新冠肺炎再感染对疫苗意味着什么

2020-09-26 12:09:40

我们能否再次感染新冠肺炎的问题已经解决了。今年8月,基因组测序证实,香港一名33岁的男子确实第二次感染了同样的病毒。美国一名25岁男子的情况也是如此,尽管最初的案例研究尚未经过同行审查。

这加强了在整个大流行期间定期出现的早期报告。大多数在中国、中国和韩国,还有一些在美国。这些都没有在实验室得到证实,这留下了假阳性或假阴性只是混淆检测结果的可能性。在欧洲和印度,新一轮类似的轶事报道正如雨后春笋般涌现。

如果导致新冠肺炎的SARS-CoV-2病毒遵循它的冠状病毒表亲开创的先例,那么再次感染很快就会成为规则,而不是例外。几十年前的研究,以及最近在荷兰和肯尼亚合作的研究人员在2018年进行的一项详细研究中,记录了人类特有的普通感冒冠状病毒多次感染同一人的能力。

既然我们知道SARS-CoV-2也具有再感染的能力,这一研究机构可以指导我们尝试回答仍然存在的问题-即我们预计多长时间会被再次感染一次,第二次感染会引起比以前更轻微还是更严重的症状,以及这一切对我们创造新冠肺炎疫苗的能力意味着什么。

再感染的早期证据可以追溯到20世纪70年代末和80年代进行的一系列实验。健康的志愿者暴露在冠状病毒中一年,患上感冒,然后康复。当一年后再次暴露时,大多数参与者重复了这个周期-多达三分之二,就像1990年发表的一项研究中的情况一样。其中一些是我们年复一年与之抗争的冠状病毒。

肯尼亚的研究纳入了基因测序方法,证实并详细阐述了这些发现。这项研究在肯尼亚基利菲县的乡村医院和家庭中进行,在六年的时间里跟踪了多种冠状病毒在整个社区的传播情况。在感染了一种变种病毒的人中,近30%的人经历过第二次感染,而大约10%的人后来感染了第三次-至少有一人被感染了四次。有些人在第一次诊断后短短三个月内就再次感染了病毒,而在这些再次感染中,病毒载量实际上增加了,这一数字令人惊讶。

如果新冠肺炎再次感染成为常态,大多数人会像抵御其他感冒一样经受住病毒的侵袭。你得到了它,一段时间后你的身体就会忘记它,让你很容易被它回来。关键的区别是季节性感冒病毒很少会导致致命的疾病,而新冠肺炎的致死率是1-5%,这取决于受它影响的人的健康状况。

为什么再感染在冠状病毒家族中持续发生,我们不知道。但越来越清楚的是,我们在初次感染期间和之后对病毒建立的防御似乎相对较快地消退-这种消失的行为对我们在更长一段时间内实现所谓的群体免疫的前景来说并不是一个好兆头。我以前写过,作为一种策略,指望群体免疫力是鲁莽和无效的。我们必须记住,豁免权不是身体可以随意开关的开关。它由一系列复杂的反应和相互作用组成,很难观察和分离。有一套机制是与生俱来的,并且不断地在发挥作用,无论眼前的威胁是什么。另一种是适应性的,在相遇的瞬间产生化学物质,以特定的方式攻击特定的入侵者。

对再感染的一个潜在解释是,人类冠状病毒善于篡改我们的适应性免疫,确保我们对病毒的长期反应不像许多其他病毒那样强大或持久。维持这种势头有两种防御机制,特别是杀伤T细胞和B细胞(产生抗体的浆细胞)。当病毒感染时,一种名为IgM的抗体会在一到两周内出现。IgM抗体动员起来对抗病毒,然后在接下来的几个月里开始消失。感染清除两到三周后,就会出现IgG抗体。

