COVID-19 變種病毒的現狀？｜4 張圖簡單解釋目前的變種病毒 x 武漢肺炎病毒變異株簡介

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大家最近還好嗎？

今天想要跟妳分享的主題，是 COVID-19 的病毒（正式名稱是 SARS-CoV-2，嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 2 型，以下簡稱武漢肺炎病毒）。

最主要想要跟妳介紹的，是武漢肺炎病毒的變異株（variants），關於這些變種病毒們，他們目前大概的現狀是怎麼樣？變種病毒們跟原來的病毒，到底又有什麼樣的差異呢？

上個月出版的 Science 期刊，其中的新聞專題報導裡，針對武漢肺炎病毒的演化，訪問了許多病毒演化學家與傳染疾病專家，這些專家們對於病毒變異株的演化，過去與未來，提出了一些想法，而該文中也整理了一些關於病毒變異株的資料與圖表，我覺得整理得很清楚，也很好理解，所以想要特別跟妳分享。

因此，這篇文章會跟妳分享 4 張圖片，來解釋變種病毒的現狀。

這篇文章中，會盡量使用最少的專業術語，盡量使用最直白的語言，來跟妳簡單介紹—— 武漢肺炎變種病毒到底是什麼？變種病毒的現狀是如何？變種病毒跟原本的病毒，到底又有什麼樣的差異呢？

就算不是生科生醫領域背景，就算可能沒有修過任何生物學，這篇文章閱讀起來應該也不會太吃力。

最重要的是，希望這篇文章可以讓大家對於變種病毒變異株們，有更進一步的認識與理解 😉

病毒為什麼會變種／突變呢？

想要知道武漢肺炎變種病毒，跟原本的病毒有什麼差異？就要先跟妳介紹為什麼病毒會突變？想要知道病毒為什麼會突變，就要先跟妳介紹病毒的構造是什麼？

其實，武漢肺炎病毒的構造非常的簡單，大致上來說，就是由兩個部分所組成的—— 外層的蛋白質們＋最內層的病毒遺傳物質，就這樣而已。

外層的蛋白質們，除了用來包裹著裡面的病毒遺傳物質以外，還有一個功能是負責用來進入人體的細胞（這個等一下會跟妳說）；而至於最內層的病毒遺傳物質，這些遺傳物質，就像是一本說明書指南一樣，詳細記載著要製造出什麼樣的病毒蛋白質。

但是，正是因為病毒的構造太簡單了，所以他們沒有辦法自己製造出自己的蛋白質。因此，病毒需要進入到人體內，需要使用我們人體的細胞來當作製造工廠，來製造出病毒自己的蛋白質。

病毒的目的只有一個，複製出更多的自己。

而為了達到這個目的，病毒需要進入到更多的人體內，不斷地複製出更多的病毒。但是重點來了，在複製的過程中，有時候，病毒的說明書指南（遺傳物質）可能會出一些錯誤，導致製造出來的蛋白質，跟原本的蛋白質不一樣，這個現象就叫做突變（Mutation）。突變，使得病毒的某些蛋白質跟原本的不同。

大部分的突變，其實並不會讓病毒變得更危險，甚至有時候，突變反而弱化了病毒。

那麼，哪些病毒蛋白質的突變會對人類成危險？哪些病毒蛋白質的突變會弱化病毒呢？目前為止，沒有人可以準確預測，目前只能藉由觀察突變病毒在真實世界中（real-world）的表現，科學家們才可以知道哪些病毒蛋白質突變是對人類有害，哪些病毒蛋白質突變是對人類無害的。

以下這張圖，是目前為止，科學家們定序超過 2,000,000 個武漢肺炎病毒後，所得到的資訊，橫軸是病毒的突變，縱軸是時間。

你可以看到，隨著時間的推移，越來越多的病毒突變，正在持續不斷地發生當中。其中，科學家們把一些可能對我們人類造成危險的病毒突變，分門別類歸納後，得到了以下四種，特別值得注意的病毒變異株（Variants of concern）—— Alpha、Beta、Gamma 和 Delta。

