近期我国南京等多地出现新冠肺炎病例,传播链已波及多个省市,包括北京在内。新冠肺炎救治专家、医院重症医学科主任杨毅7月底在接受采访时表示,这次南京确诊病例中绝大部分都接种过疫苗。
8月3日,上海市新冠肺炎疫情防控新闻发布会上,医院感染科主任张文宏回应称,没有“突破病例”的疫苗是不存在的,大家熟知的乙型肝炎疫苗、水痘疫苗、麻疹疫苗无一例外。新冠疫苗接种之后,一定会有接种过疫苗的高危人群的感染,这是必然的,这才会有所谓的疫苗保护力这一说法。
打了疫苗,为什么还会感染新冠病毒?疫苗对于病毒的防御还有效吗?在医学上,这种打了疫苗还发生感染的情况被称为“疫苗突破性感染”。今天,医院退休主任医师、《药物不良反应杂志》副主编蔡晧东来说说有关新冠肺炎疫苗突破性感染的问题。
打了疫苗为何仍感染?什么是疫苗突破性感染?
疫苗突破性感染是指完成推荐剂量的新冠肺炎疫苗接种14天后,又查出感染新冠病毒。这里需要强调两点。
一是强调“完成推荐剂量”的疫苗接种。所谓“完成推荐剂量”是指应接种2针疫苗者(如灭活疫苗)完成了2针的疫苗接种,应接种3针疫苗者(如重组蛋白亚单位疫苗)完成了3针的疫苗接种,只有腺病毒载体疫苗接种1针即算“完成推荐剂量”的接种。
二是强调接种疫苗“14天后”发生的感染。这是因为接种疫苗后抗体是逐渐产生的,并随着接种针次的增加而逐渐升高,一般在“完成推荐剂量”至少14天后抗体才能升高至可以抵御病毒感染的水平。例如,北京科兴生物制品有限公司的新冠病毒灭活疫苗在一项为≥60岁老年人接种的临床试验中,第1剂疫苗接种后28天,仅有54.2%-62.5%的老年人产生了中和抗体,抗体平均滴度的水平(即抗体浓度)仅有6.9-9.1;在接种第2剂疫苗28天后,有95.7%-%的老年人产生了中和抗体,抗体平均滴度的水平升高到54.9-64.4,抗体浓度提高了好几倍。
因此,如果只打了1针灭活疫苗或打了第2针后还不到14天,因为抗体产生不足而感染新冠病毒,并不属于疫苗“突破性感染”。
这类感染者无症状和轻症居多
之前我们就讲过,所有疫苗预防疾病的效果都不能保证%。比如,接种了流感疫苗,还可能得流感;接种了乙型肝炎疫苗,仍有极少数人不产生抗体。
据美国疾病预防控制中心的数据,年1月-4月美国有超过1.01亿人完成疫苗接种,收到突破性感染报告例,发生率约0.01%。但是,这个数据完全是靠人们自愿上报的,因此这种突破性感染的发生率可能被低估。佛罗里达州对当地居民的调查显示,接种新冠肺炎疫苗后的突破性感染发生率为0.05%;而芝加哥一项对养老院位居民和位工作人员的调查显示,两个群体在疫苗接种后的突破性感染发生率均为0.15%。
由于我国开始推广疫苗接种之后,并没有出现大面积的疫情暴发,所以疫苗突破性感染的发生率尚不清楚。接种新冠疫苗后,疫苗会刺激机体免疫系统产生抗体和抗体生成的记忆细胞。因此,大多数疫苗突破性感染者都是无症状或轻症患者。
但是要注意,无症状感染者传播新冠病毒更具有隐匿性,会增加疫情防控的难度,而老年人、有基础疾病患者或免疫抑制患者一旦成为疫苗突破性感染者,是可以发展为重症患者的,或者导致原有疾病加重,甚至死亡。
四种情况易致“突破”
新冠病毒突破了疫苗为机体筑成的免疫防线,侵入人体导致突破性感染,与人体免疫、病毒变异、病毒量多少等多种原因有关。
