13小时前
By David Cox,特约记者
Getty Images
冬季呕吐病毒具有高度传染性且进化迅速，但我们能从对该病毒异常免疫的人群中学到什么吗？
在环境中生存时，很少有病原体比诺如病毒更具弹性。这种胃肠病毒每年在全球约6.85亿人中引发严重的腹泻和呕吐，通常发生在医院、养老院、监狱、学校和游轮上。
但要理解为什么诺如病毒一旦爆发就很难阻止，首先你必须意识到它有多么顽强。印第安纳大学布卢明顿分校生物学荣誉教授帕特里夏·福斯特（Patricia Foster）研究过诺如病毒，她表示：“这是一种非常顽强的病毒。” 例如，这种病毒可以在70摄氏度（158华氏度）的温度下完整存活。福斯特说：“它可以在高温、极寒、极端干燥条件下存活，因此它可以在表面停留数天。”
这种坚韧性很大程度上归因于病毒的表面，一种类似盔甲的蛋白外套，它保护内部的遗传物质。福斯特指出，虽然许多病毒在细胞间传播时会获得膜外套，促进它们在体内传播的能力，但这也使它们容易受到酒精和洗涤剂的影响。
“诺如病毒不会这样做，”她说。“它只是一个小蛋白炸弹，所以像洗手液之类的东西无法杀死它，而它仍然能够在细胞之间移动。”
Alamy
构成诺如病毒外层外套的表面蛋白就像一套盔甲，这意味着它很难被杀灭（来源：Alamy）
我们对诺如病毒在人体内传播的方式了解甚少，但我们知道它在人际间传播非常迅速。据信，只需10个诺如病毒颗粒就能引发感染，相比之下，据估计，新冠病毒的所谓感染剂量约为100-400个单位的SARS-CoV-2病毒。
然而，近几十年来，病毒学家开始发现，我们中有些人携带天生的生物因素，可以保护我们免受疾病侵害。
所谓的“挑战研究”是指有偿志愿者同意被故意感染诺如病毒株，这有助于确定多达欧洲血统人群中的五分之一携带一种名为FUT2的基因突变。这种突变使一种保护他们免受GII-4侵害的酶失活，GII-4是目前已知能够感染人类并负责引发全球50%至70%所有诺如病毒爆发的29种诺如病毒株中最常见的一种。
这是因为诺如病毒更倾向于通过抗原、称为寡糖的分子通道进入小肠细胞，这些寡糖由各种不同的糖制成。GII-4和许多其他诺如病毒菌株都需要一种特定的寡糖，称为H1抗原，才能感染人体。
但携带 FUT2 基因突变的人缺乏参与口腔、喉咙、肠道和肺部粘液产生细胞中 H1 抗原形成的酶。在他们的细胞上没有这些抗原，GII-4 病毒无法引起感染。携带这种突变的人在粘液产生细胞中不产生 FUT2 酶，因此病毒学家称他们为非感染者。
由于同样的原因，你的血型，由你的基因决定的东西，在对不同的诺如病毒株的抵抗力和易感性中也起着重要作用。B型血的人倾向于更具抵抗力，因为较少的株系进化出能够附着到那些特定寡糖的能力，而A型、AB型或O型血的人更有可能生病。
这意味着你有一定的抵抗力，但并非完全抵抗，因为诺如病毒进化极快——帕特里夏·福斯特
根据德克萨斯州休斯敦贝勒医学院的病毒专家、教授罗伯特·阿特马尔的说法，这些信息未来可能有助于开发更好的抗诺如病毒药物。他表示：“目前正在进行研究，以查看是否可以利用诺如病毒与细胞上的抗原之间的相互作用，从而有针对性地开发治疗方法。”
然而，由于诺如病毒适应和改变遗传物质的速度很快，这项工作变得复杂，这意味着一些毒株仍然找到了一条途径感染相对抗性较强的个体。
您可能也会喜欢:
"我自己是非分泌者，" Foster 说道。"这意味着你有一定的抵抗力，但并非完全抵抗，因为诺如病毒进化极快。"
她预测，即使非分泌者也可能随着时间变得更容易受到GII-4变种的影响，因为这种诺如病毒菌株正在找到进入人体的不同途径。
"我正在阅读关于第四代GII-4的演变，以及过去20年左右出现的所有变种，大部分出现在中国，"她说。"他们发现它在与我们细胞上的不同结合位点进行互动方面越来越好。所以这就是演化的游戏。"
