抑制干擾素歲月靜好，讓台灣廣傳的病毒更會傳染 原本在泛科學
2020 年初，SARS 二世冠狀病毒（SARS-CoV-2）從中國傳播到世界各地以後，發展出許多不同品系，有些傳染力更為強大，如今正在台灣廣傳，英國誕生的 B.1.1.7（WHO 稱為 Alpha）便是一種。
病毒入侵宿主細胞，主要依靠表面的 S 蛋白質（spike protein），它對細胞受器間的親和性相當重要，已知 S 蛋白質某些突變能增加傳染力。不過其它蛋白質的改變，也可能影響。
新研究指出 B.1.1.7 新型病毒，進入細胞後可以拮抗先天免疫反應，贏得茁壯的時間，從而增加傳染力。
入侵人體，佔領上呼吸道和下呼吸道！圖／[參考資料 1]
細胞 vs 病毒：干擾素的先天免疫
人類的先天免疫系統非常複雜，作為外敵入侵時的第一線防禦，在適應性免疫（後天免疫）啟動後仍扮演重要角色。眾所皆知的白血球、巨噬細胞都屬於先天免疫戰隊，而這兒的先天免疫反應主要和「干擾素」有關。
病毒進入細胞後一但被識破，細胞會分泌第一型干擾素（type I interferon）到外頭，刺激自己外部的受器，啟動一連串應變機制對抗入侵的小壞壞。
由於是細胞自己影響自己，不是接受外來訊號，可謂細胞自發性（cell-autonomous）的反應，所以即使病毒已經入侵，只要一開始能壓制住，細胞也有機會恢復。當然病毒也不會坐以待斃，發展出許多反制手段。
干擾素干擾病毒，病毒干擾干擾素
病毒感染細胞後，干擾素啟動的免疫體系非常複雜，牽涉很多分子和傳訊線路。干擾素會干擾病毒的複製，病毒卻也能干擾干擾素的作用。
細胞偵測到病毒入侵後，干擾素啟動的免疫反應非常複雜，而 SARS 二世冠狀病毒的不同蛋白質（ORF3a、NSP1、ORF6 等紅字），可以影響許多部分。圖／[參考資料 1]
SARS 二世冠狀病毒非常適應人體，從一開始武漢的原版病毒便已經如此。而一年半後的研究得知：
除了 S 蛋白質的親和性很好以外，病毒進入細胞後，至少還有 10 種蛋白質會影響干擾素的免疫防禦。
一個人的免疫力是先天遺傳，與後天經驗綜合的結果。不同人的干擾素及其他免疫反應不一樣，能部分解釋不同人感染後嚴重程度、傳染能力的區別。假如剛好契合，病毒的殺傷力或傳染力就會更強，反之亦然。
之前研究便指出，干擾素缺陷會增加重症的機率。
不同人的遺傳有別，先天免疫反應有差，可能影響 SARS 二世冠狀病毒感染的嚴重性。例如右上的干擾素受器缺陷，以及攻擊干擾素的自體免疫抗體。圖／[參考資料 1]
而各種突變，也會造成病毒間的差異；有些遺傳組合，會導致更高的傳染力或殺傷力。
傳染力增強的英國總加速師
一年下來，SARS 二世冠狀病毒平均一個月累積 2 到 3 處改變，但是也觀察到少數案例，短時間內累積大量變異，可謂「總加速師」。擁有大量突變的病毒不一定比較強，但是激烈競爭下，強者更容易脫穎而出。
2020 年底，英國、南非、巴西這三個疫情嚴重的地區，以及幾個月後的印度，各自有傳染力增強，配備大量突變的總加速師崛起。
英國的 B.1.1.7、南非的 B.1.351、巴西的 P.1，和印度的 B.1.617.2，最近分別被 WHO 稱為 Alpha、Beta、Gamma、Delta，屬於「高關注變異株」（Variant of Concern，簡稱 VOC）。
SARS 二世冠狀病毒入侵細胞的過程。圖／[參考資料 1]
英國總加速師最初在 2020 年 9 月被察覺，隨後存在感迅速增加，成為英國的主流型號，又入侵世界各地。
定義上，和親近的同類相比，它共有 23 處新突變，6 處不影響氨基酸；17 處影響蛋白質（因此常說是 17 處改變），其中 14 處改變氨基酸，3 處是刪除，少掉短短一段序列。
英國總加速師的殺傷力是否增加，不同分析見解不一，不過公認傳染力明顯變強。S 蛋白質上的變異對病毒入侵有所幫助，現在知道，其他蛋白質的改變也為病毒帶來正面影響。
病毒入侵歲月靜好，干擾素現世安穩
為了比較不同病毒感染的差異，研究者以源自肺部表皮的 Calu-3 細胞株，體外培養測試不同款病毒。和總加速師比較的對象，是英國更早流行的 2 款病毒：IC19 和 VIC。
英國總加速師 B.1.1.7 遺傳序列變異的位置。圖／[參考資料 2]
觀察得知，被總加速師感染的細胞，干擾素 interferon-β（IFN-β）的表現量降低，另外干擾素的免疫效果也變差。兩款前輩中，IC19 也能弱化干擾素的效果，或許是因為它和總加速師的 S 蛋白質都具有 D614 變異，而 VIC 沒有 D614G。
病毒感染後造成什麼影響？分析細胞中的 mRNA、蛋白質表現量，發現多種受到干擾素調控的下游基因（interferon stimulated gene，簡稱 ISG）表現量下降，和預期一致。
