为防止超级毒株的出现，实现群体免疫是一场与时间的赛跑

Original 贡嘎山1 一个衣衫褴褛的植物学家 2022-02-28

新冠自一年多前被发现以来，一直在变异，变异的速率基本上是每月1至2个碱基位点。新冠易变的根本原因，是因为它是一种RNA病毒（参加笔者的文章“历史上20次大瘟疫的特点、新冠肺炎与气候变化”）。不像双链的DNA病毒，有极强的纠错能力，新冠这类的RNA病毒因为是单链，复制时容易出错，又没有好的纠错机制。新冠通过复制而感染人体细胞。也就是说，每次感染人体细胞，新冠都有变异的可能。新冠的RNA序列一般是2万6千至3万2千个核苷酸组成，多数情况下是2万9千左右核苷酸。新冠的变异常常是随机的，在整个序列上都有变异，有的区域多一些，有的区域相对保守而变异少一些。

并非所有新冠的变异对新冠本身都有利；有的变异可能因为传染力不强而逐渐被人类的免疫能力消灭掉了。很多变异基本是中性的，不改变新冠的多少特性。然而，有的变异则对新冠的特性影响很大，比如传染力显著增强了。这类的变异就有利于新冠的生存和传播，它们是新冠进化中的佼佼者，对人类健康不利。

最近两个月来，新冠方面令人关注的发展是在南非、英国、巴西和其他地方确认了新的变异毒株，这些毒株结合了多个突变并且具有不同的特征。笔者在一个半月之前曾写过“在全球新冠进化树上，看看英国的新冠变种到底有多可怕？”的文章，并认为英国的新冠变种的危害性在当时似乎被夸大了。现在的情况看，笔者之前还是太乐观了。但从基因序列上看，从进化树上看，新冠的变异，包括英国变种、巴西变种、南非变种，都似乎不属于非正常的变异，都是累积性的变异。但是，这些变异使得变种病毒的传染力增加了不少。

尽管数据仍在不断涌现，但初步估计表明，英国毒株的传染率比原始新冠毒株高40％至80％（也有报道说35%左右）。目前推测，英国毒株在儿童中的传染率可能更高，但儿童因为不容易有感染症状（参加笔者的之前的文章“为什么儿童不容易感染上新冠病毒？”），而检测得不多。其实，英国毒株的传染率比原始新冠毒株高，也属于正常现象。试想，如果新的变异株的传染力不增强，新冠如何应对人类的各种围追堵截、如何生存，何况这是经过至少13个月的变异？从生物进化的角度，很好理解为什么新冠会变异、为什么只有传染力强的毒株才能生存下来，虽然病毒不是严格意义上的生物。

目前，没有证据表明新毒株会导致更高的病死率，虽然4天前有一篇医学论文预印本网站「MedRxiv」的研究指出，英国毒株比原始毒株的致死率增加不少。这还需要进一步的更多的数据。

我们来看看，新的传染力更强的毒株，对实现群体免疫有什么影响。我们假设新毒株的传染力增强了40%和80%的情况下，看看实现群体免疫的疫苗接种率会有什么变化。笔者还是引用麦肯锡（McKinney & Company）咨询公司所做的数学模拟的研究结果。这是笔者见到的唯一一家做的同类的研究报告。

上图是笔者在“中国、美国、英国多少人接种疫苗，才能实现群体免疫？”一文中准备的图。原研究没有专门针对中国和灭活疫苗进行研究。彩色线是笔者利用麦肯锡的黑色三维图，针对中国和灭活疫苗的解读。根据这个模型：

（1）针对现有新冠病毒（其实这个很难定义，因为病毒一直在变异）或者所普通毒株，美国需要50%的12岁以上的人口接种保护力95%的mRNA疫苗，才能实现群体免疫；英国（其西欧国家类似）需要60%的12岁以上的人口接种同样保护力的疫苗；中国需要61%的12岁以上的人口接种同样保护力（95%）的疫苗。相对低效的灭活疫苗和腺病毒疫苗，无法使中国实现群体免疫（参见笔者之前的文章“无法实现群体免疫，才是灭活疫苗的最大隐患！”）。

（2）如果传染力增加40%的变异毒株（比如英国毒株）成为优势（dominant）毒株（在大部分地区代替了原来的毒株），那么上面的三维曲线图就变成如下：

那么，美国需要65%左右的12岁以上的人口接种保护力95%的mRNA疫苗，才能实现群体免疫；英国（其他欧盟国家类似）需要75%的12岁以上的人口接种同样保护力的疫苗；中国需要76%的12岁以上的人口接种同样保护力（95%）的疫苗。

（3）如果传染力增加80%的变异毒株成为优势毒株，那么上面的三维曲线图就变成如下：

那么，美国需要75%左右的12岁以上的人口接种保护力95%的mRNA疫苗，才能实现群体免疫；英国（其他欧盟国家类似）需要80%的12岁以上的人口接种同样保护力的疫苗；中国需要81%的12岁以上的人口接种同样保护力（95%）的疫苗。

