反反复复,新冠病毒生命力为什么如此“顽强”?

2022-04-13     于晏     17583

接受核酸疫苗mRNA疫苗,或rDNA疫苗,或灭活疫苗的接种,这三种疫苗自然的会引导人的免疫系统产生对抗病毒S蛋白的抗体及CTL,专一杀灭表达S蛋白的被感染的细胞。可是,当病毒感染的细胞,表达在细胞膜上的不是S蛋白,而是病毒的其他结构性蛋白或者非结构性的蛋白 (来自ORFs的蛋白质) ,在此情形下,能杀灭被病毒感染的细胞的CTL只能是来自接受灭活疫苗的接种者,因为灭活疫苗的成分除了含有有S蛋白之外,也包含了病毒其他结构性蛋白及非结构性的蛋白质。灭活疫苗引起的免疫反应是多样化的,对人体的保护面更全面。

F:突变对疫苗的影响 Mutation and Vaccine Efficacy

目前世界卫生组织认可的所有疫苗都是以D614病毒刺突S蛋白氨基酸排列顺序为标准,由疫苗产生的体液免疫 (抗体) 和细胞免疫,都只认识原本D614病毒的S蛋白质的结构。病毒突变后改变了原来病毒S蛋白质的结构,或者改变了氨基酸的排列顺序,多少都会影响由原来疫苗产生抗病毒的抗体及CTL的效力。

可是实际的情形并非完全如此:病毒的S蛋白是由1282个氨基酸组成,其中主要的有72个座落在RBM的氨基酸。72个氨基酸是可以引起12个重要抗体(中和性抗体 (Neutralizing antibodies) 的产生。恶劣的Delta变种在RBM部位有两个氨基酸的改变,这对疫苗产生有中和效力的抗体的影响大约是17%左右。可是疫苗引起的CTL,其功能则不会因为突変病毒的感染有显著的改变。CTL对抗的不只是座落在RBD包括RBM的氨基酸,而是病毒整体S蛋白的1282个氨基酸构成的257抗原决定簇 (257 epitopes ) ,病毒少于10个氨基酸的突变,对CTL的影响就起不了多大的作用。世卫组织也认可由中国生产的灭活疫苗,由灭活疫苗引起的体液免疫的抗体与细胞免疫反应的CTL,都能更全面性的对抗新冠肺炎病毒。

G:自然免疫 Natural Immunity

普通的冠状病毒对人类的健康是没有显著的威胁的。因为普通冠状病毒与普通流行性感冒病毒的感染症状类似;流鼻涕,打喷嚏,发微烧,咳嗽,数日内也就复原了。普通冠状病毒致病率底,平时人们也没有察觉到它们的存在。实际上冠状病毒在人类社会可能是有千年甚至万年的历史了。只是到了近代,有了细胞培养技术及器官培养技术的应用,再加上快速的核酸检测方法,许多以往不为人知的普通冠状病毒包括近期三种非常恶性的肺炎冠状病毒才渐渐地露面于世。那些能够感染人类的七种冠状病毒,其中四种是比较良性,也很普遍的流行于人类社会。据调查,似乎每一个人一生中都会有被其中任何一品种感染。这些病毒与病毒之间,它们基因的结构非常相似,它们与其他比较恶性冠状病毒 (包括SARS-CoV-2) 的基因也约有60%至85%类似之处。故此当人受到任何七种病毒的感染,人体产生的免疫反应都会在某种程度上起交叉保护作用的。

免疫系统中的体液免疫与细胞免疫,对人体有不同的保护功能与保护力度;体液免疫 (抗体) 主要的功能是预防病毒的感染。抗体是通过和病毒表面的S蛋白结合,中和了病毒,阻止病毒附属到人体细胞,防止病毒渗入细胞。细胞免疫产生的有CD4及CD8两种不同功能细胞:CD8细胞 (也称为CTL) 主要的功能是辨认及杀灭己被病毒感染的细胞。CD4的功能是分泌不同的细胞因子,通过细胞因子协调体液免疫及细胞免疫功能 (图片16) 。

反反复复,新冠病毒生命力为什么如此“顽强”?

图片16:源自 international autoimmune encephalitis society。人的免疫系统主要分为B淋巴系统与T淋巴系统。当B淋细胞(右边)受到抗原的剌激时,B淋巴球即变化成Plasma细胞,由此产生抗体。T淋巴系统可分化出CD8 CTL细胞,CTL可以直接杀死被病毒感染的细胞。T淋巴系统也分化出CD4淋巴细胞,CD4淋巴细胞分泌两种Th-1与Th-2协调免疫功能的细胞因子,Th-1协调CTL功能,Th-2协调B细胞的抗体功能。

受到病毒感染后,免疫系统都会有“记忆性的免疫细胞” (Memory B and Memory T lymphocytes) 的产生。病愈后,MB和MT细胞还会遗留在免疫系统内。遗留在体内的MB和MT淋巴细胞是有不同的寿命;以2003年的SARS-1病毒为例,SARS-1的MB细胞寿命比较短,可是MT细胞的寿命可达到12年以上。

人若再次的受到同样的病毒或者相似的病毒感染时,MB和MT都会分别被激活,同时也会大量的繁殖。激活了的MB会转变为血浆细胞 (Plasma cell) , 产生许多抗体 (图片16) 。被激活了的MT也会大量的繁殖,生产出CD8 CTL (killer T) 及CD4 T helper淋巴细胞 (图片16) 。

但是新冠肺炎病毒的感染,尤其是感染力很强的变种病毒 (比如Alpha病毒与Delta病毒) 都是由上呼吸器官开始,抗体 (包括由接种目前的疫苗产生的抗体) 及CTL在上呼吸道的防疫功能是非常衰弱的,不能控制病毒在上呼吸器官的感染及产生病变。只有当病毒往下呼吸道蔓延时,疫苗产生的抗体及CTL才能发挥作用,才能阻止病毒对下呼吸道的侵害及造成病变。这就说明了为何新冠病毒在上呼吸道的感染力随着突变越来越强,但是当病毒到下呼吸道,因为有了接种疫苗引起的抗体及CTL的保护,病毒的毒性就起不了作用了。

G1:现有的自然免疫 Existing Natural Immunity

近期科学家Alba Grifoni et al等人,研讨新冠肺炎病患者和健康人群免疫系统中的MT (对抗新冠肺炎病毒的记忆性丅细胞) 含量,他们发现到受新冠肺炎病毒感染后,100%的患者血液中含有大量的MT (对抗病毒的记忆性丅细胞) ,同时他们也很惊奇的发现到有40%至60%的普通人 (没有受过新冠肺炎病毒的感染者) 也含有抗新冠病毒的MT存在。这说明,普通人群可能是经常有接触到普通感冒的冠状病毒的感染,体内已经培养出许多能对抗新冠肺炎病毒的MT,MT随时都能保护普通人群不受到病毒严重的伤害。类似的现象也在纽约观察到;有40%的普通民众有对抗病毒的MT细胞存在。连续的,约有34%, 28%及50%的普通人群,在德国、荷兰及新加坡也有对抗新冠病毒的MT细胞的存在。

在新加坡,有一半的普通民众都含有对抗冠状病毒的“记忆性免疫细胞 (MT) ,现再加上积极的接种疫苗,新冠肺炎病毒的感染是不可怕的。

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