再感染是許多呼吸道病毒的一個顯著特徵,即個體在其一生中受到來自同一病毒種類的多種不同感染。事實上,常見呼吸道病毒能夠在人類社會中持續並普遍存在,很大程度上是由於它們能夠引起重複感染。嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)是導致2019年新冠肺炎疫情大爆發的罪魁禍首,儘管目前國內疫情已經受到良好控制,但我們仍舊關心的一個關鍵的問題是人類是否會再次感染?疫情會反覆嗎?
近日,哥倫比亞大學公共衛生學院在Science上發表題為「Will SARS-CoV-2 become endemic?」的文章討論了4種可能造成後疫情時代COVID-19出現散發流行和疫情反覆出現的情況,這篇文章對現階段下的國內疫情防控很有借鑑意義。
影響SARS-CoV-2後疫情時代傳播的因素第一種情況與免疫相關通常,在第一次感染之後,人類適應性免疫系統會發展出一套防禦機制,當病原體重新進入宿主體內時這套機制會迅速的發揮作用,高效快速的殺死病原體。但是,對於病毒來說,很多過程都可能破壞或規避免疫的消除特性,並導致再次感染的發生,特別是適應性免疫反應不足、免疫力減弱和免疫逃逸過程。1)適應性免疫反應不足是指最初感染某種特定的病原體可能不會出現足以產生消除性免疫的適應性免疫反應。血清學研究表明大多數SARS-CoV-2感染都會誘發某些特定抗體的產生,且靈長類動物的實驗性疫苗接種結果也是令人歡欣鼓舞的。但是,目前仍不清楚這些抗體是否能夠提供長期有效的保護,或是否有其他適應性免疫組件存在且功能正常。此外,人類對SARS-CoV-2感染的免疫反應是異質性的,經歷無症狀感染的人比那些經歷更嚴重疾病反應的人表現出較弱的免疫反應。可能有些人在感染SARS-CoV-2後從未產生過消除性免疫,或者需要多次接觸才能使抗體親和力成熟並形成持久的保護作用。2)免疫力減弱,即最初的適應性免疫反應是強有力並具有保護性的,但隨著時間的推移會逐漸消失,這就使得宿主很容易再次感染,也可能會削弱消除性免疫。3)免疫逃逸是抗原漂移的結果,它通過逃避適應性保護而使再感染成為可能。病毒在持續感染宿主的過程中可能會積累點突變,發生抗原的小幅度變異,稱為抗原漂移。這可能導致病毒表面蛋白質的構象改變,破壞先前產生的抗體與先前變體的結合。第二種情況與季節有關冬季可能會加劇疫情反覆,這是由於一方面病毒對低溫更加耐受,另一方面人們的室內活動逐漸增加,同時,季節也影響人體免疫功能。在熱帶以外地區,許多常見呼吸道病毒感染的發病率會在一年中的特定時間增加。這種階段性行為是由於累積的再感染易感性,易感性會由於免疫逃逸,免疫力減弱和環境條件、行為改變或免疫功能改變引起的病毒傳播率的季節性調變而增加。例如,在溫帶地區,冬季流感發病率最高。病毒一旦從被感染的宿主中排出,外面的低溼度條件似乎更利於它們的穩定,這種環境在冬季室內和室外都是普遍存在的。此外,在寒冷的冬季,人們都喜歡待在室內,學生則基本都在學校教室上課,這可能會有助於病毒傳播,並且較短時長的白天以及較少的陽光照射可能會抑制免疫功能。第三種情況是病毒之間的相互作用共循環呼吸道病毒在爭奪相同資源的同時可能相互幹擾。病毒之間相互重疊發生可能會加強彼此的傳播,也可能通過中和一種更具傳染性的菌株的交叉反應來完成對一種菌株的抑制。許多研究已經證明病毒之間的負幹擾是通過第一次感染引起的短暫(幾天)免疫保護起作用的。宿主抗病毒幹擾素反應通常被認為是幹擾表現的主要機制。也就是說,由於最近的感染,宿主細胞上調幹擾素的合成,有可能抑制繼發感染。即使這種效應是短暫的,但放到群體規模上也可能很強,並能暫時降低病毒的流行率或改變其傳播的時間。作者根據SARS-CoV-2和其他冠狀病毒之間的免疫和交叉免疫持續時間,對SARS-CoV-2的幾種後病期情況進行了建模。結果顯示免疫持續時間與其他冠狀病毒相似可導致每年爆發SARS-CoV-2;而較長的免疫譜,加上來自其他冠狀病毒的少量保護性交叉免疫,可能導致病毒明顯消除,幾年後又重新出現。當然,其他情況也是可能的,因為有許多過程在起作用,還有許多問題尚未解決。第四種情況則是公共衛生幹預包括疫苗、藥物和非藥物幹預(口罩、社交疏離等),幹預越有效,疫情反覆就越不可能出現。此外,季節性流感每年在全世界造成數百萬嚴重感染,這種額外的負擔可能對已經受到COVID-19大流行挑戰的公共衛生系統造成災難性的影響。但是反過來,鑑於不同呼吸道病毒之間的傳播模式相似,為減輕SARS-CoV-2傳播而採取的非藥物幹預措施(個人防護設備、社會距離、加強衛生、限制室內聚會)可能會減少季節性流感爆發的規模。更多訊息請移步微信公眾號:生命科學前沿。
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