很明显，如果传染力增加不少的变异毒株成为优势毒株，

（1）必须得给更多的人群接种疫苗，但是将疫苗的接种率从70％增加到80％，比从60％增加到70％，困难很多；

（2）实现群体免疫的成本会增加，实现群体免疫的时间会推迟。

更严峻的是，变种病毒的传染力的增加，会不同程度地降低过去几个月开发的疫苗或抗体治疗的功效。比如，英国的阿斯利康疫苗就对付不了南非变异毒株，辉瑞和莫德纳的mRNA疫苗对付英国变异毒株的保护力也受一定影响。上面三个曲线图都是在疫苗保护力95%的前提下得出的。

如果传染力增加80%的变种毒株成为优势毒株，而现在市面上保护力最高的mRNA疫苗针对新毒株的保护力降到75%，对12岁以上的人群进行100%疫苗接种，在任何国家也无法实现群体免疫。那将是人类更大的灾难！

因此，尽快接种优质疫苗，使整个国家早日实现群体免疫，阻断传染力大大增加的变异毒株的传播，减少病毒进一步变异的机会，杜绝超级毒株出现的可能，应该成为每个国家的国策！

实现群体免疫，是一场与时间的赛跑（a race against time）!

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作者简介：植物学家，业余写写游记、散文、科普、时评。四川石棉县人，兰州大学学士，中科院成都生物所硕士，美因茨（Mainz）大学博士，密苏里植物园研究员。现任或曾任国际主流期刊主编、副主编和栏目编辑；发表通讯作者或第一作者论文176篇；发现、发表植物新科2个、新属8个、新种228个、大型进化树30多棵；其部分研究被美、英、法主流媒体报道。

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《从中国的贫穷山沟到美国的哈佛殿堂：一家三口在中国、德国、美国的励志故事》内容简介

作者出生在四川偏僻农村。外婆、外爷被划为地主，被逼自杀。15 岁丧父。高考时，是全县唯一上了正常录取分数线的人。上大学时第一次离开县城，第一次见到火车，毕业时政审惊险过关。24岁时成为中国最年轻的《中国植物志》作者。硕士研究发表了8篇SCI论文。26岁时成为中科院那时最年轻的副研。32岁高龄开始在德国攻读博士，一家三口在德国才得以团圆。37岁时，讲一口流利德语但英语很烂，当许多早来美国的同龄人的房贷已经付得差不多时，才带着夫人和10岁的孩子从德国来到美国；在三个州搬家6次，孩子也跟着不停地换学校。面试一所大学教授位置时，不知时差而晚到一个小时而痛失良机；准备另一所大学教授位置面试时，因发生飓风而位置被取消。来美国时只能说几个零星英语单词的夫人，三年后获得硕士学位，发表数篇高质量论文。孩子高中毕业时以学校成绩第一、做义工最多和出色的领导能力考取哈佛、耶鲁和普林斯顿大学；哈佛毕业后，先后为投资人、公司创始人、合作伙伴和咨询师。

该书计划在2022年出版。正寻找出版商。

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《植物学家带你自驾游美国》内容简介

跟着植物学家游览，你会看到一个不同的世界！从美国的地理中心密苏里出发，向西北去总统山、黄石公园、宰恩公园、拱门公园、布莱斯峡谷、羚羊谷、马蹄湾，大峡谷。。。；向西南去死亡谷、红杉公园、优胜美地、金门大桥、旧金山、硅谷、石化林公园。。。；向东北去尼亚加拉大瀑布、波士顿、哈佛、MIT、纽约、华盛顿。。。；向东南去乔治亚、佛罗里达。。。；向南去孟菲斯、新奥尔良、休斯顿、小石城。。。

该书计划在2021年底出版。正寻找出版商。

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《美丽的密苏里：植物学家的散文、游记》内容简介

没到过美国的中西部，你就没来过真正的美国！地广人稀，但不乏美丽的风光和人文特色。最重要的，有植物学家当“向导”，你看到的东西大不一样，不只是多了植物、自然以及相关的很多故事！有密苏里的粉丝告诉作者，以前从来没有觉得密苏里有这么美丽！泡菜泉公园、孤鹿公园、姜生峡谷、大象石公园、巴布勒公园、密苏里植物园、欧沙克保护区、十一点河、湍流河。。。

该书将在2021年底出版。

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《植物学家的野外考察手记》内容简介

作者多年来在五大洲的20多个国家野外考察，探索人类未知的植物新种、植物多样性和演化。作者用日记真实记述了一个个植物新种的发现过程——走过泥泞的小路、穿过2米多高的草丛、蹚过湍急的河流、在几十米的峭壁上靠一根绳索攀爬、……摔伤、碰到毒蛇、被蚂蟥叮咬而血流不止、受蜱虫威胁、遭遇毒贩都是家常便饭。他也用日记真实地记述了大山中山民的真实生活，为他们的美食感叹，也思考自己可以为大山中的孩子做些什么，在见到遭破坏的生境时更是痛心疾首。对人与自然关系的深刻思考，是贯穿这本书的暗线。

该书将于2021年春天，由中国农业科学院出版社出版（北京）。

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每个人都是一本书。写下关于你自己的书吧。

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近期部分原创（关注公众号后，可查看）：

《文学城》博客：https://blog.wenxuecity.com/myoverview/76798/

2021/02/07:《新冠疫情什么时候才会结束？》

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2021/01/26:《被妖魔化的“群体免疫”和对抗疫策略的思考》

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