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奧密克戎、免疫力和突破性感染:為什麼會重覆感染新冠

病毒

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新冠疫苗大規模接種繼續推廣,全球新冠疫苗接種突破100億劑,加強劑迅速普及,但疫情仍在延續、反覆,尤其是傳染性最強的奧密克戎變異株出現後推動了疫情擴散。感染病例和新冠死亡病例繼續上升。

在世界人口60%都至少部分接種了 20 多種獲准使用的疫苗中至少一種的情況下,完全接種之後和感染痊癒後再次感染的病例增多,部分回答了這個問題,也引起廣泛關注。

已經完全接種疫苗,或者曾經感染並治癒之後為什麼會重覆感染?什麼是突破性感染?

Antibodies binding influenza virus

SCIENCE PHOTO LIBRARY

免疫力如何產生?

無論是接種疫苗還是因感染產生抗體,結果都是身體對病毒具有了免疫力。對新冠有了免疫力會不會再次感染?

回答這個問題先要了解免疫力是什麼,如何產生的。

免疫系統是人體抵抗感染的防禦系統,由兩部分組成:先天免疫反應和適應性免疫反應。一旦發現病毒病菌入侵體內,免疫系統首先反應設法殲滅外敵,包括釋放會引起炎症的化學物質和能夠摧毀受感染細胞的白雪球。

先天免疫反應不會學習,不針對任何特定病毒,因此不會對新冠病毒產生免疫力。

適應性免疫反應是關鍵 —— 包括產生靶向抗體的細胞,這些抗體可以粘附在病毒上並予以阻擊,還有能夠識別病毒並定向攻擊受感染細胞的 T 細胞,即細胞反應。

研究顯示針對新冠病毒產生抗體大約需要 10 天,而病情最嚴重的患者會產生最強的免疫反應。

Coronavirus

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新冠疫苗的效力大約在接種半年後會逐漸減弱,但保護程度仍舊很高

免疫力能持續多久?

如果適應性免疫反應足夠強大,可能會留下對感染的持久記憶,從而在未來提供免疫保護。輕症或無症狀感染者體內是否會產生足夠的適應性免疫反應,目前並不十分清楚。

新型冠狀病毒存在的時間還不夠長,無法知道免疫力最長能持續多久。

不過,英國公共衛生部 (PHE) 2021年下半年一項研究表明,大多數感染新冠病毒的人至少可以在五個月內避免再次感染該病毒。

然而,有些人會再次感染,即使沒有症狀,他們的鼻子和嘴巴也會攜帶高水平的病毒,這些病毒可能會傳染給其他人。

倫敦國王學院的研究表明,在為期三個月的研究中,殺死冠狀病毒的抗體水平有所下降。

但是,即使抗體消失了,製造它們的細胞(稱為 B 細胞)可能仍然存在。1918 流感大流行發生 90 年後仍有 B 細胞的蹤跡。

如果新冠病毒與此類似,那麼第二次感染將比第一次更溫和。

從長遠來看,T 細胞會發生什麼也不清楚,對 T 細胞的作用目前還在研究。值得一提的是,對抗原始非典(嚴重急性呼吸系統綜合症)的 T 細胞是在 17 年後才發現的。

如果參考其他導致類似症狀的病毒感染,比如普通感冒,免疫力記憶短暫,一年內可以多次感染。

實驗員

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  • 疫苗對奧密克戎還有效嗎?

倫敦帝國理工學院2021年12月公布的研究結果顯示,奧密克戎變異株在很大程度上能夠逃避過去感染或兩劑疫苗接種產生的免疫力,再次感染奧密克戎的風險是德爾塔的5.4倍。這種程度的免疫逃避意味著過去感染對奧密克戎再感染提供的保護可能只有 19%。

研究發現,與德爾塔相比,第二劑疫苗接種後兩周或更長時間、加強劑接種後兩周或更長時間(阿斯利康和輝瑞疫苗),出現奧密克戎感染症狀的風險明顯增大。

  • 通流感會讓我對冠狀病毒產生免疫力嗎?

或許。實驗室測試表明,一些人為對抗非典或普通感冒冠狀病毒而製造的 T 細胞也可以對抗新的冠狀病毒。這有多普遍以及它提供了多少保護仍然未知。

  • 有人感染過兩次嗎?

專家表示,再次感染有可能,但不常見,需要更大規模的研究才能確定導致這種情況的原因。

香港一例研究顯示,一名年輕、健康的男子感染新冠後康復,但四個多月後再次感染。研究人員通過病毒基因組測序證明,他感染了兩次,因為病毒株不同。

早期報道稱,有人在短時間內多次感染新冠,後來發現是檢測錯誤。

  • 如果已有抗體,能免疫嗎?

