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感染新冠病毒后能否获得免疫保护?

已有 2228 次阅读 2020-6-8 08:55 |个人分类:科学普及|系统分类:科普集锦| 免疫保护, 抗体, 细胞免疫, 新冠病毒, 恒河猴

感染新冠病毒后能否获得免疫保护?

 

第一次感染新冠病毒(SARS-CoV-2会使人对第二次感染产生免疫吗?感染新冠病毒后能否使人获得免疫保护?

这个问题是人们对当前新冠病毒大流行最关心的问题之一。因为这个问题也可马上直接联系到另一个极端重要的问题:当前全球正热火朝天地研发的各类新冠病毒疫苗是否能使人获得免疫保护?即新冠病毒疫苗研制成功的可能性有多大?

相关的免疫反应是适应性adaptive免疫,它在第一次接触病原体时始,并在第二次接触同一病原体时防止再次感染和病。在第一次暴露过程中,辅助性T细胞能察觉到在入侵的病原体表面一种或多种蛋白质(抗原)的存在,并释放各种信号,最终刺激B细胞分泌对抗这些抗原抗体。然而,抗体只构成了一半的适应性免疫反应。另一半细胞介导的免疫,也同样重要,其作用至少是能激活白细胞,使之有能力破坏摄入的微生物和细胞毒性T细胞,从而直接杀死被感染的靶细胞。

5月20发表在《JOURNAL OF GENERAL VIROLOGY普通病毒学杂志》上的一篇综述参考文献1),作者总结了一些最近获得的有关抗体对新冠病毒感染反应的数据。他们将这些数据与已知的抗体对其他六种引起人类感染的冠状病毒的反应进行比较。

这些病毒包括四种地方性季节性流行的人类冠状病毒NL63、229E、HKU1和OC43,以及中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)SARS冠状病毒(SARS- COV)

大多数儿童在六岁时产生了针对四种季节性冠状病毒抗体。然而,这种抗体免疫力可能会随着时间的推移而减弱,因为这些病毒导致成人急性呼吸道疾病22-25%。

即便如此,在成年人中感染会导致低病毒滴度,通常只导致轻微疾病,这表明大多数感染者至少从童年起就保留了一些免疫记忆。

一项对人类志愿者的研究表明,15名成年人接种了229E病毒10人发生了感染,其中8人出现了临床症状。所有10名受感染的志愿者都产生了具有中和作用的抗体,这意味着他们不仅与病毒抗原结合,还灭活了病毒,防止了新细胞的感染。

这些中和抗体在感染后三周达到顶峰,然后稳定下降,直到在一年后达到基线水平。当之前感染的受试者在一年后故意再次感染相同的冠状病毒时,66%的人感染了病毒,但没有人出现临床症状,这表明他们有足够的免疫记忆来预防疾病。

同样,对MERS-CoV和SARS-CoV的研究表明,初次感染这两种病毒会产生总结合抗体和中和抗体,而这两种抗体在感染两到三年后会下降到可检测的最低水平。

迄今获得的大部分新冠病毒抗体数据与其他已知冠状病毒观察到的数据一致,大多数感染者在出现症状10-14天后可检测到抗体。一个研究中国住院患者抗体反应的小组用三种不同的试验方法测量了这些反应。

第一个试验检测了针对新冠病毒剌突 spike蛋白受体结合区域RBD的总抗体,第二个试验检测了针对同一抗原的IgM,第三个试验检测了针对新冠病毒核蛋白IgG。

IgM抗体出现在抗体介导免疫的早期阶段,通常与抗原结合非常强烈,经常与其他非特异性抗原发生交叉反应。IgG抗体出现较晚,比IgM特异性更强,对入侵的病原体提供了大部分基于抗体的免疫。结果显示,93%的患者在发病后约11、12、14天产生总抗体,83%产生IgM, 65%产生IgG。越来越多的研究显示出类似的结果。

确定第一次感染是否使受试者对第二次感染产生免疫反应的金标准攻击(challenge试验,在该试验中,以前的感染者被有意地重新感染同一病原体。大多数专家认为,针对危险病原体的人体攻击试验是不道德的,因此这些试验通常在非人灵长类动物身上进行。

据《科学(Science)》杂志520的研究论文报告(参考文献2),恒河猴身上进行的一项这样的研究表明,所有感染了新冠病毒恒河猴都免于第二次感染。抗体和T细胞反应均介导这种保护作用,并在轻度临床疾病或无疾病的情况下得到证实。尽管猕猴不是人类,但它们的免疫反应通常与人类相似,可以为人类免疫提供重要的启示或旁证

尽管大多数人类和动物研究表明,暴露于新冠病毒会引发强烈的免疫反应,但有些人在感染后似乎不会产生抗体。这种异常可能是由于现有抗体测试方法的不准确,可能缺乏足够的特异性和敏感性。此外,还有许多不同的测试方法没有相互校准,这可能进一步导致结果不一致。目前可用的检测方法也不能区分总结合抗体中和抗体,这一差异可能对免疫评估和是否已实现免疫的结论产生重大影响。

在本次大流行期间,公众对免疫的关注一直集中在抗体上。这在一定程度上是因为T细胞比抗体更难测量,因此不太可能在评估之前暴露过的个体的免疫力方面发挥重要作用。

由于一个充分平衡的免疫反应同时需要抗体和T细胞参与,目前没有理由认为感染新冠病毒不能提供至少某种程度的T细胞免疫。

理想的免疫反应是消毒式(sterilizing的,即它能完全杜绝新的感染。不过,考虑到新冠病毒目前在一些人中的致死率,即使是一种不能完全杜绝感染但能预防严重疾病的低水平免疫反应也会受到欢迎。即对免疫力的评估不是二元对立的,甚至部分免疫也有可能挽救一条生命。这就正如当前的流感疫苗的有效率只有60%上下,不能完全杜绝感染,但普遍使用流感疫苗能显著降低流感导致的总体死亡率

当前我们能得到的基本结论是:所有感染了新冠病毒的恒河猴都免于第二次感染的结局在人类重现的可能性极大,新冠病毒疫苗成功的概率极大。但这种免疫保护能持续多少年,是否能达到100%的完全保护,则还有待根据未来事态的发展来判断。目前试验中的不同种类的疫苗的保护效果也可能各不相同,可能还需要在应用实践中不断改进。不同疫苗之间的竞争可能会持续相当长的时间。

参考文献:

1. The dynamics of humoral immune responses following SARS-CoV-2 infection and the potential for reinfectionJOURNAL OF GENERAL VIROLOGY 20 May 2020 https://doi.org/10.1099/jgv.0.001439 

2. SARS-CoV-2 infection protects against rechallenge in rhesus macaquesScience, 20 May 2020 https://science.sciencemag.org/content/sci/early/2020/05/19/science.abc4776.full.pdf



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