Omicron的頑強與弱點
新冠病毒變異株Omicron可能是人類流行病學史上傳播速度最快的病毒。一名帶有麻疹病毒(傳染性微生物裡的厲害角色)的患者,12天內可能會傳染給15個人。但去年冬天Omicron出現時,人與人之間的傳播速度之快,從單一確診病例,4天後增至6例、8天後36例、12天後216例。截至今年2月底,美國幾乎所有新增病例都是感染Omicron。
2020年11月出現新冠病毒變異株Alpha時,科學家對於它的少數突變如何影響疾病表現所知甚少。現在憑藉著一年多來的研究知識和數據,科學家已能把Omicron50個左右的突變及其快速有效的傳播機制連結起來。Omicron突變數量是其他主流新冠病毒變異株的兩倍,它的亞型BA.2變異株可能更多。Omicron的棘蛋白上有30個突變,其中13個在其他變異株中相當罕見。如此結構上的變化,賦予它嶄新且令人驚訝的能力。如果新冠病毒變異株Delta是漫威電影中力大無比的綠巨人浩克(Hulk),那Omicron就是速度極快的蒙面閃電俠。以下介紹Omicron變異株的四種突變特色:前三種有助於它迴避人體免疫系統的偵測,並且更具感染力,第四種則可能使其引發的感染多為輕症。
身著偽裝
多數證據顯示,Omicron如此高的傳染力是由於單一且強效的機制:在諸多新冠病毒變異株中,Omicron躲避人體免疫系統的能力無與倫比。
新冠病毒的棘蛋白頂端呈拳頭狀的胺基酸群塊,稱為受體結合區(receptor-binding domain, RBD),此區在感染人體的過程中會連接上人體細胞表面的受體蛋白質「第二型血管收縮素轉化酶」(ACE2)。為防止這種致病性的結合,人體免疫系統會製造抗體(透過曾經感染或疫苗產生)辨識出RBD並且像魔鬼氈一樣緊密附著其上,如此一來,病毒就不能和ACE2相接。
之前的主流新冠病毒變異株位於RBD的胺基酸可能發生一、二或三個突變,RBD每一個改變都足以使部份抗體無法辨識,但並非所有的抗體。然而,Omicron的RBD有15個突變,其中很多是位於抗體主要的結合位置,因此形成了精巧的偽裝來避開更多抗體。美國華盛頓大學的生化學家麥卡倫(Matthew McCallum)和實驗室教授韋斯勒(David Veesler)在今年《科學》發表的一篇論文中報告了此種戲劇性轉變的結果:臨床治療新冠肺炎的八種抗體中,只有一種仍可發揮效用與Omicron的RBD結合。而其他研究指出,位於RBD和另一處稱為N端結構域(N-terminal domain)上的突變可使Omicron迴避由接種疫苗或感染所獲得的抗體。因為有了絕佳的偽裝,Omicron以閃電般的速度持續傳播。但疫苗仍可預防重症,特別是追加劑。
作者簡介:
一個充滿活力希望的科學社群
一個數位多元的科學通識平台
一份知識家庭必備的科普雜誌
《科學人》雜誌中文版2002年創刊,將國際與台灣一流科學家的研究成果率先報導,提供您最即時、深入、全面的科學資訊。每月閱讀《科學人》雜誌可以讓您在最短時間就能精確掌握全球科學發展,科技產業趨勢及進步脈動,在閱讀的過程中與世界頂尖科學家同步思考,並且迅速與世界接軌。在知識經濟的時代,《科學人》雜誌是家庭、學校、個人的必備讀物。
各界推薦
特別收錄 / 編輯的話:
十年磨一劍
文/林一平
本期《科學人》的封面主題依舊是新冠病毒。對抗疫情,我們急切需要解決方案,沒有時間等「最好的」;但是若回歸到做研究,我們應該有「十年磨一劍」的精神。這就如同林肯(Abraham Lincoln)所說:「如果我有六個小時來砍一顆樹,我會用前四個小時把斧頭磨利。」
新冠病毒持續演化,精巧的〈Omicron偽裝術〉讓它躲過後天免疫系統裡抗體的攻擊,也更容易感染細胞;但突變讓Omicron失去了原先抑制干擾素的能力,引發的病症較不嚴重。干擾素是先天免疫系統中重要的傳訊分子,已經應用於治療病毒感染數十年,這次出手,〈制伏Omicron,干擾素有希望〉!
