在今年7月31日举行的美国国会听证会上,美国总统顾问、国家过敏症和传染病研究所主任福奇展示了一篇近期发表在《Cell》杂志上关于新冠病毒的研究论文。这篇在6月25日正式发表的关于针对新冠病毒的T细胞反应论文,其实早在5月20日就已经在线发表,媒体对这项研究也做了一些报道。但福奇的推荐引起了人们对它的进一步重视,大家自然也对其寄予了更大的希望。
从大众媒体的报道里,公众可以知道这篇研究论文的最大亮点:在没有被新冠病毒感染之前,近一半的健康人就已经预存有了针对新冠病毒的T细胞免疫反应。不同的媒体也对这一亮点进行了解读,有的认为这些预先存在的免疫力能帮助我们抵抗新冠病毒;有人推测这些预先存在的免疫力决定了我们是否会被新冠病毒感染;甚至还有人把这近50%的有预存免疫反应的人和群体免疫联系起来,觉得这可能会大大加快群体免疫的进程。
为了让读者更好地理解这项研究的发现和它的意义,我需要先介绍两个基本的免疫学概念,也是我们免疫系统的两大利器:抗体和T细胞。对很多百姓而言,“抗体”二字基本上是免疫的代名词。不少人知道抗体是一种多样性很强的蛋白分子,不同的抗体能够识别不同的抗原,从而能够特异性地去抵抗病原体。
简单地说,抗体是B细胞被激活后所产生的免疫分子。在B细胞的膜表面存在着抗体,而且每一个成熟的B细胞只表达一种特定的抗体分子。我们的免疫系统之所以能产生大量不同的抗体,主要是因为我们身体里有大量不同的B细胞。一个特定的抗原遭遇了一群B细胞,那么这个抗原就能够被装备有针对它特异的抗体B细胞识别和结合;随后,这个B细胞被活化和增殖,并分泌出大量针对这一抗原的抗体。
T细胞要产生针对某种抗原特异的T细胞,光靠抗原和T细胞相遇是不行的。实际上,抗原本身(比如病毒)并不会和T细胞直接接触,它们之间需要一个媒介:抗原呈递细胞。针对病毒的T细胞免疫简单示意图。针对抗原特异的T细胞可以分为两大类:辅助性T细胞(CD4 T)和细胞毒性T细胞(CD8 T)。
它们的产生过程大致是这样的:一个抗原先是被抗原呈递细胞摄入,在抗原呈递细胞内抗原蛋白被消化和加工成小段的多肽片段,这些多肽片段如果被MHC II类分子呈递到细胞表面,那么就激活能特异性地识别这段多肽的CD4 T细胞,导致针对这个抗原特异的辅助性T细胞的活化和增殖;如果这些多肽片段被MHC I类分子呈递到细胞表面,那么就激活能特异性地识别这段多肽的CD8 T细胞,导致针对这个抗原特异的细胞毒性T细胞的活化和增殖。
在感染过新冠的病人里,100%的人有针对新冠病毒的CD4 T细胞反应,70%的人有针对新冠病毒的CD8 T细胞反应。在没有感染过新冠的健康人里,大约40-60%的人有针对新冠病毒CD4 T细胞反应,还有20-30%的人有针对新冠病毒CD8 T细胞反应(这一点作者没有写明,从结果中可以大致估算出来)。
在针对以上四类蛋白的T细胞特异性上,感染过新冠的病人里的T细胞对S,M,N,nsps等四类蛋白都有反应,而健康人群里则T细胞反应则主要集中到S,M,nsps等三类类蛋白上。
在抗体反应上,在感染过新冠的病人里,100%的人有针对新冠病毒S蛋白结合区的IgG抗体,80%的新冠病毒S蛋白结合区的IgA抗体;而没有感染过新冠病毒的健康人群则没有这些抗体。除了以上被总结在图里的发现外,还有一个重要的结果,即新冠患者的T细胞反应要比健康人群里的T细胞反应强得多。
在公众看来,这个问题可能多少会显得有些离奇;但对免疫学研究人员来说,这是一个并不意外的现象,以上三项研究都对这个问题做了一定的探讨或解释,而且都指向了一个根源:其它人类冠状病毒。人类目前已知的冠状病毒有7种,除了能够导致严重呼吸道综合征的新冠、SARS和MERS病毒外,还有四种导致普通感冒的冠状病毒(229E,OC43,NL-63, HKU-1)。
和导致严重呼吸道综合征的病毒不同,导致普通感冒的四种冠状病毒非常普遍,绝大多数的人都被它们感染过。
在一般的理解里,有预存的免疫力是好事,肯定能帮助抵抗新冠病毒,所以这些人在感染后可能出现的症状会轻一些。这样的理解虽然不完全是错误,但却有些片面。让我们先用抗体为例说明这一点。
假设一个人体内有预存的针对病毒的中和抗体,那么这无疑将帮助抵抗病毒的感染;但假设一个人体内有预存的针对病毒的非中和抗体,那这样的抗体很可能就对抵抗病毒感染没有什么效果,甚至可能因为抗体依赖性增强作用(antibody-dependent enhancement, ADE)或者“抗原原罪(original antigenic sin)”的原因而影响中和性抗体的产生而导致更严重的症状。
总之,因为感染感冒病毒所发生“交叉反应”而导致的对新冠病毒预存的T细胞反应的确可能会影响人在被新冠病毒感染后的疾病发展,但它的具体效果还需要通过进一步的研究才能确定。既然这些预存的T细胞反应的影响并不确定,而且即使有也不一定是好的作用,那这项发现还有什么意义呢?作为总统顾问的福奇为什么还要积极地介绍这一发现呢?
虽然目前还不能立即帮助抵抗新冠,但发现这些预存的针对新冠病毒T细胞反应还是让人兴奋的。因为它不仅确认了其它冠状病毒感染可以导致针对新冠病毒的T细胞反应,而且发现这种预存的T细胞反应可以长久的存在(SARS感染者有对新冠病毒的反应就是证明),所以进一步研究这种预存的T细胞免疫不仅可以帮助我们了解新冠肺炎的发病机制,而且可以帮助对这个疾病的治疗和疫苗研发。