周玉霞，王彩红，姚晓文，王 蓉，于晓辉，张久聪

（1. 中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院消化内科，甘肃兰州 730050；2. 甘肃中医药大学第一临床医学院，甘肃兰州 730030）

自2019 年底新型冠状病毒肺炎暴发以来，确诊规模不断扩大，疫情到目前为止仍未得到有效的控制。而近期出现的以Alpha、Beta、Gamma、Delta 以及Omicron 为代表的新冠变异株给防疫工作带来了新的挑战［1，2］。这些变异株显示出了大量突变，具有更高的传播性和致病性，被世界卫生组织列为“关切变异株”（Variant of Concern，VOC）［3，4］。由于SARS-CoV-2 有基因组复制校正系统（一种校对酶，在复制和转录过程中移除不匹配的核苷酸），所以SARS-CoV-2 与其他所有已知的RNA 病毒相比不会发生较大的变异。然而，与现实不符的是这些VOC 有大量突变并且这些突变与免疫抑制感染患者体内病毒的突变有许多相关之处［5］。因此，病毒学家提出了SARS-CoV-2 变异株可能是慢性感染的产物，而且首先出现在免疫低下人群中这一假设［6］。许多病例的报道也支持了这一假设，并且指出长期的感染以及人为的免疫治疗可能促进了SARS-CoV-2 的变异［7］。分析免疫抑制人群与SARS-CoV-2 变异的相关性，将有助于加深我们对SARS-CoV-2 变异的认识，从而采取一些更有针对性的措施。

1 免疫抑制与SARS-CoV-2 变异的相关性

一般情况下，由于催化RNA 复制的RNA 聚合酶没有校对能力，也没有复制后错配修复机制，所以RNA 病毒具有很高的突变率。尤其是单链的RNA 病毒，没有和DNA 一样稳定的双链结构，所以更容易发生突变［8］。然而，研究表明同样是单链的RNA 病毒SARS-CoV-2 以及之前流行的中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）却不同，它们一般不产生较大的变异。产生如此不同的原因可能与冠状病毒基因组中存在一种校对酶非结构蛋白14（nsp14 -ExoN）有关［9］。众所周知，冠状病毒的基因组相对较大，其碱基长度是HIV 的3 倍，所以病毒在进行复制时如果过度变异，这对新冠病毒来说可能是致命性的打击。而有nsp14 -ExoN 这种校对酶的存在，在复制和转录的过程可以除去错误掺入的核苷酸［10］，以保证新冠病毒能够继续生存与繁殖，当然与此同时新冠病毒突变的频率也降低了［11］。除此之外，相关的研究也表明并没有足够的证据可以证实SARS-CoV-2 的突变增加了其在人群中的传播能力［12］。

然而，实际情况与研究结果并不相符。当全球接种疫苗工作开展的同时，SARS-CoV-2 新的基因变异株不断涌现与传播，在Alpha 变异株和Beta 变异株最初激增之后，一种更具传染力的Delta 变异株随之暴发，成为许多国家最主要的变种。Delta 变异株由于两个关键的L452R 突变和T478K 突变，相比之前几个典型的变异株表现出了更强的感染性，并且还可以免疫逃避中和抗体［13］。鉴于冠状病毒变异率很低的特点，有研究认为目前所关注的SARS-CoV-2 变异株可能是慢性感染的产物，而且首先出现在免疫低下的人群中［6］。许多病例的报道也证实了这一观点，Choi 等［14］描述了一位2020 年8月入院治疗的抗磷脂综合征患者，期间他用了抗凝药物、糖皮质激素、环磷酰胺、间断性的利妥昔单抗和依库珠单抗等药物治疗。而就在他感染SARSCoV-2 的152 d 内，研究人员在基因序列中发现了31 个替换和3 个缺失，并且在12 个被发现的尖峰突变中，包括由24 个氨基酸组成的受体结合结构域片段中的7 个突变，其中一些位于与免疫逃避相关的位点（478、484 和493）。Truong 等［7］也描述了3 位急性B 淋巴白血病患者在接受CAR-T 治疗的同时感染新冠肺炎中有多种逃逸变异。更为有利的证据可能是Kemp 等［15］分析了101 d 内23 个时间点免疫抑制患者的病毒序列。而在前两个月病毒并没有发生较大的变异，但就在患者第63 天和第65 天接受恢复期血浆输注后，病毒在S 蛋白上出现了明显的突变，并且和当时英国流行的Alpha 变异株关键突变是同一种类型，这说明人为的免疫干预是促进SARS-CoV-2 变异的重要因素。

