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金冬雁教授:后疫情时代的公共卫生新视野——我们为下一次大流行作好准备了吗?| 深度观点
Back10 Feb 2023 | 深度观点
大家好,我分享的题目是《后疫情时代公共卫生的新视野:我们为下一次的世界大流行做好准备了吗?》
首先,我会和大家一起回顾一下2020年初的情况。然后,我会重点分享新冠病毒是如何从世界大流行向地方性流行转化的。再次,我会讲到大家关心的突破性感染与二次感染问题。最后,我想利用疫苗与抗病毒药研制过程中的一些启迪,对后疫情时代中国的公共卫生及医疗、新药和疫苗的研究如何发展,提供一些个人的看法。
2020年初的真实情况
首先,我要把大家带回2020年初。彼时,香港大学发表了全世界第一篇关于新冠病毒和新冠病毒疾病的论文。这篇论文是我们袁国勇院士团队的陈福和教授和其他教授的研究结果,可以说是一个里程碑式的工作。第一,它提供了第一个新冠病毒人传人的证据;指出新冠病毒在家庭内感染率非常高,攻击率达到了83%;第二,它指出新冠病毒的致病性相对较弱,大部分是轻症或中等症状;第三,它还发现某些病人出现腹泻症状;第四,还有一个最重要的发现,即该病毒可以无症状传播。这个里程碑式的工作是袁教授团队在2020年1月完成的。2020年1月3日出现第一个病人,不久后送到香港大学深圳医院,我们顺藤摸瓜,从七个病人中找出来六个感染者,其中一位感染者完全没有症状。七个人中唯一没有受到感染的小女孩,主要是因为全程戴着口罩。
这件工作由袁教授团队一位非常年轻的陈福和老师完成,他是一位优秀的临床医师,同时也是一位优秀的临床病毒学家。我经常对报考香港大学研究生的同学讲述这个故事。在2020年1月,全香港、全中国、全世界找不到另一个团队,有这个勇气和视野,同时还有这个能力,能够在这么短的时间内完成这件工作。这些同事24小时不眠不休,在2020年1月初的两个星期内完成了这一重大工作,为当时整个国家作出传染病政策的重大转向,提供了唯一一个关键性的科学证据。这说明什么呢?我们香港大学在国家面临关键时刻的时候,做了医师和学者应该做的事情。我们不是说贬低我们的同行,其他地方这么多学者没有一个能够做出这样的工作,这也是说我们整个系统什么地方出了问题。也说明了我们香港大学以及香港大学深圳医院的价值。我们完成的这一工作,拯救了数以千计、数以万计的生命。有一位领导讲过:“如果没有袁教授的工作成果,我们的北京、上海、广州全部都是武汉。”这就说明了其重大意义。
另外,我们把镜头拉回到2020年初,这件工作由临床医师跟科学家通力合作,一条龙完成,证明整个疫情里,科学非常非常重要。尊重科学、尊重科学家是一个重要信息,香港大学的价值正在于此。包括我们港大ICB,也是希望提供这样一个条件,能够为大家去做我们的份内之事。
从世界大流行到地方性流行
新冠病毒自2020年至今,正在从世界大流行走向地方性流行。上面的左图,说明它怎样从海啸般的世界大流行开始,随后每一年流行幅度大幅降低,第二波还略高,以后持续在低谷波动,这样一个情形是在混合型免疫力的情况下出现的。
在这一次新冠疫情里,我们研制出非常好的疫苗,但光靠疫苗还是不够,我们需要疫苗,也需要自然感染,两者共同作用以提供更好的保护,使人群免受再次感染。如果问什么方式能最好地防止再次感染、二次感染呢?那就是自然感染,其次才是疫苗。我们现在有了吸入性和喷鼻式疫苗,这些疫苗是模仿自然感染的,也能提供相类似的防感染作用。但我们常用的mRNA疫苗和灭活疫苗提供不了这个作用,它们防止重症和死亡,同时还有一定的屏障作用,可以防止受了感染以后再次传播病毒传给他人。在综合作用下,我们有可能出现地方性流行,地方性流行跟海啸式的世界大流行幅度相差几乎是十倍。
