生主管機關依該國的狀況自主認定。

從目前有限的證據顯示,WHO近期將印度變種(B.1.617)升級列為VOC,其原因為B.1.617.1與B.1.617.2在數個國家的散佈率增快;另外,部分證據顯示單株抗體Bamlanivimab可能在治療該病毒感染的療效較差[3]。至於美國CDC仍維持在VOI類別,可能是因為該病毒在美國傳播有限,或因實驗結果發現,疫苗接種後產生後抗體對其B.1.617.1與B.1.617.中和效果下降有限[4],但隨著疫情的變化,各國的認定上也可能會隨之改變。

近日印度新冠肺炎的爆發引起了世界各國的關注,尤其是對在印度發現的變種B.1.617,民眾自然會疑慮其是否為印度疫情爆發的主因。事實上,有學者認為這次印度疫情的爆發可能是眾多因素加總的結果,包含了新的變種病毒、防疫意識的降低、未受控的人與人間的交流、及低於10%的疫苗接種率 [5]。B.1.617帶有已知可增加傳播力的D614G突變,也帶有增加與受體結合力及降低單株抗體治療效果的E484Q及L452R突變,至於這是否為此次印度疫情快速散佈的主因,似乎還有爭議[5]。比較正面的消息是,目前一個小規模的實驗結果,利用28位受試者接種BBV152(品名:Covaxin)疫苗後的血清及17例康復病人的血清,雖然中和B.1.617的能力有些許下降,但發現仍然可以有效中和病毒 [6]。

預防新冠病毒的傳播,我認為還是全民接種疫苗。目前各大藥廠的疫苗,雖然對於預防感染有些許的差異,但對於預防重症及死亡,均有卓越的預防效果(>95%)。病毒與宿主間的角力,將促使病毒不斷變異,接種疫苗減低病毒的傳播與複製,正是避免病毒不斷變異出具有免疫逃脫或對抗治療的變種病毒最好的方法。

  1. Rambaut, A., Holmes, E.C., O’Toole, Á. et al. A dynamic nomenclature proposal for SARS-CoV-2 lineages to assist genomic epidemiology. Nat Microbiol 5, 1403–1407 (2020).
  2. Special edition: Proposed working definitions of SARS-CoV-2 Variants of Interest and Variants of Concern
  3. COVID-19 Weekly Epidemiological Update(20210225_weekly_epi_update_voc-special-edition)
  4. SARS-CoV-2 Variant Classifications and Definitions
  5. Mallapaty, Smriti. "India’s massive COVID surge puzzles scientists." Nature 592.7856 (2021): 667-668.
  6. Yadav, Pragya D., et al. "Neutralization of variant under investigation B. 1.617 with sera of BBV152 vaccinees." Clinical Infectious Diseases.

吳弘毅(Prof Hung-Yi Wu)

印度變種(B.1.617 Lineage)在臨床或是基礎研究上,目前都是間接證據推測印度變種會降低現有疫苗的保護效力或是中和抗體的能力。但是,目前沒有直接的證據指出印度變種會降低現有疫苗的保護效力或是中和抗體的能力。同樣的,在目前的研究上,都是間接證據推測指出印度變種會使其傳播速率以及致死率會上升。目前並沒有相關的直接證據可以證明其傳播速率以及致死率會上升。

關於變種病毒的突變速率,新冠病毒的突變速度相較於其他的RNA病毒並不會比較快,也不會比季節性流行性感冒病毒的突變速度更為兇猛。病毒的突變是它複製過程當中自然產生錯誤的現象,大部分的突變不會影響病毒本身的複製或其致病能力,只有突變在重要的地方,我們才需要特別監測注意(如:英國變種。

接種疫苗後身體會產生抗體來對抗病毒,因此對於病毒來說,疫苗是一種選擇性的壓力,所以有一定的機率會發生對病毒的篩選而影響病毒的突變速度。

RNA病毒在基因體的複製過程中因為沒有校正的功能,因此在複製的過程中一定會有機率產生突變。但是突變不一定就會有較強的傳染力或致死能力。大部分的突變不會影響病毒本身的複製或其致病能力,只有突變在重要的地方,才有可能影響病毒或其致病能力。此外,就像美國CDC所述,他們會將這一些變種的病毒列為值得關注或是需要留意的病毒,並沒有直接定論說變種病毒跟傳播速率和致死率有直接的相關[1]。另外,目前也沒有直接的相關證據指出新冠變種有出現「免疫逃逸」的現象。

  1. SARS-CoV-2 Variant Classifications and Definitions

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