〈掃描宇宙,尋找暗物質〉更是極致。「暗物質」是1930年代提出的假設,到了1980年代初期,科學界才普遍認為物理學有個暗物質問題,如今更需要天文學家與粒子物理學家聯手研究。「十年磨一劍」這種謹慎探討的過程,來自於做基礎研究必備的正確態度。
本期的「生物手記」〈翩翩飛回田間的葦草蘭〉我讀來特別有感。台灣的葦草蘭原本常見於中、北部的山區或田邊,現在大概沒多少人知道葦草蘭。我旅居美國時,美國民眾對於原生動植物都有相當的了解,在田野散步,都能如數家珍地敘述。我個人親身的體驗,正好在〈從伏流水層復甦溪流〉提到。
這篇文章以西雅圖的桑頓溪說明伏流水層,這條溪流經過富饒的低地雨林,最後注入華盛頓湖,流域面積達30平方公里。我旅居西雅圖時曾到此一遊,市政府設有詳細的解說,增進遊客的科普常識。河流退化的議題,在西雅圖由河流科學的創始人巴克(Paul Bakke)進行了一項創新的城市河流修復專案,透過工程河床來恢復並增強伏流水層,改變了傳統的河流整治方法。西雅圖的訪客可以很驚豔地了解這些過程。
身為台灣人,應知台灣事,特別是在地環境的科普知識。誠如林肯所說:「每個人至少要接受適度的教育,從而能夠閱讀自己和其他國家的歷史,從而適當地欣賞我們自由的價值。」《科學人》長期關注台灣本地的獨特物種、生態變化,「生物手記」這單元,磨劍也早已超過十年。
特別收錄 / 編輯的話:十年磨一劍
文/林一平
本期《科學人》的封面主題依舊是新冠病毒。對抗疫情,我們急切需要解決方案,沒有時間等「最好的」;但是若回歸到做研究,我們應該有「十年磨一劍」的精神。這就如同林肯(Abraham Lincoln)所說:「如果我有六個小時來砍一顆樹,我會用前四個小時把斧頭磨利。」
新冠病毒持續演化,精巧的〈Omicron偽裝術〉讓它躲過後天免疫系統裡抗體的攻擊,也更容易感染細胞;但突變讓Omicron失去了原先抑制干擾素的能力,引發的病症較不嚴重。干擾素是先天免疫系統中重要的傳訊分子,已經應用於治...
