● 張維容、林庭瑀／台大公共衛生學院預防醫學與流行病學研究所博士後研究員
● 賴昭智／台北市立聯合醫院仁愛院區主治醫師
● 任小萱／台北醫學大學口腔醫學院博士後研究員
● 嚴明芳／台北醫學大學口腔醫學院教授
● 陳秀熙／台大公共衛生學院預防醫學與流行病學研究所教授
近期全球疫情因受到新型變種病毒株—Omicron的威脅而再次升溫，許多國家又開始升高NPI防疫作為，而探究其中原因究竟是疫苗覆蓋率不足？疫苗失效？亦或是疫苗突破性感染？在疫苗施打下，此新型變種病毒株—Omicron為何能造成疫情再次流行，本文將針對Omicron變種病毒的傳播與特性予以解析。
▲香港大學公布的Omicron變種病毒顯微鏡下成像。（圖／翻攝澎湃新聞）
疫苗不敵變種病毒？
以色列自去年年底因疫情嚴峻而開始大規模施打疫苗（見圖一），在3月時，兩劑疫苗施打率已高達50%，使得疫情在當時Alpha變種病毒流行時也慢慢地受到有效控制，然而在4月至8月間，疫苗施打率卻開始趨緩，兩劑疫苗施打率僅提升至約60%，加上後續Delta變種病毒入侵及NPI鬆綁的情形下，以色列迅速爆發新一波疫情，使得該國政府開始追加第三劑疫苗後，疫情才又有所控制。
而在其他國家也可見類似情況，前期疫苗施打率皆大幅增加，疫情也確實有受控情形，然而在六個月內，兩劑接種率仍未達80%，使得這些國家後續也又爆發新一波疫情，並也紛紛採取第三劑政策。歸納造成這些國家新一波疫情的主要可能原因為：
（1）由於疫苗施打保護力可能於6個月後有所降低且兩劑疫苗施打不足80%以至未能達到群體免疫情況，
（2）變種病毒侵襲下，發生免疫逃逸情形，因此對於兩劑疫苗施打率未達80%國家，應盡速提升疫苗施打率，以預防後續新一波疫情的發生。
▲圖一、以色列疫情及疫苗施打率。（圖／作者團隊提供）
Omicron變種病毒棘蛋白解譯
目前在有限的研究證據認為：
（1） Omicron的傳播力更強更快，且康復者再次感染的風險增加；
（2）因棘蛋白上69-70位點的缺失（與Alpha病毒），因此在目前Delta盛行的情況下，透過PCR檢測在基因定序前便能提前偵測出Omicron變種病毒；
（3）由於目前發現Omicron在棘蛋白上出現36個變異點，可能使疫苗產生免疫識別逃脫而降低疫苗之效益；
（4）因口服抗病毒藥物作用機轉不在棘蛋白上，因此抗病毒口服藥可能仍有效。更多研究證據仍在進行中。
▲Delta病毒（左）與Omicron病毒（右）。（圖／翻攝自COG-UK）
Omicron變種病毒有許多變異點與Alpha、Beta、Gamma及Delta變種病毒相同，如：
（1）使傳播力變強的D614G、P681H及N501Y；
（2）棘蛋白基因陰性（S gene target failures, SGTF）能使PCR快速偵測該變異點（與Alpha相同）；
（3）使疫苗產生免疫識別逃脫而降低抗體保護力的K417T、S477N、T478K及E484K。
此外Omicron變種病毒更因有H655Y、N679K及P681H變異點更加強化傳播力，由南非定序確診個案中可看到Beta變種病毒在病毒出現後100天才達50%病例，但Omicron僅花12天且不到25天便高達9成，由此可見Omicron變種病毒傳播力可能比其他變種病毒來得更強。
Omicron棘蛋白基因陰性（S gene target failures, SGTF）
過去曾經肆虐全球的四大天王病毒株中，Alpha病毒因擁有H69/V70缺失變異點而有較高的傳染性，並可能影響檢測工具的準確性，而此H69/V70缺失也是最近於全球擴散的Omicron變異株所擁有的特色之一；由於此H69/V70缺失點特性與其棘蛋白基因序列改變，使得PCR檢測時棘蛋白S基因會呈現陰性，也稱為棘蛋白錯誤率（S gene target failures, SGTF），透過棘蛋白基因陰性可協助偵測盛行變異株，過去於英國的經驗中，自2020年10月陰性率3%至2020年12月98%，可知Alpha株在英國2020年底開始成為主要變異株；而後英國持續利用棘蛋白基因檢測，於2021年5月起棘蛋白基因陰性比例被陽性比例所取代，因此偵測到新流行變種Delta病毒（Davies et al., Science, 2021）。
▲Omicron來襲，使得全球各國開始升高NPI措施。（圖／路透社）