有趣的是，分析蛋白質磷酸化程度，得知感染後 10、24 小時兩個時段，磷酸化在早期大幅減低，後來卻恢復原狀。催化蛋白質磷酸化的酵素稱作激酶（kinase），磷酸化程度的改變與激酶有關，顯然也受到病毒影響。
歸納起來，SARS 二世冠狀病毒感染細胞後，會抑制細胞本身先天免疫的作用，讓病毒安心複製，而英國總加速師在這方面更進一步。
加量病毒拮抗蛋白質，弱化先天免疫
總加速師更能抑制干擾素，主要和 2 個非結構性蛋白質有關：Orf9b、Orf6。和前輩相比，Orf9b 的表現量大幅增加，Orf6 小幅增加，它們都能拮抗先天免疫反應。
進一步釐清，影響這些蛋白質的相關突變，似乎不會改變能力，而是增加它們的表現量；拮抗效果增強是由於量變多，而非品質更佳。
增加 Orf9b 基因表現量的一個因素，是旁邊 N 基因的 D3L 突變；Orf6 仍不清楚。除此之外，N蛋白質（nucleocapsid）的表現量也小幅上升，應該也有一同抑制先天免疫的效果。
病毒的 Orf9b 與人類的 TOM70 可以直接結合。圖／[參考資料 2]
病毒的 Orf9b 會影響人類的 TOM70，此一蛋白質是個粒線體受器，牽連干擾素啟動免疫反應的鏈條。Orf9b 上的 S50、S53 兩處位置能直接結合 TOM70，干擾它的作用，弱化先天免疫反應。
病毒的蛋白質 Orf9b 假如被磷酸化，就無法影響 TOM70。感染早期細胞的磷酸化程度降低，使得 Orf9b 可以干擾 TOM70，維持歲月靜好；而感染 24 小時後磷酸化恢復，Orf9b 失去抑制先天免疫的效果，不再現世安穩。
時間上的切換，讓研究者有一個大膽的想法。
沒有被磷酸化的 Orf9b 可以結合 TOM70，拮抗先天免疫反應；磷酸化的 Orf9b 則失去影響力。圖／[參考資料 2]
病毒感染後，先靜後動，提升傳染力
病毒一開始入侵細胞時，希望的是歲月靜好，免疫系統不要吵不要鬧，病毒才能安心增殖。但是隨著病毒增加，下一階段要離開細胞，才能繼續收割新的韭菜。
「先靜後動」的脈絡下，不同時段 Orf9b 的改變很有道理。感染早期不要磷酸化，不啟動干擾素，缺乏免疫反應，病毒趁機悶聲發大財。一天後磷酸化恢復，細胞開始炎上，發炎狀態更有利病毒向外傳播。
「延遲免疫反應」是 SARS 二世冠狀病毒的適應法寶。即使只是武漢的原版病毒，宿主細胞被入侵後，往往也太慢啟動免疫機制，抑制病毒複製。而英國總加速師，更進一步強化這方面的技能，符合其感染者平均較晚出現症狀，也延長傳染時期的觀察。
英國總加速師感染細胞後，Orf9b、Orf6、N 的基因表現量比同類更高，拮抗干擾素先天免疫的能力更好，延遲免疫反應炎上的時間，增加傳染力。圖／[參考資料 2]
現世不安穩，適應的其他可能性
由此可知，傳染力增加不只和 S 蛋白質有關，其他遺傳改變也可能有幫助。然而，就算病毒的傳染更厲害，我們還是可以減少人與人的連結，降低接觸的機率。病毒再強，碰不到人也是沒有用的！
另外我們也可以思考，病毒至少有 10 種蛋白質，能弱化人體細胞本身的干擾素免疫力；英國總加速師更突出其中幾種的角色，只是一條可能的路徑。
其他款傳染力變強的病毒，是否也遵循類似的邏輯？理論上可行，卻還沒有出現過的套路，也許會在未來現身？認識病毒變強的原因，可以找到方法協助細胞抵抗病毒嗎？
英國、南非、巴西總加速師，以及感染雪貂的 WARS，各種 S蛋白質突變組合的影響：
Effect of natural mutations of SARS-CoV-2 on spike structure, conformation, and antigenicity
英國、南非總加速師，S蛋白質結構改變的影響：
Structural basis for enhanced infectivity and immune evasion of SARS-CoV-2 variants
德國的感染者的狀況，症狀輕重、病毒量高低、感染日程等等（8% 感染者傳染力很強）；還有英國總加速師的差異（病毒量約為 10 倍）：
Estimating infectiousness throughout SARS-CoV-2 infection course
WARS無症狀感染者，會傳染，隔離14天可以拖到傳染高峰過去
1. Schultze, J. L., & Aschenbrenner, A. C. (2021). COVID-19 and the human innate immune system. Cell.
2. （尚未正式發表）Evolution of enhanced innate immune evasion by the SARS-CoV-2 B.1.1.7 UK variant
3. How a rampant coronavirus variant blunts our immune defences
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