2 变异模式相同

在上述的一些病例报告中，研究人员发现免疫抑制感染患者体内病毒的变异模式与目前关注的流行变异株之间存在几个相同的关键点。首先，关注的变异株与免疫抑制人群体内的变异株都具有趋同进化的特征，在独立的病毒系谱中，病毒通过正选择选择相同的有利突变的过程［16］。在当前流行的变异株中，研究者发现广泛流行的变异株其突变的数量是其他毒株的3 倍以上，并且很大一部分的突变都集中在S 蛋白上。例如：在南非发现的Beta 变异株和巴西发现的Gamma 变异株中，研究者在S 蛋白上发现了相同的E484K 突变，而在英国首先发现的Alpha 变异株也有相同的突变［17］。同样，在感染SARS-CoV-2 的免疫抑制患者体内的病毒也选择了这种突变［18］。而E484K 这种突变将损害抗体识别从而产生免疫逃逸，这种突变与适应性进化一致。

与此同时，在进化的过程中必须要区分两种进化方式：渐进式进化和跳跃式进化。在渐进式进化原则中，进化是循序渐进的，即突变是逐步积累的，而跳跃式进化是一种罕见事件。然而，突然引起全球广泛关注的SARS-CoV-2 变异株可能就是一种跳跃式进化，目前流行的VOC 有着各种跳跃性的改变，从感染SARS-CoV-2 的免疫抑制患者身上分离的序列也同样显示了这种爆发性的突变［18］。SARS-CoV-2 还具有感染许多不同细胞和组织的能力，并且这种能力可以使病毒在宿主体内的不同部位获得不同突变，而在免疫抑制患者体内的这种突变是不受阻碍的，这将更有利于SARS-CoV-2 快速转变［19］。

3 导致免疫低下人群促进SARS-CoV-2 变异的因素

众所周知，病毒由于RNA 复制酶的低保真性决定了RNA 病毒没有固定序列的基因组，所以所有的病毒是以准种的形式出现，准种即RNA 病毒在宿主体内并不是由一个一致的单倍型组成，而是由一系列相关序列组成的集合。这些相关序列高度相关但又不完全相同，所以病毒准种是一种动态种群，并且进化也与达尔文进化论相符，遗传变异、竞争性生长及选择作用这三个因素是进化的主要推动力［20］。和上述所说的一样，如果SARS-CoV-2变异株首先出现在免疫低下的宿主中，那么免疫抑制的人群就为病毒提供了一个良好的进化环境。在免疫应答低下的患者体内，大量突变体互相竞争，最后将有一个复制力感染性最强的突变体成为最终的获胜者，而Delta 可能就是目前的胜利者［21］。

免疫抑制人群促进SARS-CoV-2 变异可能与两方面因素有关：长时间的感染与人为的治疗干预，长期的感染以及治疗干预可以为变种的出现提供时间和进化压力促进病毒变异。目前报道的许多案例中都提示SARS-CoV-2 在免疫抑制患者体内停留时间较久难以清除［22］。Adam 等发表了首篇关于长期感染SARS-CoV-2 免疫功能低下患者的报告，该患者罹患淋巴瘤因SARS-CoV-2 感染住院3 次，感染时间至少119 d［6］。2020 年12 月发表在《cell》杂志上的一篇文章报道了一个长期感染SARS-CoV-2 的癌症患者，传染性SARS-CoV-2 的脱落时间可达70 d，基因组和亚基因组RNA 的脱落时间可长达105 d，而且SARS-CoV-2 在患者体内基因组明显进化，优势病毒变异体不断更替［18］。更重要的是，Corey 等［16］认为患者使用某种形式的免疫抑制如长期的化放疗、糖皮质激素、CAR-T 治疗等这种人为的治疗干预给病毒以进化压力从而导致逃逸突变的可能性进一步增大。有研究报告了在接受类固醇和恢复期血浆治疗的免疫抑制患者，在气管抽吸回收物中记录了SARS-CoV-2 的微进化，并确定了多个NTD 和RBD 突变的出现。在此研究中，研究人员比较了第一次拭子（第0 天）和3 个气管抽吸物（第7、21 和27 天）SARS-CoV-2 基因组序列。在第二个气管抽吸物中（第21 天）的NTD或RBD 区域发现了5 种不同S 蛋白突变（141 至144 缺失、243 至 244 缺失、E484K、Q493K 和Q493R）的混合病毒群以及S 蛋白141 至144 LGVY 缺失，并且在第27 天发现了E484K 突变。研究结果支持目前流行的病毒是可以独立产生，并且治疗患者时采用的如抗免疫排斥方案、恢复期血浆治疗等可能会对基因组进化产生特殊的选择压力［23］。因此，我们需要重视长期感染SARS-CoV-2的免疫抑制人群。

