英國變種新冠病毒（正式名稱：VOC 202012/01）Q&A

更新日期：2020-12-30 21:00
 

新冠肺炎病毒（SARS-CoV-2）對全球社會帶來巨變。本院根據全球共享流感數據倡議組織（GISAID）資料，分析二十萬筆以上的病毒基因序列樣本資料。發現病毒可歸類為六大類型。其中「第六型」自今（2020）年2、3月開始在各國急速竄升，4月已雄霸一方，佔目前流傳病毒類型的99%。

然而，病毒變異仍是現在進行式，尤其近日引發討論的英國變種病毒現在狀況如何？又會如何發展？本院除試著回答這些問題外，也將持續透過此監測網觀察新冠肺炎病毒的變異走向。

新冠病毒SARS-CoV-2英國突變株 VOC 202012/01 在刺突蛋白 spike protein (S) 之變異位點

根據英格蘭公共衛生署（Public Health England）的報告，此英國變種病毒株「VOC 202012/01」有23個病毒基因變異點。最早是在英格蘭東南方的肯特郡（Kent）所發現，起源現今仍未知。目前在英國倫敦、英國南部及東南部都有發現。

VOC 202012/01涉及的變異位點眾多，後續各單位在認定病毒株是否為VOC 202012/01時，標準不盡相同（註一）。以VOC 202012/01典型病毒株EPI_ISL_601443作為比對標準，根據全球共享流感數據倡議組織（GISAID）的265,138株病毒株基因體資料，可以發現VOC 202012/01有1,354株來自英國，有3株來自丹麥，這兩國發現第一株的時間分別是9月20日、11月9日。發生率在英國自2020年10月底開始攀升。

註一
根據英格蘭公共衛生署（Public Health England）的報告，此英國新變種病毒株VOC 202012/01有23個病毒基因變異點，包括參考資料中表一所列的17個變異，以及表一上方文字描述的6個變異。

表一所列的17個變異包括（以下變異名稱的描述先呈現核苷酸變異，括號內再補充氨基酸變異名稱）：

  1. ORF1ab蛋白上3個單位點（SNV）變異：C3267T（T1001I）、C5388A（A1708D）、T6954C（I2230T）。
  2. ORF1ab蛋白上1個缺失（deletion）變異：核苷酸11288 – 11296 deletion（SGF 3675 – 3677 deletion）。
  3. S蛋白上2個缺失變異：核苷酸21765 – 21770 deletion（HV 69 – 70 deletion）、核苷酸21991 – 21993 deletion（Y144 deletion）。
  4. S蛋白上6個單位點變異：A23063T（N501Y）、C23271A（A570D）、C23604A（P681H）、C23709T（T716I）、T24506G（S982A）、G24914C（D1118H）。
  5. Orf8蛋白上3個單位點變異：C27972T（Q27stop）、G28048T（R52I）、A28111G（Y73C）。
  6. N蛋白上2個核苷酸變異：28280 GAT->CTA（D3L）、C28977T（S235F）。
另外，表一上方文字描述的6個同義單位點變異（synonymous SNV）包括：
  1. ORF1ab上5個單位點變異：C913T、C5986T、C14676T、C15279T、C16176T。
  2. M基因上1個單位點變異：T26801C。
VOC 202012/01涉及的變異位點眾多，後續各單位在認定病毒株是否為VOC 202012/01時，標準未必相同。例如，GISAID上的說明是以刺突蛋白上的8變異為主。又例如，VOC 202012/01屬於GISAID上的B1.1.7支系，典型病毒株為EPI_ISL_601443（9月20日），因此也有以文件表一所列的17個變異為主。

我們根據GISAID的265,138株病毒株基因體資料來比對，若是單以S蛋白上6個單位點變異作為標準，可以發現VOC 202012/01有1,460株來自英國，3株來自丹麥，1株來自澳洲，這三國發現第一株的時間分別是9月20日、11月9日、11月30日。若是單以S蛋白上2個缺失變異作為標準，可以發現VOC 202012/01有1,463株來自英國，13株來自丹麥，1株來自澳洲，這三國發現第一株的時間分別是9月20日、10月12日、11月30日，另外還有一株來自斯洛維尼亞，時間是3月07日（目前無法排除是否GISAID資料的問題，但若資料正確，那此變異很早就發生過）。若是單以S蛋白上2個缺失（deletion）變異加上6個單位點（SNV）變異作為標準，可以發現VOC 202012/01有1,445株來自英國，3株來自丹麥，1株來自澳洲，這三國發現第一株的時間分別是9月20日、11月9日、11月30日。若是把文件表一所列的17個變異都納入，可以發現VOC 202012/01有1,354株來自英國，3株來自丹麥，第一株的時間分別是9月20日、11月9日。最後，若是進一步把23個病毒基因變異點全部納入，只發現EPI_ISL_601443（9月20日）最接近，完整攜帶文件表一所列的17個變異，但6個同義單位點變異上只攜帶5個變異，在核苷酸16176位點上是攜帶C而非變異T。無法找到滿足全部23個變異的可能解釋，因為VOC 202012/01屬於GISAID上的B1.1.7支系，EPI_ISL_601443（9月20日）為該支系典型病毒株，缺少的變異會在同屬B1.1.7支系的其他病毒株中發現。