首先,当机体免疫功能下降时,如体弱多病的老年人、正在化疗的肿瘤患者或服用糖皮质激素等免疫抑制剂治疗的患者,对疫苗的刺激反应可能较弱或无反应。医院一共为例风湿病患者接种了辉瑞公司的mRNA(信使核糖核酸)疫苗,接种后血清抗体阳性率为86%,抗体平均水平为.9单位/毫升。使用糖皮质激素治疗的患者血清抗体阳性率为66%,用一种单抗类生物制剂治疗的患者血清抗体阳性率仅为41%。而未患风湿病的普通人群接种疫苗后,血清抗体阳性率为%,抗体平均水平为.6单位/毫升。
这些数据说明,一些疾病和药物可能影响疫苗接种后抗体的产生。这些接种了疫苗而没有产生抗体或产生抗体水平较低的人,就有可能感染新冠病毒。
第二,不同疫苗接种后,突破性感染的发生率也不同。北加利福尼亚学术医疗中心名护理机构工作人员接种mRNA疫苗后,有26人发生疫苗突破性感染,感染率为0.12%。在印度,同样是针对医务人员的研究,总共人接种了疫苗,其中28人接种灭活疫苗,85人接种了腺病毒载体疫苗,有15人发生突破性感染,感染率达到13.3%。目前各国专家均提出,对于免疫作用较弱的疫苗可通过增加接种针次(即加强免疫)来减少突破性感染的发生。
7月31日国务院联防联控机制举行新闻发布会,疾控专家表示,初步观察,对已完成免疫接种一年以内的普通人群,暂无必要进行加强针接种;但对完成免疫6-12个月,且免疫功能较弱的老年人和有基础性疾病的患者,以及因工作需要要去高风险地区工作的人员、在国内从事高暴露风险职业的人群,是否有必要、何时开展加强针的接种,正在进行研究。
第三,长时间暴露在有新冠病毒的环境中,或者一次性感染的新冠病毒数量太多,体内抗体不足以对抗侵入的大量病毒,也会造成疫苗突破性感染。南京禄口国际机场工作人员中发生的突破性感染,很可能与长时间暴露在有新冠病毒的环境中相关。
第四,病毒变异同样可能帮助病毒突破疫苗为机体筑成的免疫防线,导致突破性感染。印度对6例医务人员接种疫苗后发生突破性感染的新冠病毒序列分析发现,其中4例为新冠病毒德尔塔变异株感染。目前,我国也已发现,南京疫情主要由新冠病毒德尔塔变异株所致,可见突破性感染的发生与变异病毒高度相关。
新冠病毒为何如此狡猾多变
原本,德尔塔变异毒株只是无数变异的新冠病毒中的一种,但是,现在中国的疫情和目前世界的疫情都主要与德尔塔变异毒株有关。那么,新冠病毒为什么不断出现变异?变异毒株一般有哪些特点?知名生物科普作者张田勘将为我们解答此问题。
病毒复制出错必然产生变异毒株
变异是生物界存在的普遍现象,病毒也不例外。而且病毒的变异更快更容易。
病毒的结构十分简单——蛋白质外壳包裹着遗传物质,遗传物质仅有DNA或RNA。一旦进入细胞,病毒的DNA或RNA便开始大量复制,在数万到数亿次的复制过程中,病毒会随机出现复制错误,也就是发生突变。
一般而言,DNA病毒不太容易变异,因为DNA是双链结构,即使复制过程中某一条链出现错误,还可以通过另一条链纠正异常,因而突变率相对较低,这类病毒有疱疹病毒、乙肝病毒等。相对而言,RNA病毒容易产生变异,因为它们是单链病毒,在复制过程中如果出错,则没有另一条链来纠错,因此变异率相对较高,这类病毒包括冠状病毒、流感病毒、丙肝病毒等。这也是新冠病毒容易变异的原因之一。
逆转录病毒尤其是艾滋病病毒的变异也非常之快,这是因为这类病毒的复制取决于逆转录酶,而这种酶在复制时的出错率非常高。由于其变异极为迅速和多样,迄今人类难以研发出针对艾滋病的疫苗。同样,引发疟疾的疟原虫也会发生多变,因而直到今天,人类也未能研发出针对疟疾的疫苗。
