如何看待Cell于2021年5月24日在线发表文章显示感染新冠病毒能产生一些增强病毒感染能力的抗体?

原文: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00662-0?rss=yes&utm_so…
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虽然觉得自己在疫情问题上说了太多话,现在似乎已到该闭嘴的时候,但收到相关邀请时,总觉得有些却之不恭。关注的朋友请明白,因为知乎或明或暗的压制,我有关疫情的谈论,已经不大可能接触到新的读者。

这篇回答,我尽量说得简单易懂些。同时需要指出,我的生物知识很有限,以下的解读未必正确,某些知识可能已经过时,而且人体免疫机制复杂,即便是专业的免疫学家,也未必把疫苗作用机制弄得明明白白。至于某些极力推销各种疫苗的网红医生们,我希望读者存些警惕之心,其一,他们的免疫学知识未必充分,其二,我不清楚这里面是否存在利益链条。

1.

机体的免疫反应是一个极为复杂的过程,抗体抗原结合仅仅只是其中一个机制,它归属于B细胞介导的体液免疫,即B细胞活化成浆细胞,分泌出抗体与抗原结合,另有一些B细胞在抗原刺激下形成记忆B细胞。除此之外,还有特异性T细胞免疫,杀伤细胞免疫,自然杀伤细胞免疫等等等等等。

整个免疫机制是有机整体,不同的细胞免疫之间存在联动,例如,与树突状细胞(Dendritic cell)类似,B细胞也可以作为“专业性抗原呈现细胞”(Professional antigen-presentation cells),把抗原放在自己的细胞表层,供CD8+ killer T细胞以及CD4+ helper T细胞识别处理。而CD4+ helper T细胞的活化,对B细胞转化为浆细胞,并分泌抗体十分重要。

以下这篇论文,讲的就是mRNA疫苗的动物实验。可以观察到B细胞活化为浆细胞,从而分泌抗体。同时也监测到一类T细胞的增加,这类T细胞名为“circulating ICOS+ PD-1+ CXCR3+ T follicular helper cells”,属于CD4+ helper T细胞。两种细胞在疫苗免疫中存在协同性。

一句话,别把人类的免疫能力简单归结为抗体抗原结合。

所以,这里澄清一个误会,如果想要知道人体对某种病毒是否具备免疫能力,简简单单去检测抗体水平,并不能准确反应情况。抗体在感染后持续的时间不长,但特异T细胞的记忆能力更持久,因此,即便体内没有抗体,或者抗体浓度降至不可检测的水平,不见得就没有免疫力,这一点不仅仅只是针对新冠感染,而且是一个普遍现象。

这也是为什么,5月21日,一篇Nature文章指出,检测新冠,应该转向更准确的T细胞。其实很多医生与研究者已经在这个话题上说了好几个月,现在终于进入主流。



2.

野生病毒感染与疫苗接种,二者之间产生的机体免疫应答相似,但又有所不同。而mRNA疫苗,与传统灭活疫苗更有差别。

简单而言,疫苗是不完全的病毒,所产生的免疫应答,也是不完全的应答。

野生病毒感染产生的免疫应答,要强于传统减毒或灭活疫苗,而现今所谓mRNA疫苗,或者其他载体疫苗,只是在病毒一个刺突蛋白上做文章,比起减毒或灭活疫苗,再退一步。

这个很好理解,我们以体液免疫为例,即B细胞活化成浆细胞后的抗原抗体作用。野生病毒感染中,机体把病毒大卸百块,形成多种抗原,其激活的抗体种类与数量,远非刺突蛋白抗体可比。这也是为什么,短时间内的病毒变异,对既往感染者无效,但对疫苗形成的免疫却不好说。新冠病毒流行至今一年半,媒体渲染的各种变异株,无论英国毒株,还是印度毒株,依然保持与原始毒株>99%的相似度,不大可能突破既往感染获得的免疫力。

另外,疫苗产生的免疫力,往往有时间限制。虽然野生病毒感染因为病毒变异或者其他原因,可能也会在长时间后出现免疫消退,但一般来说,野生病毒感染获得的免疫力,要强于疫苗接种获得的不完全免疫力,有效时间持续更长,甚至是终身免疫。

3.

