除了抗体,对冠状病毒的免疫反应也很复杂。

2020-07-17 08:02:52

归根结底,在当前的大流行之后,社会要想恢复到某种表面上的正常状态,唯一的方法就是达到一种称为群体免疫的状态。这就是相当大比例的人口获得对SARS-CoV-2的免疫力的地方-无论是通过感染还是通过疫苗-以至于大多数接触病毒的人已经对它产生了免疫力。这将意味着感染率将放缓并最终消失,从而保护整个社会。

鉴于这是我们的最终目标,我们需要了解免疫系统是如何应对这种病毒的。我们所知道的大部分是基于我们对感染人类的其他冠状病毒的了解和对SARS-CoV-2的抗体反应的组合。但现在,关于T细胞反应的数据正在涌现,这表明它们的反应更加复杂:持续时间更长,基础更广,包括与之前冠状病毒感染的反应重叠。这对长期保护的前景意味着什么仍不清楚。

SARS-CoV-2是已知感染人类的七种冠状病毒之一。其中一些病毒,如SARS和MERS,最近才跳到人类身上。虽然比SARS-CoV-2更致命,但幸运的是它们在人与人之间传播的效率较低。这些病毒似乎会在感染后引发持久的免疫反应。这与四种冠状病毒形成鲜明对比,这四种冠状病毒在人类中广泛传播,会导致感冒症状。这些病毒诱导的免疫力似乎持续不到一年。

我们还不太了解SARS-CoV-2的免疫反应。通过跟踪抗体的产生,可以清楚地看到,许多感染者确实有很强的免疫反应,但很多人远不是所有人--在反应水平上有很大的变化无常。这种可变性与不同患者之间新冠肺炎的严重程度有很大的差异。一个令人担忧的领域是,对SARS-CoV-2的抗体反应似乎迅速下降。

然而,抗体反应只是免疫系统防御病原体的一部分。抗体通常识别驻留在病毒表面的蛋白质,因为制造抗体的细胞暴露在这些蛋白质中。但是第二类细胞,称为T细胞,有一种不同的识别病原体的方式。T细胞依赖于一个所有细胞都使用的系统,该系统从它们正在制造的蛋白质中提取小片段,并将它们呈现在细胞表面。由于该系统的工作方式,它有可能识别更多由病毒制造的蛋白质-而不仅仅是病毒表面的蛋白质。

(一些吞噬病原体的免疫细胞也会以同样的方式将蛋白质碎片放在它们的表面。)。

一旦到了那里,任何识别这些小片段蛋白质为外源蛋白的T细胞都可以做出各种反应,从激活它们的同类免疫细胞到杀死制造外源蛋白的细胞。研究T细胞的反应更具挑战性,因为它是基于细胞,而不是抗体,抗体是蛋白质。但这样的研究对长期免疫力同样重要。

为了研究T细胞反应,新加坡的一组研究人员专注于病毒内部的蛋白质,或者只在病毒感染的细胞中使用的蛋白质,因此不是抗体反应的主要焦点。为了检查对这些蛋白质的反应,研究人员制作了一组15个氨基酸长的蛋白质片段,这些片段共同跨越了蛋白质的整个长度。然后,他们收集了从新冠肺炎康复的人,从最初的非典康复的人,以及那些从未接触过这两种病毒的人的血细胞。

这些碎片被汇集在一起,与血细胞混合,以确定其中是否有T细胞对它们产生反应。通过缩小池的范围,研究人员能够识别T细胞正在应答的特定片段-因此也就是它所来自的蛋白质的特定区域。这一反应是通过检查T细胞产生的一种免疫信号分子的水平来记录的。

一个潜在的令人放心的发现是,17年前接触过原始SARS病毒的人仍然有对病毒片段有反应的T细胞。这是正确的,尽管对这种病毒的抗体反应在几年后通常已经消退。不那么令人惊讶的是,最近患过新冠肺炎的人也有对病毒蛋白质片段有反应的T细胞。

但是,T细胞对非典型肺炎和新冠肺炎病毒片段有一个显著的反应特征:它们中的许多都是相同的。虽然SARS-CoV-1和SARS-2是不同的病毒,有着不同的进化历史,但它们的许多蛋白质仍然非常相似。(这可能是因为它们继续执行相似的功能,因此存在着反对变化的进化压力。)。结果,根据SARS-CoV-2蛋白制成的几个片段恰好与SARS-CoV-1的等效蛋白相同。因此,识别这些片段中的一个的T细胞可以识别这两种病毒-即使它来自只接触过一种病毒的患者。

这为这项研究最令人惊讶的结果奠定了基础。从未接触过任何一种SARS病毒的参与者也有一些识别SARS-CoV-2蛋白片段的T细胞。并不是每个非暴露组的参与者都是如此,只有大约一半的人有这些反应性T细胞。但同样,这主要是基于细胞对SARS-CoV-2和导致普通感冒的病毒之间相同的蛋白质片段的反应。

大部分,但不是全部。有两个例外-两个蛋白质片段看起来不像感冒病毒,但能引起未接触过的参与者的T细胞的反应-研究人员很难解释它们。他们唯一的暗示是,其他病原体碰巧有一小段看起来像这样的蛋白质。关于他们的T细胞识别三种蛋白质中的哪一种,各组之间也存在差异,但这些差异的意义尚不清楚。

那么,这是否意味着普通感冒可以潜在地保护我们中的一些人免受新冠肺炎的伤害呢?根据这些结果,我们无从得知。与SARS-CoV-2相比,先前暴露于引起感冒的冠状病毒似乎能诱导对不同蛋白质的反应。也没有迹象表明针对普通感冒病毒的抗体与SARS-CoV-2有交叉反应。单凭T细胞的反应就足以抵御病毒吗?我们不知道。

与此同时,这种反应只存在于从未接触过病毒的一小部分人中,这一事实可能会解释新冠肺炎症状严重程度的一些差异。这里显然还有很多工作要做。

以T细胞为基础的免疫的重要性对于理解明显高度可变的抗体反应以及一旦SARS-CoV-2感染被清除后它可能很快消失的迹象也是至关重要的。这项研究表明,在这个小群体中,T细胞的反应是一致的和强烈的。对SARS患者的平行研究表明,这种反应的持续时间也比基于抗体的免疫反应长得多。因此,如果它足以提供保护免受再次感染,那么我们就可以少担心不稳定的抗体反应。再说一遍,我们还不知道。

这也可能对疫苗的开发产生影响,疫苗往往专注于中和抗体的生产。

所有这些都意味着迫切需要更好地了解T细胞对SARS-CoV-2的反应。考虑到研究T细胞是多么具有挑战性,这是不幸的。