文/陳根
從新冠疫情暴發(fā)至今,一個(gè)明顯的變化是,新冠病毒的變異朝著傳播力越來(lái)越強(qiáng),而危害性卻越來(lái)越弱的方向發(fā)展。這就使得如今全球范圍內(nèi),雖然新冠病毒的感染人數(shù)依然居高不下,但危重癥病例和重癥病例卻較之前大幅降低。
當(dāng)前,針對(duì)危重癥病例和重癥病例進(jìn)行針對(duì)性預(yù)防與治療已經(jīng)成為對(duì)抗新冠疫情的新思路。其中,已知病情的嚴(yán)重程度與體內(nèi)炎癥息息相關(guān),劇烈的炎癥又是導(dǎo)致患者出現(xiàn)呼吸窘迫及全身多器官衰竭的元兇。不過(guò),關(guān)于新冠病毒是如何點(diǎn)燃人體內(nèi)的炎癥風(fēng)暴卻尚未知曉。
人們?nèi)匀徊恢酪咔榈拿魈鞎?huì)是什么,是與病毒共存,還是真正消滅新冠病毒。但在那之前,盡可能降低新冠病毒感染的重癥病例,有效救治新冠病毒感染的重癥病例,已經(jīng)成為一種必然的舉措。
炎癥導(dǎo)致新冠重癥?
根據(jù)《自然》4月6日發(fā)表的一篇論文以及4月1日在線發(fā)布的一篇預(yù)印本論文,感染新冠病毒的免疫細(xì)胞能引發(fā)大規(guī)模炎癥反應(yīng),而這種炎癥反應(yīng)就是導(dǎo)致新冠重癥的關(guān)鍵原因。
實(shí)際上,炎癥的出現(xiàn)并非絕對(duì)壞事,炎癥作為對(duì)致炎因子所發(fā)生的健康防御性反應(yīng),原是身體的一種自我保護(hù)機(jī)制,以開(kāi)啟免疫系統(tǒng)的保護(hù)。
但同時(shí),炎癥的存在也傷害著人體:免疫系統(tǒng)保護(hù)人體免受外界傷害的重要武器就是活性氧(自由基),而這些活性氧在工作的同時(shí)卻會(huì)傷害身體內(nèi)的正常細(xì)胞,從而引發(fā)細(xì)胞功能紊亂。這一點(diǎn)可通過(guò)感染新冠病毒后,免疫細(xì)胞因子水平的升高得到印證,細(xì)胞因子則可穿過(guò)血腦屏障,這可能會(huì)導(dǎo)致影響整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期中毒性大腦改變。
自疫情初期以來(lái),就有研究顯示炎癥會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重呼吸窘迫和其他器官損害,這些都是新冠重癥的標(biāo)志。但科學(xué)家一直很難確定導(dǎo)致這些炎癥的原因。而現(xiàn)在,來(lái)自波士頓兒童醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)首次揭開(kāi)了這一問(wèn)題的答案。研究人員發(fā)現(xiàn),新冠病毒竟然會(huì)感染免疫細(xì)胞,導(dǎo)致單核細(xì)胞和肺部巨噬細(xì)胞發(fā)生炎性壞死,導(dǎo)致了新冠重癥的發(fā)生。
在新冠病毒過(guò)去的研究中,新冠病毒的S蛋白被認(rèn)為是新冠病毒會(huì)感染人體的重要部分。S蛋白以三聚體的形式存在,形如花朵,其中S2三聚體以螺旋的形式構(gòu)成柄部結(jié)構(gòu),而三個(gè)S1則覆蓋在S2三聚體的頂部。同時(shí),S蛋白由S1和S2兩部分組成,其中由N端結(jié)構(gòu)域(NTD)和受體結(jié)合域(RBD)組成的S1負(fù)責(zé)與ACE2結(jié)合,而S2主要負(fù)責(zé)與人細(xì)胞膜的融合,完成遺傳物質(zhì)的釋放。
其中,ACE2是新冠病毒侵入人體的關(guān)鍵——新冠病毒與SARS病毒一樣,也是通過(guò)識(shí)別ACE2受體蛋白進(jìn)入人體細(xì)胞。這才使得高表達(dá)的ACE2由于直接接觸外界的肺組織成為了新型冠狀病毒的主要入侵對(duì)象。
此次,研究團(tuán)隊(duì)卻發(fā)現(xiàn),新冠病毒居然可以在抗體的“幫助”下通過(guò)Fcγ受體進(jìn)入細(xì)胞,并感染單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。而被感染的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放的大量細(xì)胞因子,或許就是觸發(fā)新冠肺炎重癥患者大規(guī)模炎癥反應(yīng)的扳機(jī)。
研究人員通過(guò)給小鼠使用阻斷炎癥小體的藥物,驗(yàn)證了新冠病毒造成的炎癥對(duì)加重病情的影響。研究人員發(fā)現(xiàn),給小鼠使用阻斷炎癥小體的藥物能預(yù)防嚴(yán)重呼吸窘迫。研究人員表示這些藥物“救了小鼠一命,讓它們不至于病得太重?!睋Q言之,受感染的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在新冠重癥患者的肺炎中起到了一定作用。
該研究共同作者、耶魯大學(xué)和霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的免疫學(xué)家Richard Flavell認(rèn)為,這些巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)可能是它們用來(lái)阻止新冠病毒復(fù)制的方法。
炎癥小體被激活后,新冠病毒就會(huì)停止在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制。但是,如果研究人員阻斷炎癥小體,巨噬細(xì)胞就會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生具有傳染性的病毒顆粒。免疫細(xì)胞終究是成了加重病毒感染的幫兇。
新冠病毒感染免疫細(xì)胞?
