- 本文與台灣科技媒體中心合作,內文經泛科學改寫。
- 本文轉載整合自台灣科技媒體中心《「細胞與動物實驗發現Omicron致病力較低」專家意見》
- 前兩篇資料更新至 2022 年 1 月 27 日,完整文章請見上方連結
自從 Omicron 病毒在兩個多月快速肆虐席捲全球以來,專家一直想釐清一個問題:為什麼病毒的傳染力這麼強,重症的比例似乎沒有預期中多?
2022 年 1 月 22 日,《自然》(Nature)期刊同時發表了兩篇最新的 Omicron 研究:「SARS-CoV-2 Omicron virus causes attenuated disease in mice and hamsters」和「Attenuated replication and pathogenicity of SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron」,為我們提供可能的解答。
第一篇研究發現 Omicron 變種病毒在臨床前的小鼠模型試驗中,引起感染和疾病的能力降低;第二篇則進一步發現複製能力與致病能力降低的可能原因。
中興大學獸醫病理生物學研究所教授 吳弘毅認為,雖然這兩份研究只是小鼠的動物模型試驗,但是這兩篇研究報告的結果接近人類真實的感染狀況,並且與現在世界各國的疫情相符合,是非常具代表性的研究,也可以讓各國在制訂疫情控制的策略時作為重要的參考。
Omicorn 來勢洶洶,致病率卻比其它變種病毒低?
長庚大學新興病毒感染研究中心主任施信如表示,這次發表的第一篇研究報告:「SARS-CoV-2 Omicron virus causes attenuated disease in mice and hamsters」,是由日本病毒學家河岡義裕(Yoshihiro Kawaoka)主導的跨國大型病毒研究,結合多個全球知名實驗室進行的動物實驗,發現 Omicron 變種病毒引起的症狀比較輕,在動物身上的複製能力也比較低。
第二篇研究報告:「Attenuated replication and pathogenicity of SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron」,則是由長期研究 SARS 和流感的香港大學微生物學系講座教授袁國勇的團隊發表,同樣也在細胞與動物實驗中觀察到,比起其他的 COVID-19 變種病毒,Omicron 引起疾病的能力(毒性)都相對更低。
施信如說明,國際上兩個非常知名的研究團隊,都不約而同的得出 Omicron 是一個減低毒性的病毒株,這確實是這兩篇研究最重要且明確的發現。
針對實際原理,國家衛生研究院感染症與疫苗研究所副研究員級主治醫師 齊嘉鈺進一步說明研究結果:
- 已知新冠病毒利用棘蛋白 S-protein 與宿主 ACE2 受體結合而進入宿主細胞,並利用宿主細胞的 TMPRSS2 蛋白酶切斷自己的棘蛋白,啟動後續病毒與宿主細胞融合、感染的過程。Omicron 的突變位置導致利用 TMPRSS2 蛋白質的效率變低,因此比起原始的武漢病毒株或是 Delta 變種病毒,Omicron 感染細胞和複製的能力都比較差。
- Omicron感染後主要在小鼠上呼吸道(鼻腔)複製繁殖,在肺部的 Omicron 病毒量比其他變種病毒更少,因而對肺部的傷害比其他變種病毒要小得多。
- 相較於之前發現的變種病毒,Omicron 對小鼠和倉鼠肺部的病理損害和肺功能影響較少。
Omicron 的傳染力在小鼠間很低,在人類之間卻很高?
施信如主任 表示,Omicron 在動物實驗觀察到上呼吸道或下呼吸道的病毒量都較低,跟實際發生人傳人的高傳播力不同,是研究中有待解決的問題。對此,河岡義裕在後續訪談與研究討論中也有提到,Omicron 可能是使用除了 ACE-2 受體以外的「輔助受體」(co-receptor),幫助它更容易進到細胞內,才在人群中具有相對更高的傳播力。
施信如解釋,這樣的研究推論也是依據流感病毒的研究經驗,流感病毒的感染特性是,上呼吸道細胞有一種下呼吸道細胞沒有的醣類,所以較易停留在上呼吸道,引起的症狀也較輕微;相對的,禽流感病毒就較易感染到下呼吸道,而引起比較嚴重的肺炎,但是較不容易在人群中傳播。施信如補充,後續 Omicron 仍有許多需要研究的地方,期望找出上下呼吸道的醣類組成的差異,來確定 Omicron 的感染機制。
「小鼠」之外,可能還需要其它實驗對象
施信如表示,研究限制在於動物的實驗模型也並不能完全推論到人身上,是否有更好的動物實驗模型或細胞實驗模型,都是研究者正在努力建立的目標。
齊嘉鈺醫師 也認為,未來可能會繼續推至靈長類動物進行實驗或感染 Omicron 病人的呼吸道檢體,進一步確認病毒染複製能力及破壞的程度。另外,Omicron 病毒仍會繼續發生變異,目前持續流行的病毒株是否已出現與研究用的病毒株不同的突變且足以影響病理變化,仍需要持續注意。
雖然傷害力較低,但還是要小心
齊嘉鈺醫師 提醒,即使動物實驗提供有力的證據顯示 Omicron 病毒引起肺部傷害的能力減弱,但是因為主要感染和複製的位置在鼻腔等上呼吸道,而且症狀變輕,可能更不易察覺,所以更容易將病毒傳播出去,短時間內造成更多的病例。另外,由於 Omicron 利用 TMPRSS2 的效率變差,所以針對 TMPRSS2 開發的藥物治療效果可能會受到影響。這些仍需要更多臨床資料來佐證。
施信如主任 則提醒,Omicron 仍有可能感染到下呼吸道、引起重症,所以仍應盡可能做好防護,降低感染與重症的風險。
引用文獻
- Halfmann, P.J., Iida, S., Iwatsuki-Horimoto, K. et al. SARS-CoV-2 Omicron virus causes attenuated disease in mice and hamsters. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04441-6
- Shuai, H., Chan, J.FW., Hu, B. et al. Attenuated replication and pathogenicity of SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04442-5