梅根·兰尼(Megan Ranney)医生从2月份开始在急诊科治疗这种疾病的患者以来,对新冠肺炎有了很多了解。
但有一个问题她仍然无法回答:是什么让一些病人比其他病人病得更重?
兰尼说,年龄增长和潜在的医疗问题只能解释这一现象的一部分,他曾看到年龄、背景和健康状况相似的患者遵循截然不同的轨迹。
布朗大学(Brown University)急诊医学副教授兰尼(Ranney)问道:为什么一个40岁的人病得很重,而另一个人甚至不需要住院?
具有挑衅性的新研究显示,在某些情况下,一些人--尤其是男性--会屈服,因为他们的免疫系统受到友军炮火的打击。研究人员希望这一发现将帮助他们为这些患者开发有针对性的治疗方法。
在《科学》杂志上的一项国际研究中,在近1000名患上危及生命的肺炎的新冠肺炎患者中,有10%的人携带有抗体,这些抗体可以使称为干扰素的关键免疫系统蛋白质失效。这些抗体被称为自身抗体,因为它们攻击身体本身,在663名轻度或无症状的新冠肺炎感染者中根本没有发现这些抗体。在1227名健康患者中,只有4人有自身抗体。这项研究是由Covid人类基因研究组织领导的,该组织包括40个国家的200个研究中心。
圣地亚哥斯克里普斯研究中心(Scripps Research)负责研究的执行副总裁埃里克·托波尔(Eric Topol)博士没有参与这项新研究,他说,这是自疫情爆发以来,我们对免疫系统了解到的最重要的事情之一。这是一个突破性的发现。
在同一团队的另一项《科学》杂志的研究中,作者发现,另外3.5%的危重患者的基因发生了突变,这些基因控制着与病毒对抗有关的干扰素。第二项研究的主要作者张谦(音译)说,考虑到人体有500到600个这样的基因,研究人员有可能发现更多的突变。
哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院(Columbia University‘s Mailman School of Public Health)感染与免疫中心副研究员、病毒学家安吉拉·拉斯穆森(Angela Rasmussen)表示,干扰素是人体抵御感染的第一道防线,发出警报并激活一系列抗病毒基因。
没有参与这项新研究的拉斯穆森说,干扰素就像一个火警和喷洒系统集于一身。
实验室研究表明,一些新冠肺炎患者体内的干扰素受到抑制,这可能是由病毒本身造成的。
洛克菲勒大学圣贾尔斯人类遗传学传染病实验室的研究员张说,干扰素对于保护身体免受新病毒的侵袭尤其重要,比如人体从未遇到过的冠状病毒。
当你感染新型冠状病毒时,你的身体应该到处响起警报声,张说。如果你不发出警报,到处都可能会有大量的病毒。
值得注意的是,患者没有对病毒产生自身抗体。相反,抗体研究的主要作者、洛克菲勒大学(Rockefeller University)研究员保罗·巴斯塔德(Paul Bastard)说,他们似乎甚至在大流行开始之前就已经接种了疫苗。
Bastard说,由于研究人员不明白的原因,在患者感染新冠肺炎之前,自身抗体从未造成问题。不知何故,冠状病毒或其引发的免疫反应似乎已经启动了它们。
Bastard说,在Covid之前,他们的情况是沉默的。他们中的大多数人以前都没有生病过。
伯格利说,他现在想知道,抗干扰素的自身抗体是否也会增加感染其他病毒的风险,比如流感。在他的研究中,有些患者过去曾患过流感,我们正在研究自身抗体是否会对流感产生影响。
约翰·霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院(Johns Hopkins Bloomberg School Of Public Health)的分子微生物学和免疫学教授萨布拉·克莱因(Sabra Klein)说,科学家们早就知道,病毒和免疫系统是一种军备竞赛,病毒会进化出逃避免疫系统的方式,甚至抑制免疫系统的反应。
抗体通常是免疫系统的英雄,保护身体免受病毒和其他威胁。但有时,在一种被称为自身免疫性疾病的现象中,免疫系统看起来很混乱,会产生自身抗体。这会发生在类风湿性关节炎(抗体攻击关节)和1型糖尿病(免疫系统攻击胰腺中的胰岛素产生细胞)等疾病中。
虽然医生不知道自身免疫性疾病的确切原因,但他们观察到,这种情况通常发生在病毒感染之后。随着人们年龄的增长,自身免疫性疾病越来越常见。
在另一个意想不到的发现中,研究中94%的自身抗体患者是男性。在患有危及生命的新冠肺炎肺炎的男性中,约有12.5%的人有干扰素自身抗体,相比之下,女性的这一比例为2.6%。
克莱恩说,考虑到自身免疫性疾病在女性中更常见,这是意想不到的。
克莱恩说:我研究病毒感染的性别差异已经有22年了,我不认为任何研究自身抗体的人会认为这会成为新冠肺炎的风险因素。
克莱恩说,这项研究可能有助于解释为什么男性比女性更容易患上新冠肺炎的重病并死亡。
她说:你会看到更多的男性在30多岁时死去,而不仅仅是80多岁。