对于许多病毒,包括那些导致大多数儿童疾病的病毒来说,相当高的IgG抗体水平会持续多年。这不是人类冠状病毒的情况。1990年的研究是除了再感染外,最早监测抗体水平的研究之一。虽然在初次感染后的三周内检测到了上升,但在三个月内急剧下降。对康复的SARS和MERS患者的长期研究也发现,抗体反应在两到三年的时间里有所下降。

由于几个月的深入研究,我们现在对SARS-CoV-2特异性引发的抗体反应有了相对清晰的了解。那些没有症状的人产生的抗体水平很低,有时甚至检测不到,即使病毒已经清除。在很大程度上,研究表明,这些抗体的浓度迅速下降,这表明没有症状的人可能最容易再次感染。那些生病的人,特别是那些重病的人,会产生更多的抗体,并持续更长的时间-乍一看,这一结果似乎也提供了更好的保护。

然而,肯尼亚关于地方性人类冠状病毒的研究提供了相反的证据,这可能被证明适用于SARS-CoV-2。在一些患者中,研究发现,高抗体水平实际上加强了感染,而不是预防或缓解感染-留下了这样的可能性,即没有人,无论他们的初次感染的性质如何,都不会完全安全地免受再次感染。不同人口之间也可能存在差异。虽然大多数研究都发现,抗SARS-CoV-2的抗体会随着时间的推移而消退,但本月初发表在《新英格兰医学杂志》(The New England Journal Of Medicine)上的一项冰岛研究发现,在接受调查的数千人中,超过90%的人在最初诊断出SARS-CoV-2四个月后仍携带抗体。

疫苗一旦注射,并不能保护身体免受感染。取而代之的是,他们为免疫系统配备了一个复杂的警报系统-每当入侵的病毒触发警报时,该系统就会触发强有力的快速反应。经过疫苗训练的免疫记忆细胞,一旦警报响起,就会立即动员起来,使人体能够在几天内(而不是几周)瞄准并清除病毒。这种短路入侵者生命周期的过程对于我们小时候接受的许多疫苗,包括麻疹、腮腺炎和脊髓灰质炎来说,都是典型的-而且是成功的。这些疫苗模仿自然免疫反应,以产生对再次感染的长期免疫,在某些情况下是终身免疫。

然而,对冠状病毒的自然免疫反应要复杂得多。由于病毒确实有充分的证据证明能够再次感染我们,我们可以有相当的信心推断,从长远来看,自然免疫力不会保护我们免受它的攻击。基于我们对新冠肺炎和整个冠状病毒的免疫力所知,如果我们要创造一种安全、有效和长期保护的疫苗,新冠肺炎疫苗的开发者-以及那些将排队领取疫苗的人-必须考虑三个问题。

第一个问题是,任何免疫力,无论是自然免疫还是疫苗介导的,都会持续多久。第二个也是更困难的问题是,在某些情况下,强大的免疫反应是否可以促进未来的感染,如果再次感染确实发生了,它是否会增加而不是减少体内的病毒数量。第三个也是最后一个问题涉及冠状病毒在已经感染过一次的人身上重建感染的机制。一种可能是它们使我们的记忆细胞失活--相当于切断了警报器。这就是麻疹病毒在第一次感染时所做的事情:特异性地瞄准并杀死记忆B细胞。目前,冠状病毒是否如此尚不清楚。

如果SARS-CoV-2在再次感染时不能消除记忆反应,那么疫苗开发或多或少就有了一条明确的前进道路。随着时间的推移,我们可能不得不创造新一代的疫苗,因为抗原漂移,就像我们对流感所做的那样。除了我们可能不得不在免疫力减弱的情况下重新接种疫苗这一事实,除非

关于新冠肺炎和人类冠状病毒的具体情况,我们还有很多不知道的地方。此时此刻很清楚的是,再感染和驱动它的机制是这一谜题的关键部分-我们不能遗漏一个,在我们努力将这个精灵放回瓶子的过程中,它将在未来几个月和几年里困扰我们的努力。