進(jìn)一步來(lái)看,此次研究正是基于“新冠引發(fā)的炎癥”展開(kāi)。
首先,研究人員發(fā)現(xiàn),新冠肺炎患者的血漿中,有約6%的單核細(xì)胞處于焦亡狀態(tài),這是一種與炎癥有關(guān)的細(xì)胞死亡。新冠死亡病例的肺部尸檢標(biāo)本中也觀察到了有近1/4的肺巨噬細(xì)胞出現(xiàn)焦亡,巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞功能類(lèi)似,都是作為“前哨細(xì)胞”,在病原體入侵時(shí)做出反應(yīng)。
其中,焦亡又稱為炎性壞死,焦亡的細(xì)胞不斷脹大,直至細(xì)胞膜破裂,釋放細(xì)胞因子和趨化因子等。在感染早期,這些焦亡的細(xì)胞釋放的物質(zhì)作為“警報(bào)”,可以招募其他免疫細(xì)胞到感染發(fā)生部位,及時(shí)清除病原體,然而當(dāng)焦亡的細(xì)胞越來(lái)越多時(shí),炎癥分子大量釋放,炎癥反應(yīng)失控,才會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)呼吸窘迫及全身多器官衰竭。
研究人員發(fā)現(xiàn),相對(duì)健康人的血漿,新冠患者血漿中所有焦亡相關(guān)的生物標(biāo)志物水平都顯著更高,而在患者內(nèi)部,重癥患者又尤為突出。也就是說(shuō),焦亡的細(xì)胞越多,患者的癥狀越重,和輕度及中度癥狀的新冠患者相比,重癥患者血液中焦亡標(biāo)志物,包括GSDMD、LDH、IL-1RA、IL-18水平明顯上升。
通常,病原體感染是炎癥的一大誘因,此前也有為數(shù)不多的研究稱單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞可以被新冠病毒感染,這讓研究人員提出了假設(shè),即單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞有可能被新冠病毒感染了。
事實(shí)證明了研究人員的猜測(cè),研究人員在這些焦亡的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中找到了新冠病毒感染的跡象——大約有10%的單核細(xì)胞及8%的肺巨噬細(xì)胞中存在新冠病毒的核蛋白殼及雙鏈RNA。
這說(shuō)明,新冠病毒不僅進(jìn)入到了細(xì)胞內(nèi)部,還試圖進(jìn)行復(fù)制,而這些被感染的單核細(xì)胞及巨噬細(xì)胞無(wú)一例外都發(fā)生炎癥小體激活,并走向焦亡。也就是說(shuō),新冠病毒的直接感染是單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞焦亡的直接原因。
基于這樣的認(rèn)識(shí),在順藤摸瓜的研究中,研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),病毒更偏向感染那些攜帶CD16的單核細(xì)胞,一半左右的CD16+的單核細(xì)胞被感染了新冠病毒,而CD16-的單核細(xì)胞則幾乎不被感染。
由于CD16能夠與抗體的Fc段結(jié)合,進(jìn)而吞噬那些與抗體相連的病原體,據(jù)此,研究人員推測(cè),新冠病毒與體內(nèi)產(chǎn)生的新冠抗體結(jié)合之后,抗體末端的Fc段又被單核細(xì)胞表面的CD16捕獲,單核細(xì)胞的細(xì)胞膜內(nèi)陷,將抗體和病毒一并吞入細(xì)胞內(nèi),造成感染。
ADE的可能?