耶鲁大学医学院(Yale School Of Medicine)免疫生物学教授岩崎明子(Akiko Iwaaki)指出,X染色体上有几个涉及免疫系统对病毒反应的基因。
女性有两份这种染色体,每个基因也有两份。岩崎说,这为女性提供了后备,以防基因的一个副本出现缺陷。
然而,男性只有一份X染色体。因此,岩崎说,如果X染色体上有缺陷或有害基因,他们就没有其他的基因副本来纠正这个问题。
博格指出,研究中有一名女性产生了自身抗体,她患有一种罕见的遗传疾病,她只有一条X染色体。
科学家们一直在努力解释为什么男性因新冠肺炎住院和死亡的风险更高。当这种疾病首次在中国出现时,专家推测,男性感染该病毒的风险更大,因为他们比中国女性更有可能吸烟。
克莱因说,研究人员很快注意到,西班牙的男性也更有可能死于新冠肺炎,尽管那里的男性和女性的吸烟率大致相同。
克莱恩说,专家们假设,男性在公共场合戴口罩的可能性比女性低,而且更有可能推迟就医,因此男性面临的风险可能更高。
但男性和女性之间的行为差异只能提供部分答案。科学家说,雌激素可能会以某种方式保护女性,而睾酮可能会让男性面临更大的风险。克莱恩说,有趣的是,最近的研究发现,肥胖对患有新冠肺炎的男性的风险要比女性大得多。
克莱恩说,研究表明,女性出现长期新冠肺炎症状(持续数周或数月)的可能性是女性的四倍,包括疲劳、虚弱和一种被称为脑雾的精神错乱。
她说:作为女性,或许我们挺过了难关,死亡的可能性也更小,但我们也有这些长期的并发症。
Klein在读完这些研究后说,她想知道因其他病毒(如流感)而患重病的患者是否也含有使干扰素失效的基因或抗体。
克莱因说,在流感中没有证据表明这一点。但我们还没有看过。通过新冠肺炎,我们可能已经发现了一种非常新颖的致病机制,我们可以发现这种致病机制存在于许多疾病中。
可以肯定的是,科学家们说,这项新的研究只解决了为什么患者的结果会有如此大的差异这一谜团的一部分。
研究人员表示,一些患者可能因之前接触过其他冠状病毒而受到保护。病情严重的患者也可能吸入了更高剂量的病毒,比如反复接触受感染的同事。
尽管医生们一直在寻找疾病结局和血型之间的联系,但研究得出了相互矛盾的结果。
Bastard说,筛查患者的干扰素自身抗体可以帮助预测哪些患者更有可能病情严重,他也隶属于巴黎Necker患病儿童医院。测试大约需要两天时间。他说,巴黎的医院现在可以根据医生的要求对患者进行筛查。
尽管危及生命的新冠肺炎患者中只有10%有自身抗体,但我认为我们应该对所有入院的人进行检测,巴斯塔德说。否则,我们就不会知道谁有患这种严重疾病的风险。
博格说,他希望他的发现能带来拯救生命的新疗法。他指出,人体会产生多种类型的干扰素。给患者一种不同类型的干扰素--一种不受基因或自身抗体影响的干扰素--可能会帮助他们击退病毒。
事实上,周四发表在《柳叶刀呼吸医学》杂志上的一项针对98名患者的初步研究发现,吸入型干扰素有好处。在这项由行业资助的英国研究中,随机分配接受干扰素β-1a治疗的住院新冠肺炎患者恢复到足以恢复正常活动的可能性是其他患者的两倍多。
伦敦帝国理工学院(Imperial College London)研究员内森·佩弗-斯马贾(Nathan Peiffer-Smadja)博士表示,研究人员需要在一项规模更大的研究中证实这些发现。他没有参与这项研究,但撰写了一篇随附的社论。未来的研究应该检测患者血液中的基因突变和抗干扰素自身抗体,看看他们的反应是否与其他人不同。
Peiffer-Smadja说,吸入干扰素可能比注射形式的药物效果更好,因为它直接输送到肺部。虽然注射版本的干扰素已经被用于治疗其他疾病多年,但吸入版本仍处于实验阶段,还没有商业化。
Peiffer-Smadja说,医生目前应该对干扰素保持谨慎,因为世界卫生组织领导的一项研究发现,注射形式的干扰素对新冠肺炎患者没有任何好处。事实上,接受干扰素治疗的患者有更高死亡率的趋势,尽管这一发现可能是偶然的。在病程后期给予干扰素可能会鼓励破坏性的免疫过度反应,称为细胞因子风暴,在这种反应中,免疫系统比病毒造成更大的破坏。
根据美国国立卫生研究院(National Institutes Of Health)的研究数据库Clinicaltrials.gov的数据,在世界各地,科学家们已经启动了100多项干扰素临床试验。
医生们说,在更大规模的研究完成之前,混蛋的发现不太可能改变他们治疗新冠肺炎的方式。
重症监护医学会(Society Of Critical Care Medicine)主席刘易斯·卡普兰(Lewis Kaplan)博士说,他根据患者的症状治疗,而不是根据他们的风险因素。
卡普兰说,如果你有点不舒服,你会得到一点照顾。你病得很重,你得到了很多照顾。但是,如果Covid患者患有高血压、糖尿病和肥胖症,我们不会说:他们有危险因素。让我们把他们送进重症监护室吧。