撰稿人：Lia ／ 責任編輯：Zaphyra
2021年1月22日，正當全球多國開始推行大規模新冠疫苗接種計畫、為終結疫情帶來一線曙光之際，病毒自身的演化卻為這場抗爭帶來了新的、嚴峻的變數。最初在英國、南非、巴西等地發現的新型冠狀病毒變異株，已迅速擴散至超過四十個國家，其表現出的更高傳播力，正對全球公共衛生體系構成新的威脅。這一發展，不僅迫使英國等國家重啟嚴格的全國性封鎖，更引發了科學界對於現有疫苗有效性、診斷工具準確性以及未來疫情走向的緊急重新評估。這場大流行，已然從一場與已知病毒的對抗，演變為一場與病毒加速演化的動態競賽。
病毒的變異是其生命週期的自然現象。當病毒在宿主細胞內複製其遺傳密碼（RNA）時，會偶然發生微小的複製錯誤，即「突變」。大多數突變對病毒無關緊要，甚至有害，但偶然情況下，某些突變或突變的組合，會賦予病毒新的「適應性優勢」。目前引起全球高度關注的，主要是首次在英國發現的B.1.1.7變異株，以及在南非發現的B.1.351變異株。科學家透過基因定序發現，這些變異株的棘蛋白（spike protein）—病毒用以解鎖並入侵人體細胞的關鍵工具—上發生了多個突變。初步研究表明，這些突變增強了棘蛋白與人體細胞表面ACE2受體的結合能力，這可能是導致其傳播力增強的主要原因。根據早期數據，B.1.1.7變異株的傳播力，可能比原始毒株高出50%至70%。
傳播力的顯著增強，是當前變異株所帶來的最直接威脅。一個傳播更快的病毒，即便其單獨病例的致病嚴重性（virulence）沒有增加，也會因感染人數的指數級增長，而導致住院和死亡總人數的急遽上升，從而對已不堪重負的醫療系統造成毀滅性的壓力。英國的經驗便是一個警示：在B.1.1.7變異株成為主流毒株後，其住院患者人數比2020年春季第一波疫情高峰時還要高出40%。這也意味著，要達到群體免疫所需的疫苗覆蓋率閾值，將會變得更高。
而最為緊迫的問題，則是現有疫苗對這些新變異株的有效性。對於B.1.1.7變異株，科學界普遍持謹慎樂觀的態度，初步研究顯示，由輝瑞（Pfizer）和莫德納（Moderna）等公司開發的mRNA疫苗，所激發的免疫反應，應仍能有效中和該變異株。然而，對於B.1.351南非變異株，情況則更為令人擔憂。該變異株不僅同樣具有增強傳播力的突變，還帶有一些可能幫助病毒「逃逸」現有抗體識別的突變。初步的實驗室數據，已引起部分科學家的憂慮，擔心其可能會在一定程度上，削弱第一代疫苗的保護效果。儘管相關研究仍在進行中，但這一可能性，已促使各大疫苗製造商開始著手準備針對新變異株的加強針或改良版疫苗。在此關鍵時刻，專家們強調，儘管病毒正在改變，但基本的防疫措施—佩戴口罩、保持社交距離、加強通風—依然有效，且需要比以往任何時候都更嚴格地執行。
全文
LIA. INDEPENDENT MEDIA 台北報導
2021年的序幕，是在一種矛盾的氛圍中拉開的。一方面，mRNA疫苗以前所未有的速度完成研發並開始接種，為長達一年的黑暗隧道盡頭，點亮了一盞希望的明燈。人類似乎終於掌握了結束這場全球大流行的主動權。但另一方面，病毒自身，這個微小而頑強的對手，也在此刻展現了其驚人的演化潛力。正當我們以為即將迎來終局之戰時，遊戲的規則，卻悄然改變了。
這是一場關於演化的賽跑。在2020年的大部分時間裡，是人類的科學智慧在與病毒的傳播速度賽跑。而進入2021年，一個新的維度被加入戰局：我們不僅要跑贏病毒的傳播，更要跑贏它變異的速度。來自英國、南非和巴西的報告，不再僅僅是每日新增病例的數字更新，而是病毒基因序列圖譜上的警報。這些被命名為B.1.1.7、B.1.351等代號的新變異株，正迫使我們重新審視這場戰爭的複雜性。
病毒演化的自然法則
病毒的變異，並非什麼出乎意料的神秘事件，而是其生存策略的必然結果。作為一種RNA病毒，新冠病毒（SARS-CoV-2）在複製其遺傳物質時，其複製酶的校對功能相對較弱，這意味著「打字錯誤」—即突變—的機率更高。每一次感染，都是病毒數十億次複製的過程，也為突變的發生提供了海量的機會。
絕大多數突變是無意義的，有些甚至會削弱病毒自身。然而，在以百萬計的隨機突變中，總有一些組合，會偶然地賦予病毒新的優勢。如果一個新變種，能夠比它的前輩們更有效地在人群中傳播，那麼根據自然選擇的法則，它將很快取代舊的毒株，成為主流。在2020年夏季，我們就曾見證過D614G突變株的崛起，它因微小的傳播優勢而成為了當時全球的主流病毒。而2021年初我們所面對的，則是這一演化過程的加速版。
B.1.1.7與B.1.351：兩種不同的挑戰
當前引起全球科學界和公共衛生界最大關切的，是兩種主要的變異株。
首先是在英國肯特郡首次被發現的B.1.1.7變異株。科學家對其進行基因定序後，驚訝地發現它攜帶了多達17個關鍵突變，其中8個位於至關重要的棘蛋白上。棘蛋白，是病毒表面用於與人體細胞ACE2受體結合的「鑰匙」。就像一把形狀稍有改變、卻能更容易插入鎖孔的鑰匙一樣，B.1.1.7的突變—特別是名為N501Y的突變—被認為顯著增強了它與人體細胞的親和力。流行病學的數據，也印證了這一點。英國的監測數據顯示，該變異株的傳播效率比原始毒株高出50%至70%。
其次，是在南非發現的B.1.351變異株。它與B.1.1.7共享了N501Y這個能增強傳播力的突變，但更令科學家警惕的是，它還攜帶了另一些突變，例如E484K。這個突變位於棘蛋白上一個被稱為「受體結合域」的關鍵區域，而這個區域，正是許多高效中和抗體的主要攻擊目標。因此，E484K突變的存在，引發了對「免疫逃逸」的擔憂—即病毒可能藉此突變，在一定程度上躲避由先前感染或疫苗接種所產生的抗體的識別與攻擊。