即便疫苗引起的免疫反应,要弱于野生病毒感染,也不要只是把它简单归结为抗原抗体作用,疫苗接种同样可能牵涉其他形式的免疫应答。

然而,疫苗引起的免疫不完全,尤其是mRNA疫苗与载体疫苗,仅仅靠一个刺突蛋白产生免疫,其产生抗体的多样性远远无法和野生感染相比。而且它可能会相对更依赖于某类免疫反应,如抗原抗体作用。

关于这点,我大概做下介绍。前文提到一个概念,即“专业性抗原呈现细胞”(Professional antigen-presentation cells),主要指树突细胞,B细胞和巨噬细胞。这三类细胞就像侦察兵,找到抗原后,通过两类MHC复合体(MHC class I和MHC class II),把抗原顶在细胞外层,供T细胞识别。

其中,MHC class I途径“侦查”到细胞内源性抗原,比如肿瘤细胞抗原,病毒抗原等,对应的识别细胞是CD8+ T细胞,也叫杀手T细胞,可以根据呈现出来的标记抗原,特异性杀死被病毒感染的细胞或肿瘤细胞。这个过程叫细胞免疫。

MHC class II途径“侦查”细胞外源性抗原,对应的识别细胞是CD4+ T细胞,也叫助手T细胞,它识别抗原后,继而引发其他免疫反应,其中就包括B细胞活化成浆细胞,并分泌相应抗原的抗体。与前面相对,这个过程是体液免疫。

以上两种途径,是“专业性抗原呈现细胞”兼具的功能。如果把“专业性”三个字去除,即是“抗原呈现细胞”,它代表的群体,就很一般化,除以上三类专业细胞外,大多数其他细胞都可称得上“抗原呈现细胞”。之所以“非专业”,是指这些细胞只具备MHC class I途径,能介导细胞免疫。打个比方,如果某个体内细胞被病毒感染了,它就会激活自己“抗原呈现”功能,相当于给自己头上插根标杆,告知杀手T细胞,过来取我人头。

因此,机体发生野生病毒感染时,“专业性抗原呈现细胞”发挥功用,引发细胞免疫与体液免疫。与此同时,大量身体组织细胞被病毒逼急了,变成“抗原呈现细胞”,加进来引发细胞免疫。

如果是疫苗,就不一样了,而且不同种类的疫苗,产生的免疫反应也不同。其中减活疫苗模拟野生病毒感染,所以其免疫机制与正常感染类似。但因为新冠疫苗里面没有减活疫苗,这里不做详细介绍。

下面这张图,就是以mRNA疫苗为例,描述两种免疫的具体发生过程。mRNA在树突细胞中被翻译成病毒刺突蛋白,一部分通过MHC class I途径形成细胞免疫,另一部分通过MHC class II途径形成体液免疫。

该示意图是以树突细胞为例讲解mRNA疫苗的作用机理。mRNA疫苗在肌肉部位注射,也可能被肌肉细胞胞吞,在细胞内表达刺突蛋白后,通过MHC class I途径引发细胞免疫。但科学家设计mRNA疫苗时,在包裹材质上做文章,尽量让mRNA疫苗被树突细胞选择性吸收。


腺病毒载体疫苗的作用机制与mRNA疫苗非常接近,科学家把新冠病毒刺突蛋白基因序列整合进腺病毒基因组,腺病毒进入人体细胞后,把新冠病毒刺突蛋白基因送入细胞核,转录出mRNA进入胞液,之后的途径与mRNA疫苗几乎一致。据我所知,与mRNA疫苗相比,更多的腺病毒载体疫苗会被肌肉细胞胞吞,通过MHC class I途径产生一定程度的细胞免疫。