香港现在是我国最安全,最不可能暴发新冠疫情的城市。第一,自然感染提供了很好的黏膜免疫,所以重复感染率一直低于5%。第二,疫苗两针,三针接种率非常高,到12月初,两针接种率在全人群达到92.9%,三针达到82.6%。我的同事杜启泓教授检测了香港人群抗RBD最强的中和抗体,发现2月份数据只有50%,所以有可能发生海啸式流行;但从5月到现在,该数据一直维持在90%以上。我们还采取了一定的社交距离措施,例如现在,大家相聚于《新格局 新征程 新视野》活动现场,我们也都戴着口罩。第三,香港市民文明程度较高,感染者大部分居家隔离。第四,很重要的一点,我们建立了行之有效的特效药机制。香港特区政府大量储备了口服抗病毒药(Paxlovid),同时建立机制,为所有高危感染者第一时间处方,给予一个疗程5天的口服抗病毒药。所有60岁以上老人及60岁以下有1种以上基础病的人士,都可以免费从医师处得到一个疗程的药品。从5月以来,我们的实时有效繁殖率(Rt)一直维持在1.5以下,所以出现一传十、十传百的超级传播的机会非常小。但同时也有一个隐忧,80岁老人接种率三针只有67%,小童接种率也低了一些。
5月以来,香港疫情的特点是:第一,有效繁殖率(Rt)很低,小于1.5,多数情况在1.2以下,很多时候在1以下。第二,感染人数少,基本少于3%,至少低于5%。第三,一波疫情里的总感染人数少,少于25%的人口。第四,最重要的,重症死亡率非常非常低,一直都在0.2%以下,大部分感染者都是轻症和无症。第五是一个重要信息,接种科兴疫苗后,死亡率大大降低。复必泰疫苗的效果就更好了。第六,我们正在使用的特效药Paxlovid,在65岁以上的年龄组可减少66%-81%的死亡,减少60%住院。
我们现在看一下亚洲和其他国家地区的疫情走势。从香港的数据可以看到,2月到4月经过一波流行之后,后来的流行情况跟最初相差很远。越南、俄罗斯、美国的情况也与此相近。新加坡和中国台湾地区例外,因为新加坡和中国台湾地区是主动开放的,开放后第一波疫情不够高,社区里有很多人没有受到感染。中国台湾地区从5月份开放到2023年1月,一直都有一定程度的流行;新加坡有一波比较大的流行,后面两波跟它相比,规模也减小了,但没有减得那么明显。这种情况说明新加坡跟中国台湾地区把曲线拉平,把海啸期峰值压低,然后延长,这样医疗机构的压力是大大减轻的。但它的疫情时间比较长,对于居民的心理承受能力也是一个考验。
疫情的基本规律,从中国香港地区、越南、美国、俄罗斯、韩国、法国来看,都是经过一波大的海啸式流行以后,至少在一年以内,不会再有相当规模的流行。
同样的规律也可以在欧洲各国所见。图上是欧洲各国的数据,第一行是确诊数。第二行是65岁以上人群的确诊数,然后是医院入院率、病床占有率、ICU入院率和ICU占有率,最后是死亡率。大多数欧洲国家,名列其上的有瑞典、西班牙、斯洛文尼亚、罗马尼亚、葡萄牙、波兰、挪威、荷兰,他们基本都是一次很大的海啸式流行以后,全年维持非常平稳的趋势。我们中国的大城市经过了这一波海啸以后,一定也是同样的规律。
详细看一下比利时的情况,它从年初大高峰以后,所有数据基本持平。9月份时,现在北京流行的毒株BF.7,在比利时占比较多,达到25%,但比利时的9月感染数据并没有特别升高,而且有效繁殖率(Rt)一直维持在1.2,说明这个病毒在比利时并未广泛传播。尤其重症和死亡率没有提升,还是非常低。
再看新加坡的情况,新加坡的XBB1在9月份占到77%。第一张图上的三次峰值,第一个是BA.2,第二个是BA.5,第三个是XBB1。但是我们看底下的图,这一条线是医院入院率,可以看出非常低,ICU占有率与死亡率也非常低,比之前还少了30%。所以,即使XBB1毒株在新加坡占了绝对的优势比例,但并没有引起更严重的疫情。
美国的情况也非常类似,从2022年初的一次大流行以后,数据一直都非常平稳。虽然过程中经历了BA.5,后来又经历了BQ.1和BQ1.1.1,现在XBB1占据了40%比率,但该数据还是低于BQ。在这种背景下,它的确诊和死亡数据是下行的,入院数非常平稳。说明XBB1.1.5毒株虽然在美国占了相当高的比例,但并没有引起更严重的疫情,这是一个非常重要的事实。
美国科学家把德尔塔和奥密克戎流行期的新冠死亡,还有新冠的全因超额死亡这两个数字做了比较。将2022年奥密克戎流行时期和2021年德尔塔流行时期的数据,与2015-2019年没有疫情时候的死亡数据进行比较,发现很多重要的信息。第一,美国是全世界新冠死亡数字最高的,但如果把美国的各州情况分开,十个疫苗接种率最高的州和十个接种率最低的州,数据相差非常远。德尔塔时期是86.6比28.1。超死率也有很大的差别。奥密克戎时期,接种最好的十个州超死率是28.7,接种最不好的十个州超死率是57.3,这是指每十万人的新冠死亡数字。说明接种疫苗非常重要,疫苗接种得好,就跟其他欧洲国家相近了。
