图片12:网络图片。近20个月的疫情中新冠病毒至少有超过10次重要的突变。突变的部位主要是在病毒的S蛋白。尤其是发生在S蛋白RBD及RBM的部位。
在所知的变种病毒: Alpha, Beta, Gamma, Delta, Epsilon, Delta+,lota. Lambda等等变种病毒,印度的Delta突种是极度恶劣的。Delta是在许多突变病毒突变中的再突变,Delta病毒最首要的突变是发生在最敏感与ACE-2接合的S蛋白主区RBM。在这主区有两个部位的突变,L452R及E484Q。L452R是Delta病毒特有的突变,另一突变E484Q,是在其他突变病毒 (包括南非Beta,巴西Gamma,美国纽约B.1.512) E484K突变中的突变成E484Q。
图片13:网络图片。印度的Delta病毒在RBM部位有两大突变(L452R及E484Q), E484Q的突变,是巴西Gamma及南非Bata E484K的突变中的突变。
由此可见印度Delta病毒具有顽强的侵袭力。近日Delta又增加了另一旁支Delta Plus。Delta Plus是在Delta所有的突变的基础上再增加另一突变K417N。这一突变与来自尼泊尔的新冠病毒有一定的关系。是否会更加强病毒的感染性,或者能更容易逃避人体免疫系统的管制,目前还在探索中。
E:疫苗的研发与免疫反应 Vaccines Development and Immunity
正当中国武汉病毒实验室,检验出新冠肺炎病毒时,在第一时间即将病毒完整RNA基因组合与结构图公布于世;美国NIH便即时的根据新冠病毒基因的排列图,人工设计了能在人体内表达病毒S蛋白的疫苗,这就是新冠肺炎病毒Moderna制作的mRNA疫苗。在很短的时间 (10个月) 几乎完成了第三期疫苗的安全性及有效性的临床试验,被FDA批准应急使用。与此同吋,德国的Bio-N-Tech (mRNA) ,英国的Astra-Zeneca,罗斯的Sputnik,美国的Johnson and Johnson也先后分别研制了mRNA或者以腺病毒为载体的重组DNA疫苗 (Adenovirus DNA recombinant vaccine) 。无论是mRNA或者是以rDNA做基础的疫苗,都是以表达病毒的S蛋白的疫苗。而在中国制造的灭活疫苗就有不一样 (Inactivated vaccine) ,灭活疫苗的成分除了与mRNA, rDNA一样的能表达病毒的S蛋白之外,灭活疫苗还包括病毒其他结构性的蛋白质;E、M和N蛋白,也包括了非结构性的病毒蛋白 (见图,ORFs) 。
自然界中,新冠肺炎病毒减染人类时,病毒是依赖其S 蛋白附属到人的呼吸道表面细胞的接受体 (ACE-2) 再进入人的细胞内,完成对人的感染。
为了防止病毒的感染,由灭活疫苗产生的的抗体只要能抑制病毒的S蛋白,阻止病毒接合到人的ACE-2接受体,必然可以预防病毒的感染。利用病毒S蛋白的代码 (mRNA 或者rDNA ) 编制成疫苗注射入人体内,是让人的细胞根据病毒代码的信息,制造出类似病毒但没有毒性的S蛋白质。这种没有毒性的S蛋白质能引导人的免疫系统,制造专一对抗病毒的抗体及对病毒有毒性的T淋巴细胞 (CTL) 。
人的免疫反应有先天性免疫及后天性的适应性免疫 (Innate and Adaptive immunities ) 反应。通过注射疫苗,引起的免疫反应是后天适应性的免疫反应。
适应性免疫Adaptive immunity又分为两种:
体液免疫反应 (Humoral immune response) 和
细胞免疫反应 (Cellular Immune response) 。
病毒侵袭时,人的体液免疫 (Humoral immunity) 和细胞免疫 (Cellular Immunity) ,分工合作的来对抗病毒的侵害。
1、体液反应主要的特点是产生抗体 (Specific Antibodies) 。让这些抗体包围住病毒的S蛋白,中和了病毒,阻止病毒接触到表皮细胞的ACE-2接受体,预防了感染 (下图) 。
图片14:网络图片。对抗病毒S蛋白的抗体,包围住病毒的S蛋白,阻止S蛋白接合到人的ACE-2接受体。抗体结合上了病毒RBD (右上)即能中和了病毒。抗体结合上了S蛋白的NTD(左上)。NTD的氨基酸结构形式是与所有冠状病毒共享的。抗休对抗S蛋白的S2 (左下),可以阻止病毒溶解人的细胞膜。
2、疫苗也引起人的“细胞免疫”反应, (Cellular Immune response) 。细胞免疫主要的是激活人体的CD8淋巴细胞,让它扩张形成了“有细胞毒性的淋巴细胞” (Cytotoxic T Lymphocyte) CTL也称作T Killer cell,主要的功能是消灭及清理已被病毒感染的细胞,阻止病毒产生病变造成疾病的恶化 (下图) 。
图片15:图片显示被病毒感染的细胞(左)通过自身的MHC1表达病毒正在复制中的任何蛋白质到细胞表面时,T-Killer CTL便即刻的扣住MHC-1中的病毒蛋白,随后便分泌醇素(中)在细胞膜上击洞,同时由洞口注射毒液Granzyme。Granzyme将细胞核中的DNA切碎(Apoptosis),消灭被病毒感染的细胞(右)。源自Pearson Education Inc. Publishing as Pearson, Benjamin, Cummings.
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