Reference: (GRAPHIC) N. DESAI/SCIENCE; (DATA) NEXTSTRAIN; GISAID

病毒變異株 Alpha、Beta 和 Delta 與原本的武漢肺炎病毒，有什麼不同呢？

剛剛跟妳提到，突變，使得病毒的某些蛋白質跟原本的不同。

那麼，哪些病毒蛋白質的突變是科學家們特別在意的呢？哪些病毒蛋白質的突變可能在進入人體細胞上，扮演了重要的角色呢？目前為止，科學家們的目光，大部分都聚焦在病毒的最外層表面的蛋白質，也就是剛剛有跟你提到過的，一種負責用來進入人體的細胞的蛋白質—— Spike protein（棘蛋白）。

為什麼 Spike protein 是科學家們所關注的重點呢？

因為 Spike protein，顧名思義就是一個像是棒狀的突起物，是病毒用來進入人體細胞的重要蛋白質。病毒使用這個蛋白質，來跟人體細胞表面上的接受器結合，使病毒得以進入人體細胞內，使用人體細胞工廠來複製、製造出更多的病毒。

底下這張圖，簡單介紹了病毒突變株的 Spike protein，跟原始的病毒有何差異。

從左邊開始，最左邊是武漢肺炎病毒（SARS-CoV-2）的樣子，如果我們放大其表面，你可以看到表面上有許多棒狀的突起物，這個就是所謂的 Spike protein；而若我們再放大這個蛋白質，你可以看到，跟原本的病毒相比，Alpha、Beta 和 Delta 變異株，他們的突變位置（Mutation sites）分別在哪裡。

Reference: (GRAPHIC) N. DESAI/SCIENCE; (DATA) E. WALL ET AL., THE LANCET, 397:10292, 2331 (2021)

如上圖所示，這些突變位置其實都是非常小的改變，但是這些小小的改變，可以讓病毒變得更容易與人體細胞的接受器結合，讓病毒更輕易地進入到人體細胞內。

這些突變，除了可以讓病毒更容易進入人體細胞以外，這些小小的改變，甚至可以增加病毒逃離人體免疫系統的可能性（Immune escape），進而使病毒在人體內持續存活著。

不同的病毒變異株，對於抗體的反應彼此有差異嗎？

所以文章看到這邊，我們已經知道，Alpha、Beta 和 Delta 病毒變異株，這些變種病毒表面的 Spike protein 產生了突變，而這些突變增加了病毒逃離人體免疫系統攻擊的可能性。

那麼，目前來講，人體免疫系統所產生的抗體（Antibodies），是否可以去攻擊／中和（neutralize）其他變異株病毒呢？如果可以的話，反應程度上跟原始的武漢肺炎病毒相比，又有何差異呢？

底下這張卡通地圖簡單地呈現了，抗體對於不同病毒株之間，反應程度上的差異。

換句話說，在這個地圖上，如果兩個病毒株之間的距離越近，那就代表，其中一個病毒所產生的抗體越有機會能夠去中和（neutralize）另外一株病毒；反之，如果距離越遠，那就代表該病毒株，越有機會逃離免疫系統的攻擊。

Reference: (GRAPHIC) N. DESAI/SCIENCE; (DATA) DEREK SMITH/UNIVERSITY OF CAMBRIDGE; DAVID MONTEFIORI/DUKE UNIVERSITY

所以如上圖所示，妳可以看到，Alpha 變異株跟原始的武漢肺炎病毒，兩者距離非常地近，代表，原始武漢肺炎病毒所產生的抗體，也能夠有很大的機會可以去攻擊／中和（neutralize）Alpha 變異株；而另一方面，Delta 變異株則是移動到了地圖上相對遠一點的位置，但整體來看並沒有太大的差異。

需要特別注意的是，這個地圖只是代表，抗體對不同病毒株的反應差異，這張圖並不代表真實世界中病毒變異株對人類的危險程度、更不代表疫苗對病毒變異株的效果差異。舉例來說，在這張地圖上，雖然 Beta 移動到了最遠的距離，但是在真實世界中，疫苗仍舊非常有效地保護我們免於 Beta 的危害。

