Delta 變種病毒已經快速地成為全球許多國家最主要傳播 COVID-19 的病毒株,過去幾周,許多研究已能更清楚解釋 Delta 變種病毒與其他 Covid-19 病毒有何不同,以及造成它廣泛傳播的機制。台灣科技媒體中心整理並摘譯五篇《自然》(Nature)期刊,探討Delta變種病毒與目前既有疫苗的效力。
高傳染力的 Delta 變種病毒在英國迅速增加病例數,引發歐美非三洲的各國高度關注。其他國家觀察到 Delta 在英國以驚人的速度傳播後,都努力為可能的影響做好準備。擁有大量疫苗的歐洲和北美各國,希望施打疫苗能夠壓制 Delta 疫情激增的速度。但在沒有儲備大量疫苗的國家,特別是在非洲,有些科學家擔心 Delta 變種病毒可能是具毀滅性的。
從各國搜集的數據來看,英國公共衛生署(PHE)在六月的報告提到,打一劑疫苗能降低 75% Delta 患者的住院率,完全接種兩劑可降低 94% 患者住院的機率[1]。
在美國也因爲 Delta 的傳播,疫情呈現上升趨勢。美國加州的生物科技公司海利克斯(Helix)分析發現,由於 Delta 變種病毒引起的確診比例激增,甚至使得 Alpha 變種病毒的確診比例,在短短 10 週內從 5 月的 67% 下降至不到 3.0%。且相比 Alpha 的感染,Delta 的感染會有較高的平均病毒量,研究推測 Delta 可能在感染初期能更快速的增加病毒量。數據顯示,在完全疫苗接種率不到 30% 的郡(counties),Delta 的傳播速度更快[2]。
許多研究已經強調,Delta 變種病毒中的一個胺基酸改變,可能造成它的迅速傳播。流行病學的研究顯示,比起 2020 年末在英國發現的 Alpha 變種病毒,Delta 變種病毒的傳播性至少高 40%。
德州加維斯敦醫院分部(Texas Medical Branch at Galveston)病毒學家史佩勇(Pei-Yong Shi)的團隊與其他研究小組,已經鎖定了在病毒中負責辨認和侵入細胞的「棘蛋白」上,一個稱為 P681R 的胺基酸突變。
史佩勇的團隊於 8 月 13 日發表的預印本研究[3],發現 Delta 變種病毒中的棘蛋白,被切割的效率[註1]比 Alpha 變種病毒更高,代表它能更有效的感染細胞;該結果呼應了倫敦帝國理工學院的病毒學家溫蒂.巴克禮(Wendy Barclay)和她的團隊在 5 月發布的報告[4],這兩個團隊的實驗都顯示,棘蛋白被切割的效率變高,主要原因就是 P681R 的突變。
此突變可能也加速了病毒從細胞到細胞之間的傳播。由東京大學病毒學家佐藤慶(Kei Sato)所率領的團隊發現,P681R 突變的棘蛋白會融合未感染的細胞膜,這感染細胞的關鍵步驟幾乎比沒有 P681R 突變的棘蛋白快了三倍[5]。
科學家表示,為了研究 Delta 變種病毒崛起的原因,病毒突變背後的遺傳學和突變對流行病的影響也很重要。紐約康乃爾大學病毒學家蓋瑞.惠特克(Gary Whittaker)的團隊,把 P681R 突變插入在一開始中國武漢流行的病毒株棘蛋白中,發現它的感染力沒有增加[6]。惠特克說,「它需要不只一種突變才能產生這種(感染力)改變。」惠特克和其他科學家認為,這個突變強調了病毒中棘蛋白被切割位點的重要性。
輝瑞和 AZ 疫苗針對 Delta 變種病毒很有效,但一篇發表於預印本平台的英國研究[7]表示,他們的保護力會隨著時間而下降。英國牛津大學和英國國家統計局(Office for National Statistics)分析了 Alpha 變種病毒流行時 PCR 檢測結果的大量數據,也分析了 Delta 變種病毒更為普遍傳播時的檢測數據。