灭活病毒只是病毒尸体,自身没有感染能力,在肌肉注射后,应该甚少与肌肉细胞发生作用。不过我无法完全确定这一点,因为近年有文章说,骨骼肌细胞能以某些方式参与疫苗免疫。但一般认为,灭活病毒在肌肉注射,不会明显引发肌肉细胞通过MHC class I途径介导的细胞免疫。在此起作用的是树突细胞,它把病毒片段认定为外源性抗原,主要激发的免疫反应,应该是MHC class II途径产生的体液免疫,即抗原抗体作用。

蛋白疫苗机理与灭活疫苗一致,也只能激活体液免疫,而且因为它只是病毒其中一个片段,其产生的抗体种类更少。

理论上,无论灭活疫苗,腺病毒载体疫苗,mRNA疫苗或者蛋白疫苗,它们被注射在手臂局部部位,不会进入或极少进入血液循环,主要在注射位置被肌肉细胞胞吞(如腺病毒载体疫苗),或者被专业抗原呈现细胞之树突细胞找到,引发免疫反应。

请注意,我用了“理论上”一词,因为以上描述的过程,是科学家们希望见到的结果,然而,最新的研究,对此认知有所修正,那是很关键的一个问题,我会另文介绍。

大致总结如下:

野生病毒感染的免疫反应,是针对全病毒片段的(细胞免疫+细胞免疫+体液免疫);

mRNA疫苗的免疫反应,主要是针对刺突蛋白的(细胞免疫+体液免疫);

腺病毒载体疫苗的免疫反应,与mRNA疫苗类似,主要是针对刺突蛋白的(细胞免疫+体液免疫),但额外多一些肌肉细胞介导的细胞免疫。

灭活死病毒疫苗的免疫反应,主要是针对全病毒片段的(体液免疫);

蛋白疫苗的免疫反应,主要是针对刺突蛋白的(体液免疫)。

当然,这只是我对各种免疫过程的粗略理解,它可能过度简单化了。而且我不是免疫学专业,如果存在解读错误,还望专业学者不吝指正。

总而言之,与野生病毒感染相比,无论哪种疫苗,其激发的免疫都更加倚重于体液免疫,即抗原抗体相互作用。所谓ADE,即“抗体依赖性增强现象”,与抗体密切相关,所以和疫苗形成的免疫关系更大。以mRNA疫苗为例,它表达刺突蛋白引导产生抗体,其抗体种类本来相对较少,如果其中有些抗体不是中和性抗体,而是增强性抗体,就会在真正遭遇野生病毒时造成大麻烦。

也正是因为这一点,ADE现象成为某些疫苗研究的瓶颈。在谈论ADE现象时,请务必明白一点:除某些病毒,如具备四种亚型的登革热病毒外,野生病毒感染极少产生ADE,既往研究历史里,人类从未在冠状病毒感染中发现ADE现象。

但是,冠状病毒疫苗的ADE,在动物研究阶段,已被切切实实观察到。包括MERS和SARS疫苗。

关于这一点内容,我已经在以下回答专门写过,这里不再展开。

4.

理解以上三点后,回看题主提及的文章:




摘要翻译如下:

针对新冠病毒刺突蛋白受体结合域的抗体,可预防新冠病毒感染。 然而,针对其他刺突蛋白结构域的抗体作用在很大程度上是未知的。 在这里,我们从新冠患者中筛选了一系列针对新冠病毒的单克隆抗体,发现一些针对N末端域(NTD)的抗体诱导了受体结合域(RBD)的开放构象,从而增强了刺突蛋白对ACE2受体的结合能力,以及新冠病毒的感染性。 突变分析显示,所有增强感染性的抗体都可以识别NTD上的特定位点。 结构分析表明,所有增强感染性的抗体均以相似的方式与NTD结合。 在重症患者中,高水平检测到这类与增强感染位点相结合的抗体。 此外,我们在未感染的捐献者中也发现了这个抗体,但频率较低。 这些发现表明,在新冠感染期间不仅产生中和性抗体,而且产生增强抗体。