無法保證。雖然幾乎每個患者身上都能發現一些抗體,但有多少和強弱之別。

中和抗體是粘附在冠狀病毒上並能夠阻止其感染其他細胞的抗體。一項針對中國 175 名康復患者的研究表明,30% 的患者中和抗體水平非常低。

另外,受到抗體免疫保護的人依舊可能攜帶病毒,並將病毒傳染給他人。

  • 接種疫苗獲得的免疫力呢?

專家建議,即使曾經感染並痊癒的人也應該接種疫苗,因為可能會增強自然免疫力。

新冠病毒變異株也是一個重要原因 —— 疫苗可以針對變異毒株提供相當程度的免疫保護,而曾經感染產生的抗體對不同變異株的免疫力並不清楚。

Coronavirus

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新冠疫苗的效力大約在接種半年後會逐漸減弱,但保護程度仍舊很高

什麼是突破性感染?

全劑量接種疫苗後的感染稱為突破性感染。

接種疫苗的最主要目的是有效預防感染、重症和死亡,但任何疫苗都不可能提供100%免疫保護。

除了疫苗效力隨時間推移而減弱,病毒變異體導致的免疫逃逸和免疫保護減弱也是一個主要原因,包括目前主導全球疫情的兩大變異毒株 —— 奧密克戎(Omicron)和德爾塔(Delta)。

數據顯示新冠疫苗提供的免疫保護在完成接種4-6個月後明顯減弱,突破性感染和抗體衰減案例增多,也有更多數據表明疫苗加強劑對提高免疫保護的作用非常明顯。

關於突破性感染,目前科學家可以確定兩點:1)與未接種疫苗並感染新冠病毒的人相比,全劑量接種後出現突破性感染的人患重症的可能性更小,住院或死亡的可能性小得多;2)出現疫苗突破性感染的人可能具有傳染性。

美國疾病控制與預防中心(CDC)數據顯示,接種疫苗者感染新冠的可能性比不接種者低 8 倍,重症住院或死亡的可能性低 25 倍。

英國已有數據顯示,全劑量接種疫苗者每 500人裏出現 1 例突破性感染病例。

需要注意的是,目前的統計數據相當大一部分來自最早接種疫苗的群體,而這個群體在許多國家都是老年人和有基礎疾病的人,他們的自身免疫力相對較低,疫苗在他們體內激發的免疫機制較弱,疫苗效力最早開始減弱,另外還要考慮變異毒株的威脅。

這些因素都可能推高這個群體的突破性感染病例數據。

omicron

BBC

哪些因素導致突破性感染增多?

英國東安格利亞大學(東英吉利大學)醫學院學者發表研究結果指出,影響疫苗效力強弱,或者說可能推高突破性感染風險的因素主要有四個:疫苗種類、完成接種的時間、變異毒株和自身免疫系統。

疫苗種類 —— 決定相對風險下降率(RRR,相對風險差)不同;RRR用來衡量未接種疫苗的感染風險和接種疫苗後的感染風險。英國臨牀數據顯示幾種主要疫苗降低感染風險的程度是輝瑞95%,莫德納94%、阿斯利康70%、強生66%。另有數據顯示阿斯利康兩劑接種間隔時間如果延長,感染風險下降率會提高到81%。

變異毒株 —— 這是一個重要變量。研發疫苗時採用病毒的原始版本,變異毒株是否會、可能在多大程度尚削弱疫苗效力,不同變異株針對不同疫苗的免疫逃逸程度各不相同。

世衛組織世衛組織專家萊恩2021年12月上旬表示,現有疫苗對 Omicron 仍有預防重症的免疫效力,雖然這個最新變異株對輝瑞疫苗有部分免疫逃逸。他說,沒有跡象表明 Omicron 會比其他變體更擅長免疫逃逸。世界衛生組織數據顯示,最新主導變異毒株奧密克戎針對幾中主要疫苗有免疫逃逸

英格蘭公共醫療保健機構初步數據顯示,Alpha變異毒株使輝瑞疫苗減少感染風險的程度從95%降到93%,Delta變異株使之降到88%。COVID Symptom Study 的數據於此相似:完成兩劑輝瑞疫苗接種後2-4周內,感染Delta變異株出現病症的機率減少87%,4-5個月之後降到77%。

自身免疫系統 —— 決定感染風險程度的關鍵因素之一。自身免疫力強弱與年齡和基礎健康狀況直接相關,也跟接種疫苗後激發自身免疫機制的程度、疫苗效力遞減速度直接相關。

加強劑

BBC
打過兩針阿斯利康和輝瑞疫苗後5個月的免疫力(深色)和追加一針加強劑(輝瑞)後14天的免疫力比較。免疫力在這裏是指針對需要住院治療的疾症和死亡所提供的保護程度。英國健康安全署(UKHSA)數據

