张文宏：生物多样性与新发传染病关系 | 2021国际生物多样性日学术会议
2021-05-29
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2021年5月22日是“国际生物多样性日”，中国生物多样性保护与绿色发展基金会与华大基因共同举办了“全球环境危机视角下的人与自然生命共同体构建——2021国际生物多样性日”。张文宏教授于线上向大家讲述生物多样性与传染病的关系。
为迎接CBD COP15,推动全球生物多样性保护,将张文宏教授演讲分享如下，供读者参考。
今天主要是谈一谈生物多样性的情况与当今新发传染病之间的关系以及我们如何去应对当前非常严峻的新冠疫情。
生物多样性的存在是当今发生所有感染性疾病的一个非常重要的基础。人类在自然界中也是生物多样性的一个物种。因为很长一段时间，我们人类跟自然界是非常的平衡的一个状态，所以在人类的整个的进化过程当中，在现代文明诞生之前，我们很少谈论到这些大流行。但是随着工业文明以后，人类的迁徙、农业文明以后城镇的出现以及大洲之间的交流，造成我们跟自然界之间、物种之间的一个大交换、自然界之中的很多微生物进入人体。
因为人与其他物种之间有非常确切的物种屏障，很多病原体并不是那么容易进入人体。但是在长期的进化过程中，病毒或者细菌会越过屏障进入人体，又因为人类居住的密集程度增高，使得传染病的发病成为可能。一旦新发的传染病进入人类社会以后，就会造成很多问题，今天大家见到的仅仅是整个自然界当中非常少的一部分。
如果以一棵非常大的树代表整个自然界多样的物种，当前能够检测到的与我们人类有关的疾病仅仅是蓝色区域，而红色区域是我们可以通过病毒的培养找到的病毒。这还仅仅是以病毒当中的一种病毒，也就是以新冠病毒为例。这就意味着在整个的自然界当中，病毒的储存量是非常巨大的。
如果我们不能保持整个自然界生态的平衡，而总是去破坏多样性，就会让这些自然界中的物种侵入到人类社会当中。今年COVID-19的发生就是如此。病毒一旦进入人类社会，常态的情况是人类会有发生一个反应，我们叫response。人类出现反应以后，人体自然性的免疫系统的一个反应就是去排除病毒。在排除的过程中会发生大量的炎症反应，重症病人会因炎症而死亡。在不断跟病毒的相互作用的过程当中，也是病毒在不断地适应人类。所以在人类物种生存的过程当中，大家非常熟知的天花和流感在疫苗出来之前都是不断地和自然界和人类进行互相的适应，最终会达到一个平衡。从最初大量的人死亡，到最后人类社会逐渐地建立一个免疫体系，病毒也会逐渐地出现进化，最终达到一个非常平衡的状态。但是每年还是会有大量的人会因此而死亡。所以在疫苗产生之前，无论是天花还是流感，都会造成大量人口的死亡。这个就是自然界当中不同的物种在一起交换、适应、进化的结果。在所有物种的进化过程中，我们会发现病毒也好、细菌也好，如果没有一个非常好的、针对它们的特异性的方法，比如说疫苗、特异性的抗病毒、抗细菌的药物的存在，就会造成全球性的蔓延。比如说艾滋病，如果我们没有一个特异性的抗HIV的非常有效的方法，艾滋病的蔓延会远远超出我们的预期。因为疫苗接种以后，在这种免疫的压力下，病毒会出现不断的进化的过程。人类的再次适应使病毒的芽种不断的发生变化，最终会使这个病毒在人类社会上长期的存在。然后每年都会有相当一部分的人感染，感染以后我们又开始建立免疫，然后第二年新的变种又会出来，最终达到一种平衡。这个就是今天自然界物种和人类之间的一个常态。在这种情况下，像今天新冠病毒出现后，全球都在对它的多态性进行监测，我们会发现，在多态性的监测里面，D614G的突变是最早出现的一个适应性的突变。这一个适应性的突变，使在全球所有的毒株经过一段时间的蔓延以后都会发生改变。这些病毒在不同的地区进行蔓延的时候，又开始出现自己新的一个突变。但是这些突变其实并不意味着人类会失去对这些病毒的控制，因为这些突变在一定程度上是随机发生，最终传播的快的病毒会成为一个优势组。所以无论是D614G，还是现在在英国、美国、印度以及南美这些病毒株，这些病毒株的传播速度比原始株出现了几倍或者是2倍到4倍之间的增加，但是并没有引起我们对它的抵抗力的完全逃避，还是目前一个病毒进化过程当中自然的进化过程。在这里我给大家演示的是D614G的一个突变。最初我们认为D614G会导致非常严重的后果，但是今天我们发现其实并非如此。它的突变引起传播速度轻微的增加，现在全球、欧洲或者从开始的一个D614G的位点的一个突变已经占据了几乎是所有的病毒株，但是现在临床面对的这些病毒株并未因此造成死亡率的大幅度的增加。所以这些病毒的突变是自然界当中一个非常常态化的一个突变的过程，每次在传播的过程当中都会有流行株的产生。在此之后我们看到有南非株，英国株，而且最终的起源都是D614G突变的这一株。今天全球性的疫情还在蔓延，蔓延的过程当中，我们相信在不同的地区还会形成自己独立的一个病毒株。今天因为病毒在中国不再造成蔓延，所以中国病毒株的进化事实上已经停止了。