香港大学朱轩团队揭秘新冠变异毒株Omicron BA.1、BA.2和BA.5的传播适应性和致病性

展源 2023-08-18

伴随病毒变异不断涌现，新冠疫情仍在持续。其中，新冠病毒奥密克戎（Omicron）BA.1、BA.2和BA.5作为主要的变异毒株在全球范围造成广泛的感染，因此引起了科学界和公众的高度关注。这些先后出现的奥密克戎变异毒株在呼吸道的传播适应性和病原性的进化趋势究竟如何，亟待探索。

2023年8月13日，香港大学李嘉诚医学院微生物系朱轩团队（帅惠萍博士、陈福和医生、胡冰杰博士生、柴悦博士生和Chaemin Yoon为共同第一作者，朱轩博士为通讯作者）在EBioMedicine 发表题为“The viral fitness and intrinsic pathogenicity of dominant SARS-CoV-2 Omicron sublineages BA.1, BA.2, and BA.5”文章，该研究利用BA.1, BA.2和BA.5等主要的Omicron变异株感染人鼻上皮细胞和小鼠，证实Omicron谱系能够高效地感人鼻上皮细胞，并且随着病毒不断变异对上呼吸道上皮产生了适应性进化，在感染小鼠的鼻上皮中复制繁殖效率提高。相反地，在感染小鼠的肺组织中，Omicron变异株的复制力和致病性呈持续的下降趋势。但是，Omicron在A129和老年C57BL/6小鼠肺中仍然具有较强的繁殖能力和致病性。因此从公共卫生的角度，为免疫力低下甚至缺陷的人群提供包括喷鼻疫苗等有效的防护措施，以预防新冠病毒的重症感染是至关重要的。

团队首先用新冠原始株（WT）和Omicron变异株感染成熟分化的人鼻上皮细胞（hNEC），结果发现Omicron在人鼻上皮细胞的病毒载量和活病毒滴度较WT明显提高，说明其复制力显著优于WT。而且，在所有测试的Omicron变异株当中，BA.5感染引起的病毒载量最高。进一步通过免疫荧光染色来测定不同Omicron变异株感染hNEC后病毒抗原的表达，观察到Omicron BA.5变异株的病毒抗原表达较BA.2和BA.1增多，提示Omicron谱系不断进化的过程中，在人呼吸道上皮中产生了适应性感染，其复制繁殖能力显著提高。

为了进一步验证细胞水平的发现，团队利用BA.1, BA.2和BA.5等Omicron变异株分别感染K18-hACE2、C57BL/6（成年和老年）和A129小鼠，动物实验结果表明Omicron BA.5变异株在上述的小鼠感染模型的上呼吸道中的复制繁殖能力显著高于其他进化上较早出现的Omicron变异株BA.1和BA.2。但与此相反的是，在感染小鼠的肺组织中BA.5的病毒载量和引起的病理变化均低于BA.1和BA.2，说明Omicron对下呼吸道的感染存在持续弱化的趋势，为临床上Omicron重症感染率下降提供了科学解释。

但团队同时指出，虽然Omicron变异株在正常健康小鼠下呼吸道的繁殖能力和致病性均呈现弱化的趋势，但在免疫低下的老年C57Bl/6小鼠以及免疫缺陷的A129小鼠肺中，仍存在较高的病毒复制以及显著的致病性。因此，结果揭示在目前新冠疫情仍然持续的情况下，对免疫低下或缺陷的人群采取疫苗接种等保护措施对于防治新冠病毒重症感染仍然十分重要。