在奥密克戎流行期,欧洲国家无论新冠死亡率还是全因超额死亡率都相当低;亚太五国(日本、新加坡、韩国、新西兰、澳大利亚)奥密克戎时期的新冠死亡率和超额死亡率也非常低。欧洲的超额死亡率统计甚至很多是负数,例如比利时是负2.2,英国是负4.2,德国是负0.2,荷兰是负1.8。这意味着这些国家内,奥密克戎流行期的整体死亡数甚至比2015-2019年的常规死亡数还要少,这也是一个重要信息,说明奥密克戎疫情中,如果我们充分发挥疫苗和抗病毒药的作用,发挥医疗体系照顾病人的能力,是可以把疫情控制得非常好的。欧洲各国和亚太五国都是我们的榜样。
突破性感染与二次感染
讲讲大家比较关心的二次感染和突破性感染的问题。新冠病毒的二次感染是我的同事、香港大学微生物系主任杜启泓教授发现的。该二次感染的发现病人是无症状患者,特点是中和抗体很快升高,在两天、三天、最多五天之内就升得非常高,升高以后传染性逐步下降,症状改善,病程缩短,病毒载量较低,排病毒的周期也较短。
国际上的研究也说明,无论是突破性感染还是二次感染,跟初次感染相比,病毒载量大大下降。根据Ct值来说,基本下降1-3.8,整体病毒的载量会低很多。
中国流行得非常广泛的一篇论文,是美国一帮键盘侠所作,之所以称其为键盘侠,因为他们不看病人,也不做实验,专门做数据工作。他们统计了美国65岁以上,有三种以上基础病的退伍军人群体,这个群体的一次感染、二次感染、三次感染里有多少个严重事件。入院、打吊瓶或者死亡都计入严重事件范畴。但这个统计是累计计算的,所以二次感染的数量肯定比一次感染多,三次感染的数据肯定要比二次感染多。有人说,这个研究即使换成流感病毒或其他呼吸道病毒,只要使用累计计算,同样也是这个结果。同时,这个统计面向65岁以上、有多种基础病的人群,得出的结论不能推广到所有普通人和全人类群体。这肯定是不对的。但他这个工作有没有意义呢?也有意义,至少我认为有两点意义:
第一个重要信息,虽然大多数人群的再次感染都是轻症,但是65岁以上的群体即使再次感染,也要服用paxlovid口服抗病毒药,这样是比较保险的。
第二个重要信息,65岁以上的老人群体即使感染了,也还应该注射加强针疫苗,大大减少再次感染的机会。这个统计的意义就在于此。统计结果不代表所有人群的再次感染率,更不意味着再次感染在所有人群里都有更严重的后果。实际上,普通人的二次感染机率很小,5%以下,即使发生了,症状也多数是轻症而非重症。
“金仓鼠”是我们陈福和教授建立的非常好的模型,两位很年轻的同事完成了这一工作。我们用奥密克戎和德尔塔两种病毒,同时感染小鼠与金仓鼠两种动物,也感染一些细胞,观察哪一种会占据优势。我们把此前从来没有接触过新冠病毒的金仓鼠叫做“处女金仓鼠”或“幼稚金仓鼠”,在这个群体里,占优势的是德尔塔病毒。如果换成打过疫苗的仓鼠群体,占优势的则是奥密克戎。这意味着奥密克戎能够实现免疫逃避,但它为了拥有免疫逃避的能力,降低了其复制能力,在没有感染过新冠病毒的仓鼠群体里,奥密克戎的传染性比不过德尔塔。奥密克戎与生俱来就是一个弱毒株,毒性、毒力、致病性都大大减弱,这是一个不会改变的基本规律。
我们在工作中也发现,同样一个突变,如果把免疫逃逸的能力增加,它的复制能力会降低;如果增加复制能力,它的免疫逃逸能力就会降低,这两个能力是向相反方向变化的。同样一个突变,它不可能既拥有免疫逃逸能力,又拥有复制能力,这样的情况从来没有发现过。
图中是科兴疫苗和复必泰疫苗在香港防感染的效果对比。这个工作有局限,因为我们刚打完第三针,马上就发生了大海啸,如图所见,这是短期疫苗的效果。一针疫苗都不打,受感染的机会大概是40-50%;如果打了三针科兴灭活疫苗,感染率大概是9-10%;三针复必泰疫苗的感染率大概是5%。香港第五波疫情里的突破性感染是非常高的,达到82%,其中18%的人没有打过疫苗。有一些人认为不打疫苗更好,并不是这样,不打疫苗的感染率是50%,打了三针科兴是10%,打了三针复必泰是5%。