另外，美國多倫多也利用2020年12月至2021年3月棘蛋白核酸基因檢測的資料，發現棘蛋白S基因呈現陰性個案在這期間快速成長（成長率1.45），相對較高於陽性個案成長率0.97，並因此監測新病毒種Alpha於2021.03開始盛行（Brown KA et al., JAMA., 2021）；由於Omicron 變種也具有H69_V70突變缺失點，因此也可利用棘蛋白S基因檢測陰性與陽性（Delta變種）比例，快速偵測Omicron變種病毒的盛行。
Omicron變種病毒增加再感染風險
由南非於2020年3月至今年11月底之最新研究報告發現，其境內發生再感染之比例隨著Omicron變種病毒的擴散有急遽增加的趨勢，因此該篇研究將其疫情趨勢分為四波流行，分別去比較各波相對風險值。
第一波於2020年6月至8月，第二波於2020年12月至2021年1月中，其主要盛行株為Beta變種病毒，而第三波疫情則是因Delta變種病毒於今年5月中至9月大幅肆虐而造成的，近期第四波則是由於Omicron變種病毒於境內擴散而產生的。
研究顯示，與南非第一波的病毒原始演化株（D614G）相比，第二波（Beta變種病毒）和第三波（Delta變種病毒）初次感染的危險增加，但未觀察到再感染危險相應增加，兩者分別下降25%（95%信賴區間:3%-41%）與29%（95%信賴區間:8%-44%）的再感染風險，也無免疫逃逸的證據；但統計今年11月1日至11月27日的「第4波」，相對第一波的相對風險值顯著增加，增加了1.39倍（95%信賴區間:0.88-2.11）的風險，說明Omicron變種病毒確實有增加免疫逃識的可能，進而上升再感染風險，須特別留意。（Juliet R.C. Pulliam, et al., 2021. Preprint.）
從Omicron變種突變點看新冠肺炎流感化軌跡
通過SARS-CoV-2 棘蛋白S1突變演化樹得知，Omicron於棘蛋白S1上的突變數遠多於其它VOC變種病毒，如Alpha及Delta。
因此部分研究者推斷Omicron可能非從早期VOC演化而來，並提出幾點其可能源起方式：
（一） Omicron可能從一個幾乎沒有任何監測、定序的地區族群中演化而來，
（二） 可能從一個長期慢性感染COVID-19患者身上孕育而出，
（三） 可能過去已在非人類物種中演化，近期又從該物種傳回人類。
然而無論從何演化而來，由於其突變處比過去VOCs還多，因此對於其對於免疫逃逸或傳播力影響應仍持續加速監測及研究，以防範造成更大一波流行。（Kupferschmidt, Science, 2021）
Omicron變種病毒與盛行全球的Delta變種相比突變位點更多且主要突變位置為與人體細胞結合相關的棘蛋白。
若進一步將Omicron突變位點與過去已知病毒株相比較，與Alpha、Beta、Gamma、Delta皆有重疊更是具有26個過去未出現的新突變。
其中特別的是ins214EPE位點突變，是在214蛋白質位點由RNA重組模板轉移機制（見圖二），插入EPE密碼子，而插入的片段經研究過後發現為普通感冒的HCoV 229E冠狀病毒，推斷可能是由於宿主同時感染普通感冒又感染新冠肺炎，進而在細胞進行病毒複製過程中相結合，因此Omicron變種除了原始的新冠肺炎病毒之外也加入了一般感冒病毒遺傳片段。
此亦代表著新冠肺炎開始出現流感化的軌跡，加入這段片段之後，Omicron可能具有更強如感冒一般更強的傳染力，但同時也可能減弱了新冠肺炎的症狀，未來仍需持續進行觀察。（Venkatakrishnan et al, OSF Preprint, 2021）
▲圖二、 ins214EPE: RNA重組模板轉移機制。（圖／作者團隊提供）
Omicron防疫新啟示
Omicron是否會造成後續社區流行，取決於四大因素：
（1）病毒變異點造成傳播力、免疫逃脫及病毒量增加、
（2）各國NPI不一致、
（3）疫苗覆蓋率區域不平均及
（4）疫苗效益的時效性。
首先，對於疫苗施打較早的歐美國家，以美國為例，第二劑施打從1月開始漸漸加速，而疫情也隨之漸漸受到控制，並於6月時施打率增長至近50%，但其成長卻也同時開始趨緩，至12月時，僅提升至60%左右，而由於這樣未持續加速接種疫苗再加上疫苗時效性及變種病毒免疫逃脫影響，導致美國近期疫情再起，而在許多歐美國家也可見此情形。