但是在未来，如果世界重新交流以后，我们现在还很难预测这些病毒株会不会不断地又有新的亚群的出现。我们今天所关注的是亚群的出现会不会逃避掉我们建立的群体免疫，以及我们疫苗的作用。最近一个比较好的数据是来自于美国。在今年的3月份开始，英国株的突变已经占了50%以上。所以很多人第一个问题就会质问美国的英国株占了50%以上，会不会出现疫苗株的逃避以及美国疫情的失控。那么今天我们看起来病毒的这一个随机性的变异，并且因为它的传播速度加快，导致优势株并没有逃避我们所建立的群体免疫以及对疫苗注射所带来免疫保护。所以今天对于美国接种过疫苗以后的人群，戴口罩也好，社交距离也好，都已经开始全面的放松，这也是对现在的变异株的一个回答。在美国出现的一个亚群现在在全球范围内逐渐地占据了比较大的一个优势，但是它并不会因此引起免疫对它的完全逃避。大家比较担心的是什么？印度亚群，也就是1.617亚群，随之带来的几个位点的突变，是不是会引起我们群体免疫以及疫苗的一个逃逸？从印度的数据来看，在今年的1月份到4月份三个月的时间内，我们会发现这个病毒株占了80%以上的优势地位。现在大家比较担心的，到底是对疫苗的逃避？还是对群体免疫的逃避？按照印度现在的感染的人数，它离群体免疫的距离非常远，同时对于疫苗的逃避，印度疫苗的接种量还远远的不够，当季接种的人只超过10%。所以像这种疫苗的逃逸株的产生，我们现在从理论上还并没有发生，因为人群的免疫接种还没有到那个级别。现在的研究上看，这个毒株的出现是不是会发生对它的致病性的改变和传染性的改变呢？现在发现都有轻度的增高，但是疾病的严重性并没有因此发生大的改变。无论是中国还是在其他国家传入了这一些变异株，由于医疗资源的逐步的改善，并未因为病毒的变异而出现致病性的增加。因为从自然界多样性的科学研究来看，病毒的变异并不是为了杀死人类，因为杀死宿主对于病毒的传播不会带来任何的好处，所以目前只有对于传染性增加的毒株，而不是对致病性增加的毒株，有可能会在整个的生物多样性和病毒进化当中具有优势。当然有时候也会有相反的例子产生。但是大多数情况下，我们今天看到新冠的疫情，这些新的毒株都会有一定程度的传播性的增加。比如说我们看到在美国的加州的毒株，它可以使得传染性增加20%。那么印度的株今天看到也是有一定的程度的一个增加。今天我们看到，疫苗对变异株的表现，BioNTech的一个疫苗对于英国株的保护率仍然可以达到95%。这就是说明疫苗注射没有形成全面的普及之前病毒现在发生的变异。一般来讲它不会对疫苗出现针对性的逃逸。以色列的变异株还是处于一个完全可控的范围内，因为以色列是接种 biotech疫苗最为普遍的一个国家。尽管全球有多种病毒株的逃逸，并且在当地也有发现，但是并没有出现以色列疫情的失控。从临床的数据来看，今天的变异还在疫苗的掌控之中。最近有一些蛋白疫苗的问世，最近发现对南非株的保护率下降到51%。腺病毒载体疫苗——AZ疫苗（阿斯利康疫苗，为英国新冠疫苗）也是下降的。所以今天从整体看，由于病毒的毒株变异，部分疫苗的保护率会有一定的下降。一个英国株的疫苗可以下降到70%的水平。很多人也非常关心中国的灭活疫苗的保护率。最近在阿联酋、巴西等多个国家获得的数据，我们发现在当地的流行株里面，中国的灭活疫苗它的疗效还是可以达到78%以上。从这种角度来讲，尽管病毒的进化、突变是一个常态，但是并未因此出现对疫苗的完全逃逸，可能会有一定程度的逃逸，但是仍然维持在有效的范围内。对于未来来讲，在全球任何一个国家，疫苗的接种现在看起来都很难完全达到一个免疫屏障。那就意味着在不采取任何的公共卫生的策略的情况下，乐观情况下疫苗可以预防85%的感染，我们仍然难以把整个的传播系数降到1
以下，所以对于未来比较积极地建议在各个国家仍然能够维持一定程度的非药物的干预措施。所以我想将来对全球疫苗没有得到非常好的接种、没有全面覆盖的国家来讲，非药物性的干预仍然是非常的需要。我们今天从新冠病毒来看，可以看到自然界多样性和人类之间的关系，我们不断地突破自然界的一个平衡，然后会出现自然界的物种到人类当中去诱发传染病。一旦出现传染病以后，我们会通过注射疫苗或者建立群体免疫，逐渐与自然界的新物种达到平衡。所以对于未来来讲，等全球广泛的接种过疫苗以后，我相信最终我们跟病毒之间的关系会处于一个非常平衡的状态。我们通过接种疫苗、研发药物，我们会把病毒的病死率减少到一个非常低的水平，我们就可以与病毒长期存在。但是对于目前这个阶段，我相信我们必须学着怎么样跑的比病毒更快。通过疫苗的接种来确保不要诱发病毒的变异而导致再次出现流行。我们也应该对于输入性的疫情实施非常果断的非药物的控制。所以将来我相信人类与新冠病毒之间的斗争，会成为我们跟自然界相互作用、相互关系、相互抗争、相互生存的一个非常好的例子。我们相信未来应该是可以掌控这次大流行的，谢谢。
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