實(shí)際上,通過(guò)抗體促進(jìn)新冠病毒感染單核細(xì)胞和肺巨噬細(xì)胞,引起這些細(xì)胞發(fā)生焦亡,興起炎癥風(fēng)暴,又進(jìn)一步加重病情,就是所謂的抗體依賴性增強(qiáng)作用(ADE)。
原理上,針對(duì)病毒表面蛋白的特異性抗體常常可以將病毒“中和”,使其失去感染細(xì)胞的能力。但在有些情況下,抗體在病毒感染過(guò)程中卻發(fā)揮相反的作用:它們協(xié)助病毒進(jìn)入靶細(xì)胞,提高感染率,這一現(xiàn)象就是抗體依賴性增強(qiáng)作用。
ADE的作用機(jī)制主要就是兩種:一種是病毒-抗體復(fù)合物通過(guò)抗體Fc段與膜表面有FcR的細(xì)胞結(jié)合,介導(dǎo)病毒進(jìn)入這些細(xì)胞,從而增強(qiáng)了病毒的感染性的過(guò)程;另一種是病毒-抗體復(fù)合物與補(bǔ)體結(jié)合,再通過(guò)補(bǔ)體受體進(jìn)入細(xì)胞。
事實(shí)上,在登革病毒,在SARS-CoV、貓冠狀病毒(貓傳腹)等冠狀病毒,以及HIV、麻疹病毒、黃熱病毒、呼吸道合胞病毒、西尼羅病毒、柯薩奇病毒等一些其他病毒的感染中,都有過(guò)觀察到ADE效應(yīng)的報(bào)告,ADE的存在是HIV疫苗研發(fā)的幾大主要阻礙之一。
好在不是所有抗體都能幫助病毒入侵,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),輝瑞和BioNTech的mRNA疫苗接種者產(chǎn)生的抗體,就無(wú)法幫助單核細(xì)胞吞噬新冠病毒。
研究人員將接種過(guò)mRNA疫苗、并產(chǎn)生新冠抗體的健康人血漿添加到單核細(xì)胞與病毒的共培養(yǎng)體系中,接種疫苗的健康人血漿中的抗體濃度是新冠感染患者的2倍左右,即使在這種情況下,病毒的感染能力也并沒(méi)有增強(qiáng),這說(shuō)明mRNA疫苗產(chǎn)生的新冠抗體并不具有ADE效應(yīng)。
目前,科學(xué)界對(duì)ADE的認(rèn)識(shí)依然不夠完善,且沒(méi)有能夠鑒定和診斷ADE的實(shí)驗(yàn)方法和標(biāo)記物。由于種屬差異,動(dòng)物模型也不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)疫苗和抗體在人體中的ADE反應(yīng)。因此,我們?nèi)匀粺o(wú)法預(yù)測(cè)ADE是否會(huì)發(fā)生,但這也提示我們?cè)谶M(jìn)行試驗(yàn)抗體治療之前需要先找到預(yù)防ADE發(fā)生和治療ADE的方法。
最后,從預(yù)防重癥的角度來(lái)看,重癥率,是新冠疫情爆發(fā)以來(lái),引人關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。成功救治危重癥患者,是降低新冠肺炎病死率的關(guān)鍵,也對(duì)醫(yī)療的冗余度提出要求。盡管目前關(guān)于新冠疫苗有效性的大量研究都顯示,現(xiàn)有疫苗對(duì)感染的防護(hù)作用是有缺陷的。但疫苗的防重癥防死亡作用依然不可忽視。
近日,一份由香港衛(wèi)生署提供的數(shù)據(jù)就給出了力證,這也是一份對(duì)于疫苗接種降低新冠感染死亡率更加詳實(shí)的數(shù)據(jù)。香港醫(yī)管局做出分析的報(bào)告顯示:截至4月13日,逝者年齡中位數(shù)86歲,超過(guò)95%的年齡在60歲及以上。而且他們中間73%沒(méi)有接種疫苗。
更進(jìn)一步分析顯示,沒(méi)有接種疫苗人群的死亡率達(dá)到2.97%,接種三針疫苗者的死亡率0.04%。也就是說(shuō),接種三針疫苗,可以將死亡率降低98.7%。即便是接種一針,也能將死亡率直降67.3%。這份報(bào)告呼吁:“接種任何三劑疫苗,死亡風(fēng)險(xiǎn)大幅減少,特別是較年長(zhǎng)的年齡組別?!?/p>
實(shí)際上,關(guān)于老年人接種疫苗的重要作用,專家們一直在強(qiáng)調(diào)。因此,只要身體健康狀況穩(wěn)定、無(wú)接種禁忌癥,還是應(yīng)該盡早全程接種新冠病毒疫苗,第二針接種已滿半年的,也需要盡快接種加強(qiáng)針。疫情至今,接種新冠疫苗依然是防控新冠肺炎最有效、最安全的措施,是建立社會(huì)層面免疫屏障的直接途徑。
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