然而在面對Omicron的威脅的防疫措施與經濟發展之間的權衡亦是目前重要的問題。因此應盡速加強第三劑來防止新一波疫情發生。
而台灣境外移入亦受到全球疫情影響，其中有61%的境外移入個案為疫苗突破性感染個案，而從疫苗突破個案施打疫苗情形分布中得知，發生最多疫苗突破個案的疫苗施打組合為接種兩劑科興者，這也同時表示可建議入境旅客應以施打完整兩劑且高效益疫苗為主。以下歸納五點關於Omicron防疫的新啟示：
1、傳播力強及病毒量高：傳播途徑多樣化，可能透過飛沫、接觸甚至是空氣傳播
2、免疫逃脫會影響疫苗效益之時效性產生突破性感染：對於疫苗施打兩劑超過6個月的醫護人員、機組人員、其他高風險者族群，應加強施打第三劑
3、↑69-70 缺乏（S蛋白基因缺乏）：應善用RT-PCR檢測及快篩試劑早期找出隱性感染
4、境外防疫策略：由台灣突破性感染狀況可知，由於疫苗施打不完整所產生的個案仍占據超過三成的境外移入個案，因此可考慮鼓勵入境旅客接種（1）至少兩劑且（2）高效益疫苗
5、Omicron病毒新變異Ins214EPE：COVID-19流感化軌跡出現，對於後續傳播力及症狀仍需進行持續監測
參考文獻
1. Brown KA, Jones A, Daneman N, et al. Association Between Nursing Home Crowding and COVID-19 Infection and Mortality in Ontario, Canada. JAMA Intern Med. 2021;181(2):229–236.
2. Davies NG, Abbott S, Barnard RC, Jarvis CI, Kucharski AJ, Munday JD, Pearson CAB, Russell TW, Tully DC, Washburne AD, Wenseleers T, Gimma A, Waites W, Wong KLM, van Zandvoort K, Silverman JD; CMMID COVID-19 Working Group; COVID-19 Genomics UK (COG-UK) Consortium, Diaz-Ordaz K, Keogh R, Eggo RM, Funk S, Jit M, Atkins KE, Edmunds WJ. Estimated transmissibility and impact of SARS-CoV-2 lineage B.1.1.7 in England. Science. 2021 Apr 9;372(6538):eabg3055.
3. Juliet RC, Cari S, Nevashan G et al. Increased risk of SARS-CoV-2 reinfection associated with emergence of the Omicron variant in South Africa. medRxiv. 2021.
4. Kupferschmidt K. Startling new variant raises urgent questions. Science. 2021 Dec 3;374(6572):1178-1180.
5. Venkatakrishnan, AJ, Praveen Anand, Patrick Lenehan, Rohit Suratekar, Bharathwaj Raghunathan, Michiel J. Niesen, and Venky Soundararajan. 2021. “Omicron Variant of Sars-cov-2 Harbors a Unique Insertion Mutation of Putative Viral or Human Genomic Origin.” OSF Preprints. December 3.
熱門點閱》
► 1218公投》陳冠安／正方拉警訊 決勝要催出「關鍵20%」
► 1218公投》戴興盛／燃氣發電仍有碳排？標舉最高理想恐換來「原地踏步」
● 以上言論不代表本網立場，歡迎投書《雲論》讓優質好文被更多人看見，請寄editor88@ettoday.net，本網保有文字刪修權。
我們想讓你知道…Omicron的出現代表著新冠肺炎開始出現流感化的軌跡，未來仍需持續進行觀察。