而且更重要的是，從演化的角度來看，Beta 雖然選擇移動到了最遠的距離，盡可能地逃離免疫系統的攻擊，但是，這個選擇可能也因此讓他喪失了一些能力。因爲，目前真實世界上，最具有威脅性的並不是 Beta，而是 Delta。

變種病毒株的現狀是？目前各病毒變異株的所佔比例為何？

目前為止，武漢肺炎病毒最令人感到驚訝的，就是這個病毒一直持續不斷地，在改善／加強自己的傳播能力。

舉例來說，在去年 2020 年疫情爆發的初期，武漢肺炎病毒獲得了一個突變，這個突變可以讓病毒更容易感染人類，而這個突變也很快地傳遍了全世界，現在所有的武漢肺炎病毒都是這個突變病毒的後代。然後在 2020 年年底的時候，科學家們發現了英國變種病毒 Alpha 變異株，這個變異株具有大約 50% 更強的傳播能力；而目前，正在全世界肆虐、最早在印度被發現的 Delta 變異株，則是比起 Alpha 變異株，有約 40% - 60% 更強的傳播能力。

底下這張圖是截至今年 2021 年 8 月為止，各個武漢肺炎病毒變異株所佔的比例。

妳可以看到，Alpha 變異株的比例在 2021 年年初開始大量增加，之後逐漸被其他變異株所取代；而 Beta 和 Gamma 則是僅佔有比較小的比例；至於目前為止，最具有威脅性的，所佔比例超過 7 成以上的，都是 Delta 變異株。

根據美國疾病管制與預防中心 CDC 的統計數據指出，截至八月底為止，全美的 COVID-19 確診病例中，有高達 99.1% 都是 Delta 變異株；可怕的是，在今年五月底時，才僅僅只有 7.5 % 是 Delta 變異株而已。

文章的最後，這樣一路看下來你會發現，在這一場正在進行中的人類與病毒的戰爭當中，病毒最可怕的武器，毫無疑問地就是突變的能力。

病毒的突變是非常迅速，且無時無刻不在進行的，你在讀這篇文章的現在這個當下，就有無數的武漢肺炎病毒們正在突變著。

這是一場與時間的競賽，也是一場躑骰子的競賽，病毒並不會主動選擇去突變哪一個蛋白質，但是要是哪一天病毒獲得了某種致命的突變，那將會對我們人類產生什麼樣的危害，是所有科學家們最擔憂的且不敢想像的。

病毒要突變，就必須進入到人體裡面。

因此，想要停止病毒的突變，最好的方法就是盡快施打疫苗。打了疫苗以後，病毒在人體內被免疫系統攻擊，病毒產生突變的可能性，就會被降到最低。

所以，有什麼疫苗就去打什麼疫苗，輪到你的時候就去打疫苗；目前你在臺灣可以打到的疫苗，都是非常安全且有效的。

對於拒絕施打疫苗，或是一直「挑」疫苗、對疫苗挑三揀四，想說再觀望看看的朋友們，我懂你的想法。但是，你每一次的拖延施打疫苗，就是在給病毒更多的機會與時間去突變，要是哪一天病毒獲得了致命的突變，這樣的後果，是你我全部人都要一起承擔的。

所以，不要因為挑三揀四疫苗而耽誤了你的時機，輪到你的時候就去打疫苗。

每一針打在我們手臂上的疫苗，都會使我們一步一步地，逐漸往正常的生活邁進 🤍

Reference

Kai Kupferschmidt. (2021). Evolving Threat. Science, Vol 373, Issue 6557.
病毒演化學家與傳染疾病專家們，在 Science 期刊的專訪中，針對武漢肺炎病毒變異株的演化所提出的想法；同時也是本篇文章的圖片資料來源。
Why so many Covid-19 variants are showing up now. (2021). Vox.
Vox 針對武漢肺炎病毒變異株的介紹影片，裡面很清楚地解釋了為何有這麼多的病毒變異株不斷地出現。

謝謝妳看到最後！希望這篇文章可以讓你對武漢肺炎病毒有更多的認識！關於病毒的突變與演化，你有什麼想法嗎？歡迎在底下留言／私訊給我，告訴我妳的任何想法 😉

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