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奧密克戎是現在最受關注的新冠病毒變異株，它區別於之前變異株的一大特點是，在短時間內獲得了大量的變異，這也使得它的感染、致病風險變得難以確定。奧密克戎是如何獲得如此多的變異的？研究人員推測，變異可能發生在具有免疫缺陷的人或動物身上，在奧密克戎感染人類之前，新冠病毒有可能回到過最初的動物宿主體內進化了。
11月25日，南非科學家宣布發現冠狀病毒的一種新的「嚴重變異」變種，引發全球恐慌。各國很快實施了旅行禁令並關閉了邊境，但包括美國在內的至少23個國家已經發現了這種變異株。
各國下意識地採取措施，一個原因是新變異株含有大量突變：被世界衛生組織命名為奧密克戎（Omicron）的變異株，其刺突蛋白發生了30多處變化。刺突蛋白幫助病毒感染並控制人類細胞，這種蛋白也是大多數疫苗的目標。以前變異株（如德爾塔和阿爾法變異株）中刺突蛋白的變化使病毒更具傳染性或更有可能出現免疫逃逸。目前還不清楚奧密克戎是否比以前的變異株更容易傳播，或者導致更嚴重的症狀，或者是否會降低疫苗的效果。但是南非科學家新的一項研究（尚未在科學雜誌上發表）表明，奧密克戎再次感染人類的可能性是其他變異株的三倍。
病毒會在複製和傳播的過程中自發產生突變，但科學家們現在正試圖理解，奧密克戎如何在如此短的時間內出現如此多的突變。
里約熱內盧奧斯瓦爾多克魯茲研究所的病毒學家貢薩洛·貝略（Gonzalo Bello）說：「問題在於，這種快速進化是如何發生的，發生在什麼地方，以及推動進化發生的條件是什麼。」 貝略是追蹤2020年11月巴西伽馬變異株的團隊成員，該變異株加劇了巴西的疫情。發現了伽馬變異株後，「我們意識到突變不會一次性就出現在一個個體中。」貝略解釋說。相反，突變會出現在一群個體中，在其他個體中則沒有。伽馬變異株的興起「是在一個群體中而不是在某一個人身上發生的。」他說。
像奧密克戎這樣嚴重變異的變異株是如何產生的？一種可能性是，病毒開始在一個孤立的人群中傳播和變異，與該群體之外的變異株相比，它有機會發生巨大變化。貝略說，它接着可能會帶着大量的突變進入到更大的人群中，這樣就能夠傳播到不同的群體和國家。
或者，在找到新宿主之前，病毒可能已經在單個個體中發生了顯著突變。開普敦大學疫苗學教授安娜-莉澤·威廉森（Anna-Lise Williamson）和該大學生物製藥研究部門主任埃德·雷比茨基（Ed Rybicki）表示：「這可能發生在有免疫抑制的人身上，比如感染了艾滋病毒的人。」南非是世界上艾滋病最嚴重的國家，有700多萬人感染了這種病毒，鄰國也有大規模的艾滋病毒感染。這導致一些科學家假設，奧密克戎出現在非洲南部，因為它最初是在那裡被發現的，但更早的病例後來在歐洲國家和美國被發現。
威廉森和雷比茨基解釋說，健康人有許多叫做CD4+的免疫T細胞，它們刺激身體產生另一種叫做殺傷T細胞的免疫細胞。在獲得的健康人感染新冠病毒時，這些殺傷T細胞會破壞被病毒感染的細胞。但是對於免疫功能低下的人來說，他們體內的CD4+ T細胞數量很少，缺乏殺傷T細胞反應，「病毒會建立一種持續的感染機制」。然而，他們的免疫系統確實產生了一些B細胞，這些細胞會引發抗體反應，根據威廉森和雷比茨基的說法，這「導致了病毒和抗體之間的軍備競賽」。微弱的B細胞反應並不能產生足夠的抗體來完全清除病毒，因此病毒刺突蛋白的基因序列承受壓力而發生突變來躲避抗體。
有一些證據支持這個觀點。在6月份發布的一篇預印本論文中，南非的研究人員描述了一名感染新型冠狀病毒超過6個月的HIV病毒陽性婦女。在那段時間裡，她體內的病毒進化並發展出了一些突變，其中一些突變發生在刺突蛋白上。
貝略說，關於病毒如何快速獲得如此多的突變，另一個可能的假設是，它在再次感染人類之前重回了宿主體內。有說服力的證據表明，最初的新型冠狀病毒可能起源於蝙蝠，並且已經有許多其他野生和家養哺乳動物感染病毒的案例。去年，在北美和歐洲的水貂養殖場有冠狀病毒爆發的報道，在荷蘭有一例水貂感染農場工人確診病例。
貝略說，奧密克戎可能就是通過這種方式從動物跳轉到人類身上的。「在另一個物種中，病毒將面臨不同類型的免疫壓力，因此它可能會很快積累一些突變。」不過這個想法目前還只是推測。
為了完全了解奧密克戎的起源，確定它最早傳播的人類患者或社區是有幫助的。但耶魯大學免疫生物學和分子、細胞和發育生物學教授岩崎晶子（Akiko Iwasaki）說，很難確定變異株的零號患者。「那是因為對病毒的監控工作只獲取了一小部分感染者的信息」她說。岩崎晶子說，隨着越來越多的人接受檢測，並得到病毒基因組測序，就有可能確定新冠病毒突變成奧密克戎的大致地理區域和大概時間。
對英國南安普頓大學全球健康高級研究員邁克爾·黑德（Michael Head）來說，奧密克戎敲響了警鐘，提醒人們疫苗的不平等和擴大獲取途徑的必要性。根據牛津大學的「Our World in Data platform」平台，截至11月30日，全球已經接種了約80億劑疫苗，低收入國家只有6%的人接種了至少一劑疫苗。根據非洲疾病控制和預防中心的數據，非洲國家已經接種了超過2.35億劑疫苗，但非洲大陸的人口超過了12億。
「到目前為止，引起關注的主要變異（基本上是從阿爾法到德爾塔）均爆發自未接種疫苗的不受控制人群。」黑德說。「那是新冠疫情最嚴重的地方，也是病毒變異機會更大的地方。如果疫苗可以控制疫情，就會減少這些變異機會。」
11月28日，世界衛生組織總幹事譚德塞(Tedros Adhanom Ghebreyesus)也表達了同樣的擔憂:「奧密克戎變異株反映了長期的疫苗分配不公正的威脅，」他在推文中寫道，「我們交付疫苗的時間越長，就越容易讓新冠病毒傳播、變異，並變得更危險。」
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