公共衛生體系的數學困境
一個傳播力增強50%的病毒，對社會意味著什麼？這不僅僅是病例數字的線性增加，而是一個可能導致醫療系統崩潰的指數級威脅。
一個簡化的數學模型可以說明這一點：假設在沒有干預的情況下，一個感染原始毒株的人會傳染給另外3個人（R0=3）；而一個感染B.1.1.7變異株的人，則會傳染給4.5個人（R0=4.5）。經過僅僅幾輪傳播後，兩者造成的總感染人數將出現天壤之別。這也正是英國在2020年底所面臨的困境。儘管已經實施了相當程度的封鎖措施，但B.1.1.7的出現，使得新增病例數不降反升，住院患者總數甚至比第一波疫情的峰值還高出40%。這迫使英國首相鮑里斯·強森不得不在2021年1月宣布，英格蘭進入第三次全國性封鎖。這一決策的背後，是冷酷的數學現實：面對一個傳播更快的病毒，原有的防疫力度已不足以壓低傳染曲線，必須採取更為嚴厲的措施。
疫苗有效性：希望與不確定性的賽跑
在變異株出現的背景下，所有關於疫情終結的希望，都集中到了一個核心問題上：我們手中的疫苗，是否還有效？
對於B.1.1.7英國變異株，答案是謹慎樂觀的。輝瑞與莫德納等公司迅速在其實驗室中，用接種了其mRNA疫苗的志願者的血清，對含有B.1.1.7突變的假病毒進行了中和試驗。結果顯示，疫苗所產生的抗體，雖然對變異株的中和能力有極其微小的下降，但總體上依然保持了強大的保護力。這背後的原因是，mRNA疫苗能夠激發人體產生針對棘蛋白多個不同位點的「多株抗體」，病毒僅僅改變幾個點，難以完全逃脫整個抗體軍團的圍剿。
然而，對於B.1.351南非變異株，初步的研究結果則帶來了更多的不確定性。實驗室數據顯示，疫苗產生的抗體，在應對含有E484K等突變的病毒時，其中和效力出現了較為明顯的下降。這並不意味著疫苗會完全失效—疫苗所激發的T細胞免疫等其他免疫反應，可能依然能提供對重症的保護—但它確實敲響了警鐘：病毒的演化，確實有可能削弱我們第一代疫苗的防護效果。這一發現，也立刻啟動了全球疫苗研發的「第二賽季」。各大藥廠已開始著手設計針對新變異株的改良版疫苗或加強針，以應對未來病毒可能出現的進一步演化。
防禦策略的再確認
在等待疫苗效果的最終臨床數據，以及改良版疫苗問世的這段時間裡，我們應當如何應對？答案既簡單又艱難：加倍堅持我們已知有效的防禦措施。
病毒雖然變得更具傳染性，但其傳播途徑並未改變。它依然是透過飛沫與氣溶膠傳播，依然可以被物理屏障所阻擋。這意味著，佩戴高品質的口罩、嚴格維持社交距離、確保室內良好通風、勤洗手等非藥物干預措施，不僅沒有過時，反而變得比以往任何時候都更加重要。專家的共識是，要應對一個傳播力增強50%的病毒，我們需要將防疫措施的執行力度，提升超過50%。
2021年初的這場變異株危機，是對全球防疫體系的一次重大警示。它告訴我們，這場大流行不是一場可以一勞永逸的閃電戰，而是一場需要不斷適應、持續應對的持久戰。病毒在演化，我們的策略、工具與決心，也必須隨之演化。這場人類與病毒的競賽，遠未到鳴金收兵的時刻。
資料來源
The Wall Street Journal: How New Covid-19 Strains Could Affect the Pandemic
https://www.wsj.com/video/series/wsj-explains/how-new-covid-19-strains-could-affect-the-pandemic
Centers for Disease Control and Prevention (CDC): Science Brief: Emerging SARS-CoV-2 Variants (Jan 28, 2021 update)
https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/science/science-briefs/scientific-brief-emerging-variants.html
World Health Organization (WHO): SARS-CoV-2 Variants
https://www.who.int/emergencies/disease-outbreak-news/item/2020-DON312
The New York Times: New Virus Variants Are Spreading. Here’s What That Means.
https://www.nytimes.com/2021/01/22/health/coronavirus-variant-uk-south-africa.html
Nature: Alarming coronavirus variants show vital role of genomic surveillance
https://www.nature.com/articles/d41586-021-00065-z
Reuters: Explainer: As new coronavirus variants spread, what is the risk?
https://www.reuters.com/article/health-coronavirus-variants-explainer-idUSKBN29Q23G
The Lancet: UK reports new variant, termed VUI 202012/01
https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(21)00004-9/fulltext