这篇文章隐含的信息是令人担忧的,同时它的表达方式容易引起误会,即让一般读者以为,新冠感染可能引发ADE,却又避免谈及疫苗免疫反应的ADE风险,这两点都不应该,偏偏知乎上几位答主的回答,都延续了这篇文章有意或无意的错误引导。

我希望其他知乎答主,在回答此问题时,务必把疫苗和野生病毒感染分开陈述,别混为一谈,也混淆视听。

我前面说了,病毒感染引发的机体免疫反应极其复杂,除了抗原抗体的B细胞体液免疫,还有特异性T细胞免疫,杀伤细胞免疫,自然杀伤细胞免疫等等等。即便只是抗原抗体反应,现有的研究者也还没有完全吃透整个机制。野生病毒在体内被分解成许许多多片段,这些片段又刺激产生许许多多抗体,东方不亮西方亮,所谓抗体免疫,就是不同抗体在协同作用下的总结果。

以上摘要最后一句话尤为重要,“新冠感染不仅产生中和抗体,而且产生增强抗体”。

无论如何,不该因为看到增强抗体而惊讶,不是说了,除增强性抗体外,还有中和性抗体么?而且还存在其他免疫机制。因此,观察到增强性抗体,并不意味着新冠感染本身会产生ADE,无论是既往研究历史,还是现在的病例分析,都没有大规模观察到重复感染的发生,也没有观测到野生感染带来的ADE。

从重症患者中观察到增强性抗体,倒是可能提供了一个机理解释,为新冠感染患者如何转为重症提供理论基础。换句话说,机体接触病毒后,发生正负较量,增强性抗体与中和性抗体两方对垒,而在重症患者中,前者占优,导致症状加重。当然,这只是一种简化表达,而且我说了,野生病毒感染引发的免疫反应,不仅仅涉及抗原抗体结合,所以这个简略说法可能不合适,你们看看就好。

5.

然而,前面提到,无论是mRNA疫苗,载体疫苗,重组蛋白疫苗,还是灭活疫苗,都没有激发完全的免疫反应,过大依赖于抗原抗体作用。其中mRNA疫苗,载体疫苗与重组蛋白疫苗都仅仅涉及刺突蛋白,因此其激发的抗体总类相对单一。万一这些抗体里面,存在不良学生,即增强性抗体,那就麻烦了。因此,这篇文章透露出来的信息,反而让人更为担忧这类疫苗的ADE。

总而言之,言而简之,Cell这篇文章让人更加警惕某些疫苗的潜在ADE效应,但不必过于担心野生病毒的重复感染问题。但我需要强调,我并不认为这个研究,可以作为疫苗产生ADE的实锤证据。疫苗是否产生ADE现象,还是应该进行完整的体内实验,即在动物实验环节,先让动物接种疫苗,再暴露野生病毒。很遗憾,疫苗生产商略过这个环节,甚至有消息透露,他们做了相关动物实验,却因为结果不好,干脆停止了,然后直接应用在人群中,相当于把接种者作为实验对象,几十亿人现在成了名副其实的小白鼠。

另外,我前几天看到另一篇文章,研究表明刺突蛋白不仅起到引导病毒结合受体的作用,它还可以引起一系列的免疫后果,对机体造成损伤。

即刺突蛋白本身,并非完全无害。这可能解释了许多疫苗接种者形成血栓的原因。

等我找到这篇文章,会贴出来。






关于这个问题,去年10月便有学者指出来相关风险。

体外试验,说明不了什么。

以我目前看到的资料,体内或疫苗导致ADE效应可能性很小,基本不用考虑。