VOC 202012/01不是全新病毒，也是新冠病毒SARS-CoV-2，只是病毒基因體序列有所變異。主要出現在英國，爾後出現在丹麥和澳洲等其他國家。近期新聞報導在德國、新加坡、香港等世界各國發現，但尚未在GISAID資料庫發現。原因是並非所有病毒株都會進行定序，有病毒定序資料也未必上傳GISAID，且在所謂的英國新變異病毒序列的認定上，採用的標準和定義可能不盡相同（註一）。
註一
根據英格蘭公共衛生署（Public Health England）的報告，此英國新變種病毒株VOC 202012/01有23個病毒基因變異點，包括參考資料中表一所列的17個變異，以及表一上方文字描述的6個變異。

表一所列的17個變異包括（以下變異名稱的描述先呈現核苷酸變異，括號內再補充氨基酸變異名稱）：

  1. ORF1ab蛋白上3個單位點（SNV）變異：C3267T（T1001I）、C5388A（A1708D）、T6954C（I2230T）。
  2. ORF1ab蛋白上1個缺失（deletion）變異：核苷酸11288 – 11296 deletion（SGF 3675 – 3677 deletion）。
  3. S蛋白上2個缺失變異：核苷酸21765 – 21770 deletion（HV 69 – 70 deletion）、核苷酸21991 – 21993 deletion（Y144 deletion）。
  4. S蛋白上6個單位點變異：A23063T（N501Y）、C23271A（A570D）、C23604A（P681H）、C23709T（T716I）、T24506G（S982A）、G24914C（D1118H）。
  5. Orf8蛋白上3個單位點變異：C27972T（Q27stop）、G28048T（R52I）、A28111G（Y73C）。
  6. N蛋白上2個核苷酸變異：28280 GAT->CTA（D3L）、C28977T（S235F）。
另外，表一上方文字描述的6個同義單位點變異（synonymous SNV）包括：
  1. ORF1ab上5個單位點變異：C913T、C5986T、C14676T、C15279T、C16176T。
  2. M基因上1個單位點變異：T26801C。
VOC 202012/01涉及的變異位點眾多，後續各單位在認定病毒株是否為VOC 202012/01時，標準未必相同。例如，GISAID上的說明是以刺突蛋白上的8變異為主。又例如，VOC 202012/01屬於GISAID上的B1.1.7支系，典型病毒株為EPI_ISL_601443（9月20日），因此也有以文件表一所列的17個變異為主。

我們根據GISAID的265,138株病毒株基因體資料來比對，若是單以S蛋白上6個單位點變異作為標準，可以發現VOC 202012/01有1,460株來自英國，3株來自丹麥，1株來自澳洲，這三國發現第一株的時間分別是9月20日、11月9日、11月30日。若是單以S蛋白上2個缺失變異作為標準，可以發現VOC 202012/01有1,463株來自英國，13株來自丹麥，1株來自澳洲，這三國發現第一株的時間分別是9月20日、10月12日、11月30日，另外還有一株來自斯洛維尼亞，時間是3月07日（目前無法排除是否GISAID資料的問題，但若資料正確，那此變異很早就發生過）。若是單以S蛋白上2個缺失（deletion）變異加上6個單位點（SNV）變異作為標準，可以發現VOC 202012/01有1,445株來自英國，3株來自丹麥，1株來自澳洲，這三國發現第一株的時間分別是9月20日、11月9日、11月30日。若是把文件表一所列的17個變異都納入，可以發現VOC 202012/01有1,354株來自英國，3株來自丹麥，第一株的時間分別是9月20日、11月9日。最後，若是進一步把23個病毒基因變異點全部納入，只發現EPI_ISL_601443（9月20日）最接近，完整攜帶文件表一所列的17個變異，但6個同義單位點變異上只攜帶5個變異，在核苷酸16176位點上是攜帶C而非變異T。無法找到滿足全部23個變異的可能解釋，因為VOC 202012/01屬於GISAID上的B1.1.7支系，EPI_ISL_601443（9月20日）為該支系典型病毒株，缺少的變異會在同屬B1.1.7支系的其他病毒株中發現。