疫苗的保護效力會隨時間推移減弱。這一點已經被普遍認可,越來越多國家開始實施推廣接種加強劑計劃。

另一個目前需要積累更多數據的問題是疫苗對新冠長期症狀「長新冠」的效力。

《自然》 雜誌刊登的美國一項對突破性感染患者的研究顯示,接種疫苗可能最多能將「長新冠」風險降低一半,或者根本沒有作用。這方面的數據有助於解釋為什麼在急性感染權益後很長時間內新冠症狀會持續良久,揮之不去。

疫苗加強劑

從以色列2021年7月啟動大規模加強劑接種以來,陸續有其他國家跟進,最初目的是為最易感染群體提供更有效的保護,並緩減醫療部門的壓力,後來逐漸擴展,但圍繞「第三針」是否必要的爭論持續了較長時間,公眾的疑慮也未全部消除。

理論上講,是否有必要取決於「第三針」能夠在多大程度上增強免疫保護,達到這個效果需要付出什麼成本 — 效力和效率。新冠疫情的代價不僅僅包括救治患者的成本,還涉及更廣泛的社會和經濟成本。答案取決於各國政府的權衡、取捨。

道義層面的爭議涉及「疫苗公平」和貧富不均。在效果有待實踐檢驗的「加強劑」接種計劃和幫助窮國提高接種率之間如何取捨?世界衛生組織對發達國家普及疫苗加強劑並不鼓勵。

在發達國家即使普及加強劑和青少年接種計劃也能保證疫苗供應充足的情況下,是否應該向那些第一劑接種率不到2%的國家伸出援手?如果不出手相助,疫情擴散,受害的顯然不光是那些國家。

感染病例 2022.1.9

BBC

為什麼要接種加強劑?

加強劑也經常被稱為「第三針」,因為現在大部分疫苗接種需注射二劑,但「第三針」不同於疫苗混搭接種,雖然兩者有部分重疊。後者更多是指已接種疫苗之後再注射另一種疫苗以期增強免疫保護,以及其他形式的混搭。

曼徹斯特大學生物醫學教授希納·柯魯科尚克(Sheena Cruickshank)認為,回答要不要打加強劑這個問題前,應該先明確接種疫苗的目的,並了解疫苗如何提供保護。

接種疫苗加強劑最初的理由是疫苗效力會隨時間推移而減弱,隨後多個渠道的研究數據顯示,加強劑可以明顯提高免疫保護。

口罩女子

EPA

英國疫苗接種和免疫聯合委員會(JCVI)建議「打第三針」,主要目的是最大程度防止新冠感染住院和死亡病例,並減少成年人感染病例。

該委員會稱這個決定基於對本國 COVID-19 的最新流行病學、數學建模、疫苗安全性和疫苗有效性數據和免疫學研究數據的評估,以及大規模接種計劃的實施能力和疫苗供應等因素。

英國加強劑接種主要採用輝瑞和莫德納的mRNA疫苗,無論之前用了哪種疫苗,因藥物禁忌症或其他健康原因則可用阿斯利康疫苗。美國目前批准使用輝瑞、莫德納和楊森/強生作為加強劑。

柯魯科尚克在學術交流網站The Conversation 上撰文指出,接種疫苗的最主要目的是預防病毒感染引發重症或導致死亡,疫苗提供的免疫保護由三部分組成:抗體、T細胞和免疫記憶。

圖示

BBC

提高免疫保護?

抗體只是有效免疫反應的衡量指標之一。免疫保護的另外兩個核心組成部分:殺病毒的T淋巴細胞和免疫記憶;只有免疫記憶才能啟動自身免疫系統自動識別並迅速產生T淋巴細胞,以及生產抗體的B細胞。

研究顯示,T 細胞和免疫記憶這兩方面沒有衰退減弱現象。

柯魯科尚克認為,對此有一種解釋,那就是隨著時間推移,有些人體內的抗體減少,不足以完全防止感染,但仍足以殺死入侵病毒。也就是說,疫苗能夠減輕病毒帶來的傷害或減輕症狀。

已有數據證明,在預防重症或死亡這個接種疫苗最主要目標問題上,疫苗仍高度有效,且可持續數月。

以色列實時數據顯示,40-59歲年齡段接種疫苗四個月後,對需住院治療的新冠重症的保護率為98%,六個月後降到94%;60歲以上年齡組疫苗的數據分別是91%和86%。

另外,60歲以上在2021年3月打了第二針疫苗的人獲得的保護是1月份打完兩針的人的1.6倍,但其他年齡組的數據難以得出如此清晰的判斷;絶大多數接種莫德納疫苗的人6個月後體內的功能抗體仍在繼續發揮作用,但對beta變異毒株的抵抗力逐漸減弱。

英國和美國迄今為止已有數據支持這個觀點。

A health care worker prepares a booster dose of the Pfizer-BioNTech coronavirus disease (COVID-19) vaccine in Montevideo, Uruguay August 16, 2021.