尽管诺如病毒不太会致命，但对免疫系统较弱、儿童和老年人可能具有致命危险。每年导致约20万人死亡，尤其是在低收入国家，还有美国有7万人住院。因此，病毒学家现在正试图利用我们对该病毒日益增长的了解来帮助设计疫苗。
Getty Images
诺如病毒爆发在游轮上可能尤为严重，感染会迅速传播（来源：盖蒂图片）
疫苗之祸
几十年来，诺如病毒一直难以设想接种疫苗。其中一个最为棘手的原因是诺如病毒进化速度如此之快，这意味着任何疫苗很快就会过时。人类诺如病毒也以在实验室中难以培养而著称，这使得研究变得困难。
然而，在过去几年里，研究人员已经开始设计方法，在培养皿中培养病毒在人类肠细胞内，这可能在测试如何最好地诱导免疫系统产生足够强大的抗体反应方面发挥不可估量的作用。
"这些细胞培养模型可能有助于疫苗工作，因为它们表明接种疫苗后产生的免疫反应通过中和病毒的感染能力来杀灭或使其失活，"Atmar说。
但由于诺如病毒株太多，而且似乎不断涌现新变种，疫苗需要引发非常广泛的免疫反应。俄亥俄州辛辛那提儿童医院传染病副教授明·谭表示，几乎肯定需要一种所谓的二价或多价疫苗，其中包含病毒基因密码中多个免疫驱动颗粒，才有可能获得持久免疫的任何机会。
如果这种疫苗在年幼儿童中推出，防止所谓的“免疫印记”现象可能尤为重要。这是免疫系统误将新的病毒变种误认为已经遇到过的一种倾向，从而产生无效的抗体反应。北卡罗来纳大学的研究人员认为，如果适当广泛的诺如病毒疫苗被施打给大约六个月大的儿童，那么接种后可能会引导抗体对任何进一步变种的反应。
研发一种广谱疫苗并不是一项容易的任务，但多家公司和研究团体已经接受了这一挑战，每家选择利用不同的技术平台。Moderna已经在18-49岁和60-80岁的人群中首次推出了信使RNA（mRNA）诺如病毒疫苗的临床试验。与此同时，总部位于波士顿的生物技术公司HilleVax正在对其疫苗候选品进行试验，对象包括五个月大的婴儿、两至九岁的儿童、18-59岁的成年人和60岁以上的老年人。HilleVax的方法是利用类病毒颗粒（VLPs），这些分子模仿诺如病毒株，从而引发免疫反应，但实际上并不具有传染性。
“我们仍在学习诺如病毒疫苗以及它们可能如何提供保护，”Atmar说道。“我们知道，通过鼻腔或肌肉注射病毒样颗粒（VLP）疫苗的接种可以预防疾病。mRNA疫苗可能允许包括更多毒株。我认为所有疫苗可能都会有效，而相对有效性将取决于我们仍在了解的其他因素，包括接种后免疫应答的广度、免疫应答持续时间，以及过去感染和个体免疫反应和保护的基因构成。”
Getty Images
mRNA疫苗的进展让人们对能够接种诺如病毒产生了希望（来源：Getty Images）
然而，尽管做出了这些努力，成功很可能还取决于疫苗需要多快更新并重新接种作为增强剂。谭最近在自己实验室的诺如病毒疫苗方法上发表了一项研究，承认这可能是一个障碍。
使用我们的方法生产的疫苗将需要定期更新，以解决病毒快速进化和未来可能出现新的诺如病毒基因型成为主要毒株的挑战。
然而，阿特马尔仍然更加乐观，表示我们需要等待更大规模试验的结果，然后才能就潜在疫苗的持久性得出明确结论。
HilleVax正在开展的VLP疫苗研究之一的结果表明，当疫苗含有GI-1和GII-4菌株时，也可以预防由GII-2菌株引起的疾病。他说：“因此，我们不知道它是否会像流感或Covid那样需要定期加强剂，或者它可能更像RSV，不需要更新菌株。”
但如果我们能在未来几年研发出至少一种疫苗，这将代表人类与诺如病毒持续战斗中的一大步前进。
"我们与这种病毒数十万年并行演化，" Foster说道。"它可能是致命的，尤其对婴儿和免疫系统受损的人，因为他们无法摆脱病毒，所以任何疫苗都将是进步。"
--
如果你喜欢这个故事， 请订阅《The Essential List newsletter》 - 每周五发送到您的收件箱的精选特辑、视频和不容错过的新闻。