病毒在複製過程中若產生錯誤，就稱為變異。若變異對病毒無影響，則此變異就在病毒群中隨波逐流，不太起作用。若變異對病毒產生負面的影響，則此變異就會在病毒群中被淘汰。反之，若變異使病毒更適應外在環境或人體內條件，則此變異株會在人群中更易增生、傳染。大部份的變異對病毒而言都屬前兩者(無影響或負影響)。這次變異看來有更易傳播的特性，但發生原因不明。不排除是環境或人體內的正向篩選。

此外，病毒入侵細胞主要是靠病毒的刺突蛋白（Spike protein），這是病毒用來解鎖、進攻人體的鑰匙，其中刺突蛋白上的受體結合域（receptor-binding domain, RBD）是病毒最先接觸人體細胞表面的部分，若有變動，理論上便有少許可能增強病毒入侵的機率,或逃避疫苗的機會。但仍須驗證。

此次英國新變種病毒的基因共有23個變異，其中有8個（包括2個缺失(deletion)變異和6個單位點(SNV)變異）落在刺突蛋白上。6個SNV變異中又有1個在關鍵的RBD區域，也就是新冠病毒與人類細胞的結合區，是病毒進入宿主細胞的關鍵，須持續追蹤觀察。

病毒變異可能隨機發生，定義VOC 202012/01的變異之前也分別在不同病毒株出現過，但這次是眾多變異在「同一病毒株上出現」，且其中有8個落在刺突蛋白上。
SARS-CoV-2和流感病毒同屬RNA病毒，有高變異性。但SARS-CoV-2仍比流感病毒變異性低。根據RNA病毒容易發生變異的特性，VOC 202012/01繼續變異恐難以避免。
目前只知道它的基因序列改變了，且在英國的增生優勢 (multiplicative advantage) 較其他病毒株高。有效傳播數 (effective reproductive number, Rt) 亦有上升。但尚未有報導顯示感染者會有較嚴重的症狀。至於是否會更致命，或是影響疫苗效力等疑問，都須密切追縱，謹慎以對。目前僅知傳染速度可能增快。
理論上，感染過且康復的人有多重的「中和性抗體」（註二）。變異病毒應不致於避開所有的中和性抗體。因此，目前學者們普遍認為，感染過的人應該不會被變異病毒再次感染。但是否確實如此，有待證實。
註二
能讓病毒失去感染力的抗體，稱為中和性抗體。要阻止病毒進入細胞，抗體需結合新冠病毒刺突蛋白上的受體結合域 (稱為RBD，約有222個胺基酸) 。新冠病毒感染後，會啟動人體的免疫系統，對病毒的各種結構蛋白產生抗體。每種抗體辨識抗原的「位點」(antigenic epitope)大約是15-20個胺基酸。因為RBD是新冠病毒的鑰匙，若抗體能和RBD結合，通常能讓病毒失去感染力，而成為中和性抗體。目前已知，感染過新冠病毒的康復病人，會產生能辨識RBD的中和性抗體，而且症狀越嚴重的病人，通常產生的中和性抗體效價越高。因為RBD範圍相當大(222個胺基酸)，抗體可以結合到它的不同部位，如果突變部位僅限於RBD的局部範圍，大部分「抗原決定位(antigenic epitope)」不在該突變位置的抗體應該還會維持中和病毒的能力。
目前新冠病毒疫苗的主要成分就是刺突蛋白或受體結合域(RBD)，或產生刺突蛋白的RNA。與康復病人產生RBD中和性抗體原理相同，接種疫苗後，人體會啟動免疫系統，產生會辨識RBD的中和性抗體。因此專家現在認為，接種過現在的新冠疫苗，應該可以對抗英國變種病毒。
RNA病毒具有容易發生變異的特性，目前主宰世界的新冠病毒主要是從早期武漢一號病毒變異來的第6型，但是新冠病毒仍持續發生變異中，正在產生新的子型。此次英國發生的變異株，也是第6型的子型。因此，繼續變異恐難以避免。
根據2020年12月30日指揮中心的資訊及媒體報導，臺灣出現首例英國變種病毒，但相關基因定序資料尚未公布。後續仍需持續密切監控與觀察。
孫子兵法：「用兵之法，無恃其不來，恃吾有以待也；無恃其不攻，恃吾有所不可攻也」。面對COVID-19疫情，還是要保持正確的防疫觀念、落實做好各項防疫措施。新時代的各項科技進展，讓我們有機會見證這個病毒的演化，相信更多的研究能讓我們更加瞭解這個病毒，而發展出各種可以協助控制疫情的策略。
 

參考資料

Academia Sinica, Taiwan
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