4 关注免疫低下人群

感染SARS-CoV-2 的免疫抑制人群不仅与VOC 的出现密切相关，还会对社会的公共卫生安全造成不同的影响。首先，免疫抑制人群感染SARSCoV-2 后症状通常不明显，并且胸部CT 也没有明显的表现。因此，无症状的免疫抑制感染者将会是潜在的传染源［21］。其次，免疫抑制人群在感染SARS-CoV-2 后病情反复难以清除为病毒进化提供了时间。使用了瑞德西韦以及恢复期血浆治疗的套细胞淋巴瘤患者，虽然症状有所缓解，但每次病情改善的时间都非常短暂，病情又会复发。病情的长期化以及相应的免疫治疗又促进了病毒的进化，为社会公共卫生安全造成了极大的隐患［24］。最后，在免疫抑制患者体内变异的变异株更多并且传染性以及致病性更强。Omicron 变异株首次鉴定于2021 年11 月24 日，来自南非约翰内斯堡的一名免疫功能低下患者。研究人员发现由于在N440K、T478K 和N501Y 上的突变，Omicron 的传染性可能比最初的SARS-CoV-2 高10 倍以上，比Delta 变异株的传染性高大约2 倍。此外，Omicron 有很高的潜力破坏大多数抗体与S 蛋白的结合，这主要与它的K417N、E484A 和Y505H 突变有关，表明它比Delta 变异株具有更强的疫苗突破能力。该变异株已超过Delta 成为南非的主要谱系，并已迅速传播到40 多个国家［25］。新变异株的出现使疫情变得更加复杂，需要更多的社会医疗投入。

使问题变得更加复杂的是，一直以来一些免疫功能受损严重的患者对于像流感疫苗或乙肝疫苗等没有强有力的免疫应答。而近期新冠病毒疫苗对免疫抑制人群效果的研究调查也得出了同样观点［26，27］，在658 名接受器官移植的患者中，大约只有一半的人产生了SARS-CoV-2 抗体［6］。因此，对待免疫抑制这一人群，我们需要给予更多的重视。尽管新冠疫苗对免疫抑制人群的作用相对较小，但尽早注射疫苗使他们免受SARS-CoV-2 感染还是有利的［28］，并且还可以减轻患者感染后病情的严重程度。在免疫抑制人群的治疗上由于相应的治疗可能会导致病毒的进化，所以在还没研究清楚其机制之前谨慎合理的治疗方案是必须的［29］。然而，最重要的还是强调对免疫抑制感染患者的隔离，隔离是目前切断病毒感染源头最重要的方式［23，30］。

5 结语及展望

目前出现的以Alpha、Beta、Gamma、Delta 以及Omicron 为代表的变异株传染性极强，在全球范围内迅速传播，对全球公共卫生构成巨大威胁。我们迫切需要知道这些变异株进化的源头，减少新变异株的出现，以遏制该流行病的继续蔓延。根据现有的文献报道，许多专家共同认为这些新冠变异株的出现与免疫抑制人群长期感染SARS-CoV-2 有着非常密切的关系。但在预防免疫抑制人群感染SARS-CoV-2 以及治疗感染的免疫抑制人群方面仍有许多困难。比如，在治疗方案上如何平衡既可以控制免疫抑制患者的病情又能减少治疗手段对SARS-CoV-2 选择压力之间的关系。如何解决免疫抑制人群对SARS-CoV-2 易感染，感染时间久、病情易反复以及对新冠疫苗反应小等问题。而这些问题的解决需要我们对SARS-CoV-2 变异与免疫抑制之间的关系进行更深一步的探索与研究。

作者贡献度说明：

周玉霞：选题和设计，文献检索以及文章撰写和修改；王彩红、姚晓文、王蓉：文献查阅；于晓辉、张久聪：文章的选题和设计。