研究發現,施打德國和美國紐約製造的輝瑞疫苗第二劑後 14 天,可 92% 有效防止施打的人產生較高病毒量;但疫苗的有效性在 30 天、60 天、90 天後分別會下降到 90%、85%,以及 78%。而施打牛津和阿斯特捷利康製造的 AZ 疫苗二劑後 14 天,可 69% 有效防止施打的人產生較高病毒量;但疫苗的有效性在 90 天後會下降到 61%。
率領此研究的牛津大學醫學統計學家莎拉.沃克(Sarah Walker)說,疫苗有效性下降不應該成為引起恐慌的原因,因為「施打兩劑這兩種疫苗都能有效防護 Delta 變種病毒」。
沃克等人的研究顯示,比較初期 Alpha 大流行和後來 Delta 大流行時,接種過疫苗但感染這兩種變種病毒的人體內病毒量高峰,發現接種疫苗後感染 Delta 的人,體內病毒量的高峰比較高。但沃克說,這代表的意義還不清楚。「我們大部分的檢測數據是每個月一次,但感染力會持續多久,以及是否會因 Delta 變種病毒而不同,這個數據能說明的有限。」她說。
這些數據顯示,疫苗兩劑之間的間隔不影響疫苗有效性,且先前被檢驗出 COVID-19 陽性但已經施打兩劑疫苗的人,疫苗的防護力比檢驗出陽性但沒打過疫苗的人更好。但此研究限制是,樣本只包括 18 到 64 歲的族群,且未比較住院和死亡率。
早期的數據顯示,施打過疫苗的人阻斷了 COVID-19 病毒傳播,科學家對此抱持著謹慎且樂觀的態度。但是他們也警告,雖然這些研究大有可為,但許多研究是 Delta 變種病毒在全球快速傳播之前做的。
美國威斯康辛大學 8 月 11 日發布在預印本平台的研究發現,已接種疫苗而檢測陽性的人,和未接種疫苗而感染的人,他們體內的病毒量很相似[8]。「接種過疫苗的人可能傳播病毒,這可能是真的。」共同作者湯瑪士.弗德里希(Thomas Friedrich)說。但該研究還無法得知打過疫苗的感染者,與社區傳播的關係。
美國麻州的數據也顯示相似的結果,美國 CDC 報告追蹤一個城鎮,發現近四分之三的感染者是接種過疫苗的,他們與未接種疫苗的人一樣,都有較高的病毒量,且定序的樣本中 90% 是 Delta 變種病毒。研究再次建議,在高傳播風險地區的人於室內應該要佩戴口罩[9]。德州休士頓醫院對所有患者的定序結果顯示,與其他變種病毒相比,Delta 多出近三倍的突破性感染,且住院時間也較長[10]。
然而,新加坡研究發現,感染 Delta 的人在第一週的病毒量皆差不多,但在 7 天後,有打過疫苗的人病毒量明顯下降[11]。英國的新冠追蹤計畫 REACT-1 隨機抽樣發現,在 Delta 漸漸成為主要病毒株的 5-7 月,所有感染者中,有接種疫苗的人仍保持較低的平均病毒量[12]。
感染 Delta 變種病毒的人通常在開始傳播病毒後的兩天才出現症狀。研究顯示比起以往的新冠變種病毒,感染 Delta 的人更有可能在出現症狀之前就開始傳播病毒。
香港大學流行病學研究學者高本恩(Benjamin Cowling)在中國廣東省的研究發現,感染 Delta 後平均 5.8 天後才開始出現症狀,1.8 天後才能首次檢測出陽性反應,約有 4 天的時間是在無症狀的情況下帶有傳染力[13]。而在更早期 Delta 變種病毒尚未大流行時的研究發現,其他的變種病毒在感染後的 6.3 天出現症狀,5.5 天才能檢測出陽性反應,顯示無症狀狀態下的感染時間僅有 0.8 天[14]。從研究中也發現,有將近 74% 的 Delta 感染者體內,攜帶比以往的變種病毒更高的病毒量。