Reuters
已接種疫苗的人容易感染、傳播目前全球最主要變異毒株德爾塔

醫藥專業交流網站medrxiv.org 發表的一項研究顯示,輝瑞疫苗接種4個月後提供的保護從96%降到84%。

該網站匯集的是未經同行評估的數據和研究成果供同行交流、參考和評估。

傳染性和毒性更強的變異毒株,如德爾塔、拉姆達等,也是「第三針」主張背後的主要動力之一。

美國CDC和其他來源的數據顯示,德爾塔毒株的傳染性是原始毒株的一倍,但接種疫苗的人感染後傳染期會縮短。以色列兩項研究表明,第三劑輝瑞可顯著提高對 60 歲及以上人群避免感染和重症的免疫效力。輝瑞和莫德納的其他研究也得出相似的結論。

病毒

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當前疫苗主要針對覆蓋新冠病毒外表的刺突蛋白。

反對加強劑的理由是什麼?

不贊成「第三針」的主要論點是它沒有足夠的數據支持,更多出於「以防外一」的心理。

倫敦大學學院資深研究員奧克薩娜·派奇克(Oksana Pyzik)對BBC表示,沒有證據表明加強劑有效或有必要。

她說:「目前沒有數據表明免疫保護在逐漸減弱,但早期數據顯示對輕度感染的保護在降低,不涉及重症。」

英國研究人員發現,接種兩劑輝瑞和阿斯利康提供的保護作用在6個月後開始減弱,但不等於說疫苗無效,實際上疫苗仍可以提供高效保護,包括對德爾塔毒株的免疫保護。英國新冠信息匯總網站Zoe Covid 數據顯示,兩劑輝瑞接種提供的免疫保護從一個月後的 88% 下降到5-6個月後的 74%。阿斯利康疫苗的免疫保護在接種後4-5個月內從77%降 到67%。

英國政府新冠疫苗顧問亞當·芬恩教授(Adam Finn)表示,疫苗效力逐漸減弱是正常的,意料之中的。他認為接種疫苗獲得免疫保護是必須的。但是否所有的人都需要打加強針則是另一個問題。

一種意見認為,現在許多人曾感染過新冠病毒,也接種了疫苗,已經具有更多免疫力,效果跟加強劑相似。

疫苗

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新冠疫苗可以有效預防重症,但無法確保不感染新冠。

還有哪些不確定因素?

英國科學家承認,圍繞疫苗加強劑目前還有一些不確定因素,包括:

  • 非新冠高危人群二劑接種針對住院和死亡重症的免疫保護持續時間多長;
  • 老年人接種加強劑後獲得的增強保護可以持續多久,能否持續到2022年秋冬季,是否能防止未來再現感染浪潮;
  • 出現值得關注的新變異毒株,及其對疫苗有效性的潛在影響;
  • 疫苗極罕見副作用(如心肌炎)是否有長期影響,如果有,會是哪些?

已經開始大規模接種疫苗加強劑的國家到目前為止沒有發現因為加強劑引發罕見或極罕見不良反應的病例。

病毒和手

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不單純是道義問題

反對「第三針」的學者中,不乏贊成將來更合適的時候推廣加強劑。合適的時機,應該是全球疫苗接種率達到足夠的程度,疫苗供應「貧富差距」縮小到可以接受的程度。

芬恩教授認為,部分國家「過度接種」而部分國家沒有疫苗接種「不只是不公平,更是愚蠢」。有可能將來大規模接種「第三針」的必要性會逐漸顯著、增強,但肯定不是現在。

除了道義方面的考慮,還有接種效率和疫情防控方面的因素。

從全球範圍來看,疫苗接種的「厚此薄彼」並非明智選擇,因為即使通過普及加強劑實現「一方淨土」,只要病毒還在低接種率地區肆意繁衍、變異,跨地域傳播、「零感染」地區疫情反覆的風險始終存在,而風險控制的成本難以降低。

他說:「全球普及接種拖延越久,出現對疫苗具有更強抵抗力、繁衍傳播能力更強的病毒變異毒株的機率就越大。」

隨著時間推移,大規模接種疫苗並不足以完全控制病毒傳播這個事實日益明顯。

人群

BBC

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