病毒預測丨中大研「病毒計算模型」,準確預測流行病的「進化」!

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病毒預測丨面對病毒變異,人類大多時束手無策。中大醫學院最新研發一套精準計算模型,如「天氣預報」般準確預測病毒基因演變,較目前歐美的「病毒預測模型」更精準!

撰文:Ray@Medical Inspire │ 圖片來源:shutterstock、《Nature Communications》│ 資料來源:《Nature Communications

病毒預測丨中大研「病毒計算模型」,準確預測流行病的「進化」!

流感病毒會持續出現基因進化演變,導致免疫逃脫,令已經感染過病毒或打過疫苗的人可能再次感染突變後的病毒,造成新的季節性流感高峰期。故此,世界衛生組織(WHO)通常在下一個流行季節來臨前9個月,預測病毒基因演變,為即將到來的流感季節提供建議,方便藥廠製造疫苗。現時這項工作由WHO協調全球進行,沿用由歐美研究人員開發的計算模型,惟準確性仍有待提高。

中大分析病毒基因序列建立嶄新病毒計算模型

為此,中大醫學院進行有關研究,並成功開發一套精準計算模型「beth-1」,能準確預測病毒基因演變,有助在設計流感疫苗時選擇最具代表性的病毒株。研究人員表示,該計算模型能夠如「天氣預報」般,推算病毒將出現的變異,藉此令疫苗能有效覆蓋預期將會流行的變異病毒株,加強其保護功效。有關研究詳情已於著名期刊《自然通訊》發表。

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  • beth-1較過往計算模型優勝

    該計算模型主要參考歷年「病毒基因數據」、「流行病學數據」,以及「氣象學數據」來預測病毒演變的過程。驗證結果顯示,beth-1預測的疫苗株在近九成的流感季節中,比過往當季使用的疫苗株更準確;H1N1 病毒的效力平均提高13%、對H3N2病毒的效力平均提高11%。疫苗有效性每增加5%,在美國流感季中,可免除100萬人的患病,以及2.5萬例的住院病例。

    「我們的研究結果顯示beth-1 能夠非常準確地預測病毒的基因進化,幫助選擇疫苗株,從而生產與流行病毒匹配度更高的疫苗,確保疫苗的效用。」研究論文的第一作者、中大醫學院賽馬會公共衞生及基層醫療學院博士生樓靜致

    近九成的流感季節中,比過往當季使用的疫苗株更準確
    平均降低與H1N1病毒不匹配度37.4%;與H3N2病毒不匹配度21.5%

    beth-1有助設計匹配度更高的疫苗

    研究人員續指,該計算模型可提前12至24個月預測病毒演變,準確度及預測時間都較其他預測模型優勝,並已獲WHO認可作為病毒基因演變的預測工具。研究人員表示,團隊正與內地的研究機構緊密合作,在動物實驗應用 beth-1,開發更具保護功效的疫苗。同時beth-1亦有潛力應用到其他經常出現基因變異的病毒,如新冠病毒、乙型流感等。

    季節性流感

    季節性流感(流感)是由流感病毒引起的急性呼吸道感染,在世界各地都十分常見,容易在人與人之間傳播,大多數人會在一週內自行康復;目前接種疫苗是預防流感的最佳方法。流感病毒有4種類型:甲型、乙型、丙型和丁型,甲型和乙型流感病毒傳播並引起季節性疾病流行。

    • 甲型流感病毒根據病毒表面蛋白質的組合進一步分為亞型。目前在人類中流行的是甲型(H1N1)和甲型(H3N2)流感病毒亞型。甲型H1N1也被寫成甲型(H1N1)pdm09,因為它在2009年引起了大流行,並取代了2009年之前傳播的甲型(H1N1)病毒。已知只有甲型流感病毒會引起大流行。
    • 乙型流感病毒不分為亞型,但可分為譜系。乙型流感病毒屬於乙型/Yamagata或乙型/Victoria譜系。
    • 丙型流感病毒的檢出頻率較低,通常引起輕度感染,因此不具公共衛生重要性。
    • 丁型流感病毒主要感染牛,目前尚不知道是否會感染人或導致人患病。

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