新冠疫苗的研制
讲一下新冠疫苗的研制。过去的脊髓灰质炎病毒,首先使用灭活疫苗,后来使用减毒活疫苗,这是二十世纪最伟大的科学成就,现在脊髓灰质炎几乎消灭了。保护性免疫中,最重要的是中和抗体;然后是细胞免疫与免疫记忆;还有一个很重要的部分叫作黏膜免疫,就是防感染的。自然感染能够同时产生黏膜免疫和全身免疫,既防感染也防重症。
肌肉注射的mRNA疫苗和灭活疫苗可以保护我们在感染新冠病毒后不得肺炎、没有重症、不死亡,但是保护感染的效果差一些。如果使用吸入式疫苗,再加上肌肉注射疫苗,就比较接近自然感染的效果。疫苗注射以后,中和抗体会随着时间流逝而下降。新冠疫苗最重大的成就是mRNA疫苗。mRNA疫苗技术中,很重要的是脂质纳米颗粒技术,该技术是美国科学家在过去研究RNA药物的时候使用的,是一个几十年的长期积累。
mRNA疫苗和灭活疫苗能够降低死亡率。一针不打的人群,死亡率2%;两针复必泰疫苗人群的死亡率是0.06%、三针0.03%、四针0.11%;两针科兴疫苗人群的死亡率是0.37%、三针是0.24%、四针是0.28%。科兴疫苗在保护重症死亡方面,跟mRNA疫苗都有一定的作用,但它相对弱一些。香港大学陈鸿霖教授研制了以流感为蓝本的喷鼻疫苗,这是他十多年研究的结晶,从基本思路到最后的研制,十多年科研成果用到新冠疫苗上,最近获得了紧急批准,这也说明了长期积累的作用。
后疫情时代,mRNA疫苗的成功是疫苗研制一个最伟大的成就,但它是长期积累的结果,不是腾空出世。它的关键技术,包括mRNA免疫、脂质纳米技术都是在其他RNA药物研制里逐渐成熟的。所以临渊羡鱼不如退而结网,我们在后疫情时代能做的就是加强基础研究,扶持转化研究,同时厚积薄发。
新冠口服抗病毒药的研发
新药研究也是同样的道理。Paxlovid是蛋白酶抑制剂,Molnupiravir是RNA聚合酶和校正酶的抑制剂,我们对HIV感染的每一步认真研究、认真了解都产生了新的药物。新冠病毒也需要我们对它感染周期的每一步有更深的认识,才能产生新的药物。我的同事孙红哲教授和袁硕峰博士集中研究解旋酶的抑制剂,也发现有非常好的效果,跟瑞德西韦非常相近,现在正在内地和香港做临床研究。
根据以色列的研究结果,辉瑞的抗病毒药Paxlovid能够在65岁群组内减少死亡81%,减少住院66%;在40-64岁群组则没有差别,没有作用。美国是把所有群组混在一起,不管是否注射疫苗,各个年龄组都服用这个药物,他的统计结果是减少住院51%。现在,香港给60岁以上和60岁以下有一种基础病的人群提供Paxlovid。新冠药物的研制从艾滋病毒的药物研究里吸取了大量养分,也需要长期的积淀和各种平台技术的应用。而且新药研制以对新冠病毒复制和感染的认识为基础,也体现了我们现代转化医学的重要特点。
我总结一下。随着病毒致病性减弱,群体混合免疫力形成,新冠病毒感染从世界大流行转变成地方性流行。最后一站就是中国,我们正在实现转变。地方性流行的特点是有效繁殖率很低、传染性低、感染人数少、重症死亡非常少。只要不出现致病性超高的新变种——这是极低概率事件——全球的新冠疫情即将走向终结。
新冠药物、新冠疫苗的研制和成功,说明必须长期积累,才能在关键时刻发挥作用,后疫情时代中国医疗的创新发展,还是要加强基础研究,加强应用基础研究,特别是创新技术平台的建设。
到底全球大流行能不能够在早期被阻断,这是值得讨论的。动态清零是不可以持续的,大海啸迟早都要来。控制传染病最关键的还是要尊重科学,尊重常识。新冠病毒还会来、还会走、还会有重症、还会有死亡,我们所能达到的,就是使我们的社区、我们的社会生活、我们的经济尽量不受新冠病毒的影响。就像流感跟普通感冒一样,新冠病毒也会变成一个地方性流行的常见呼吸道传染病,在将来的若干年里,还是会跟人类共存。
我的分享就到这,谢谢大家。
Q&A
主持人:谢谢金教授的精彩演讲!听声音也知道,金教授身体不是很舒服,但是非常支持我们,来到现场分享了非常详细的研究结果,也让我们大开眼界,真的非常感谢。我们收到一些线上观众提问。有一个观众的提问,您刚才也有提及,即:如何保护有长期基础病的60岁以上的老人群体?