还有一种情况是,宿主本身是一种微生物交流信息和基因成分的平台。甲型流感病毒之所以既能感染禽类、猪,也能感染人,是因为一些病毒可以在不同的禽类以及猪、人体上进行基因交换,从而既能感染动物,又能感染人。如H5N1、H7N9等病毒。
年,导致全球约1.8万人死亡的甲型H1N1流感在刚开始被误认为是由猪传播的,因而称为猪流感,但是,后来的研究发现,并未有人因直接接触猪而患病,这种流感是在人与人之间传播的。再后来,研究人员发现,H1N1流感病毒的基因中包含有猪流感、禽流感和人流感三种流感病毒的基因片段,它是一种典型的人、畜、禽流感病毒相互交流产生的变异病毒,因而其致病性更强、更容易感染人,后果更严重。
但是,H1N1流感是如何交换基因变得毒性更强和致病范围更广的?直到年底,香港研究人员对另一种禽流感——H5N1病毒的研究结果才发现,家鸭是这种病毒的储存体,大量的病毒蛰藏于家鸭体内一段时间后,在翌年初(冬末春初)的时候再通过与鸟类的接触传播出去。鸭和鸡身上的禽流感病毒也有可能流动到猪身上,与猪流感病毒交流,从而产生变异,成为新的病毒株,引发新型流感的流行。
变异毒株往往传播性和生存力更强
正如人需要适应环境才能生存一样,微生物也需要适应环境才能生存,而变异就是它们适应环境并获得生存的重要条件。
为了应对人体和生物体(统称为宿主)内的免疫系统的围追堵杀,以便在宿主体内长期生存,病毒必然会以变异的方式来躲避宿主免疫系统的识别和封杀。
另一方面,同样是出于生存的目的,不同的病毒和细菌等为了争夺宿主体内的生存空间,也要相互争斗甚至厮杀,因此逼迫病毒和细菌变异而更强大,可以战胜宿主体内其他的微生物并占领更多地盘。
变异毒株往往传播性、生存力更强,从而使自己成为优势毒株,这是一个普遍规律。
比如流感病毒就经常通过变异,使自己的传播性和生存力加强。年,科学家对从禽流感病毒H7N9型感染病例分离到的病毒分别进行基因测序分析,发现在该两株病毒的血凝素链接肽位置发生了基因插入性突变。这一变异导致的结果是,H7N9型禽流感病人出现耐药性。
而且,H7N9变异还出现了一个极为重要的特点。原来的H7N9是低致病性,不会使禽类发病,主要是使人类致病。但变异后的病毒既可使人患病,也可致禽类发病,并对禽类呈高致病性。
此次的新冠病毒德尔塔变异毒株,在传播性增强方面也有突出表现,早期的原始新冠病毒毒株传染性接近普通感冒,一名感染者可能传染2到3人。但目前的德尔塔变异毒株传染性已经超过SARS、埃博拉、西班牙流感和天花病毒,达到类似于水痘的传染性水平,一名感染者可以传染5到9人。
德尔塔符合变异毒株的普遍特征
新冠病毒属于变异较多和较快的病毒,根据世界卫生组织的估计,已经在全球发现了数百种新冠病毒的变体。更令人吃惊的是,有的人患新冠肺炎后,通过基因测序来确认病毒的种类,结果发现体内不止一种新冠病毒。
早在年3月,冰岛德科德基因公司对冰岛新冠肺炎患者检测就发现了大约40种新冠病毒变体,令人惊讶的是,在一名病人身上查到他同时感染了两种新冠病毒变体,其中一种是带有特定变异的病毒,另一种是没有变异的病毒,而后来感染的人都只感染了带有特定变异的病毒。这也意味着,带有特定变异的病毒比没有变异的病毒更具传染性,就像今天的德尔塔变异毒株。
早在年12月,世界卫生组织就根据全球各地的新冠病毒变异情况和特点列出了4个“需要