目錄
關於封面
今年Omicron 變異株以超強傳播力掀起一波疫情高峰,它棘蛋白上的關鍵區域(封面上的紅色)有許多突變(紅色球體),使其能成功逃脫免疫系統偵測。科學家發現,廣泛用於治療慢性病毒感染的干擾素亦可抑制Omicron的感染,搭配其他抗病毒藥物,有潛力成為治療良方。
醫學
28 Omicron偽裝術
文/司庫德拉里(Megan Scudellari)
新冠病毒變異株 Omicron 演化出較多特殊突變,可躲避人體免疫系統的偵測,因而傳染力大增。
32 制伏Omicron,干擾素有希望
文/王慧菁
全球因 Omicron 再度湧現疫情高峰,而近來研究發現,Omicron 可受干擾素抑制,科學家或許可藉干擾素啟發治療契機。
生物學
38 候鳥導航靠量子磁感
文/霍爾(Peter J. Hore)、穆里特森(Henrik Mouritsen)
遷徙鳥類的繁殖地與避冬地之間距離遙遠,新的研究找出了牠們利用地磁導航的生物物理基礎。
天文物理
44 掃描宇宙,尋找暗物質
文/普雷斯科德-溫斯坦(Chanda Prescod-Weinstein)
天空中隱密的訊號可能洩漏暗物質的所在位置,未來幾年的大規模天文觀測,將增進對暗物質本質的理解。
生物學
52 基因「膨風」的蠑螈
文/福克斯(Douglas Fox)
某些蠑螈擁有陸生動物數一數二大的基因組,身體構造卻充滿缺陷,牠們的需求極低、懶散度日,走出一條另類演化之路。
古人類學
62 尼安德塔人懂美學
文/費耶爾(David W. Frayer)、羅多維奇(Davorka Radovčić)
尼安德塔人笨拙的形象已成為刻板印象,近年針對克羅埃西亞一處遺址的研究,使其獲得平反。化石記錄顯示,他們的能力可能比過去認為的還要接近我們現代人類。
環境
70 從伏流水層復甦溪流
文/吉斯(Erica Gies)
一群科學家投入美國西雅圖桑頓溪的整治工程,重建富含微生物、宛如溪流腸道的「伏流水層」,緩解水患並恢復溪流生命力。
心理學
82 跳躍思考,錯誤決策
文/桑切斯(Carmen Sanchez)、唐寧(David Dunning)
實驗發現,跳躍決策的人思考時容易犯錯,往往過度自信,傾向於相信陰謀論,後設認知訓練則可以改善這個情況。
科學人觀點
6 視訊交流卡創意?! 文/曾志朗
總編輯的話
8 十年磨一劍 文/林一平
10 讀者論壇
12 科學人新聞
AI成為賽車電玩冠軍|袖套振動傳情意|抗新冠口香糖?|蚊子聞你、盯你,再叮你|反轉錄子有助CRISPR|散佈全球的未知樹種|科學剪影|無人機影像大搜救|花粉夾帶病毒|一覽世界科技進展|用海綿培養細菌|分心有助學外語
形上集
24 如何學習廣義相對論? 文/高涌泉
教科書之外
26 竹蜻蜓不認識白努利 文、圖/陳文盛
專家看新聞
86 雌鳥會唱歌! 文/貝尼狄克特(Lauryn Benedict)、威爾金斯(Matt Wilkins)
科學佐以詩文
88 演算法 文/奎克(Barbara Quick)
健康與科學
90 減肥新藥再三思 文/華立斯(Claudia Wallis)
攸關心智
92 培養自我關懷 文/布魯克(Anna Bruk)
科學焦點
94 科學界整治惡霸 文/歐瑞斯克斯(Naomi Oreskes)
生物手記
96 翩翩飛回田間的葦草蘭 文/李權裕、翁梨娟、張麗慧
科學人書摘
100 富豪保育夢 文/摘自《狂野人生》
科學人關鍵字
104 干擾素 文/彭琬芸
圖表會說話
106 體檢全球珊瑚礁 撰文、圖表/皮克(Katie Peek)
關於封面
今年Omicron 變異株以超強傳播力掀起一波疫情高峰,它棘蛋白上的關鍵區域(封面上的紅色)有許多突變(紅色球體),使其能成功逃脫免疫系統偵測。科學家發現,廣泛用於治療慢性病毒感染的干擾素亦可抑制Omicron的感染,搭配其他抗病毒藥物,有潛力成為治療良方。
醫學
28 Omicron偽裝術
文/司庫德拉里(Megan Scudellari)
新冠病毒變異株 Omicron 演化出較多特殊突變,可躲避人體免疫系統的偵測,因而傳染力大增。
32 制伏Omicron,干擾素有希望
文/王慧菁
全球因 O...
購物須知
退換貨說明:
雜誌商品,恕不提供10天猶豫期退貨。
訂購本商品前請務必詳閱退換貨原則。