金冬雁教授:我们提到三个防线。第一个防线是应该尽快批准mRNA疫苗,尽快批准针对奥密克戎,特别是BA.4、BA.5毒株的疫苗,这是我们一再向政府呼吁的。在没有这个疫苗的情况下,老人一定要打三针、四针的灭活或序贯免疫疫苗,包括吸入式疫苗。打好疫苗是第一道防线,第二道防线是我们一再向国家呼吁,应该大量储备辉瑞的抗病毒药Paxlovid,建立一个公平的、透明的派发机制,老人一旦抗原阳性,马上就派发药物。第三道防线是保护医院,一定要把医院里的感染人群和非感染人群分隔开来,减少传染率,降低死亡率。
主持人:三道防线需要我们尽量去推进和坚守,谢谢金教授。也有观众问到,之前打了三针科兴,12月底刚刚感染了新冠轻症,还需要打疫苗吗?如果真的打,选哪种比较好一些呢?
金冬雁教授:如果已经受到了自然感染的60岁以下群体,你可以选择去打疫苗或是不打疫苗。如果不想再次感染,可以现在去打,再次注射疫苗对免疫力刺激的程度是比较强的,所以最好还是序贯免疫,现在打一些蛋白质亚单位疫苗。吸入式的疫苗因为你已经经过自然感染,应该不再需要了。
主持人:所以吸入式的疫苗反而是不需要了?
金冬雁教授:对,应该是打蛋白质疫苗。
主持人:好,谢谢。有朋友问到,感染跟人口的密集是不是有关系呢?人多了感染率会比较高一些吗?
金冬雁教授:一定是。
主持人:所以戴口罩还是可以防止感染的。
金冬雁教授:虽然不能完全防止奥密克戎感染,但是戴口罩还是能大大减少感染率。如果戴N95口罩,当然可以防护得更好。
主持人:明白。有朋友问到,新冠相关的药物研制方面,您觉得我国处于什么样的水平呢?
金冬雁教授:刚才我讲过了,真的要做新冠药物,是需要长期积累的。我们跟世界水平至少差15年以上,现在我们做的只是跟在人家后面,学习人家的研究成果。所以需要我们对现实有一个清醒的认识,要加强基础研究,加强平台建设,才能够迎头赶上。
主持人:谢谢,我也希望可以迎头赶上。有一位观众提到,如果他买不到辉瑞的药,第二选择应该是什么?默沙东、VV16、阿兹夫定等等,您有什么建议吗?
金冬雁教授:买不到Paxlovid,印度仿制药的作用是完全等同的,其他的也会有一些作用。
主持人:有一个很基础性的问题。刚才您也提到可能新冠疫情走向终结了。我们想问,如果按照您的推算,大概什么时候能够结束?或者结束的定义是什么?我们什么时候可以说疫情结束了。
金冬雁教授:刚才我讲过,结束是指还会有新冠、还会有重症、还会有死亡,但是进入了地方性流行。中国是最后一个进入地方性流行的国家,等中国的疫情结束以后,这一波大海啸式的、世界性流行的新冠疫情就非常非常接近结束了。
主持人:所以根据您刚才的分享,大海啸之后出现大量感染的机会就非常低了。
金冬雁教授:非常少。
主持人:谢谢金教授,从您的分享里面我看到两个字,“希望”,非常惊喜的希望。大家也收获良多。我们很快进入第二场的演讲,非常感谢金教授。
金冬雁教授:谢谢。
*本文整理自金冬雁教授在“ICB新视野”活动演讲录音
文中图片来自讲者PPT