免疫系統與病原體之間的戰爭從未停息過。這次新冠病毒的入侵,更是掀起了一場場聲勢浩大的戰役。
為什麼對於一部分人來說,新冠病毒就像是洪水猛獸,而對於另一部分人來說,新冠病毒和普通的流感病毒似乎沒什麼區別?
我們的「人造武器」疫苗的研發進展如何?國內何時才能開放接種?
為什麼有些人感染了新冠病毒後會發展成重症
而有些人感染後只是輕症、甚至能夠自愈?
這是因為人體免疫系統存在差異。
免疫系統是如何工作的?
要更深入地回答這個問題,我們就從免疫系統開始說起。當病原體進入我們體內後,一場沒有硝煙的戰爭就爆發了。如果病原體贏了,我們就會生病;如果免疫系統贏了,我們就會痊癒、甚至有可能感受不到這場戰爭的存在。
整個免疫系統是一個分工有序的戰隊,免疫細胞就是其中的一個個士兵。免疫細胞可以大致分為兩類:天然免疫細胞和獲得性免疫細胞。前者勇猛,是作戰時的先頭部隊;後者機智,是作戰時的中堅力量。
左圖:天然免疫細胞;右圖:獲得性免疫細胞
圖片來源:http://bit.ly/2TS2zWW
這裡要提到,獲得性免疫有兩個非常顯著的特點:特異性和記憶性。獲得性免疫細胞不僅會根據不同的敵人研發出不同的武器,而且當它們第二次遇到相同的敵人時,反應速度會大大加快,撲滅敵人於「星星之火」中。我們後面要講到的疫苗正是利用了獲得性免疫的這兩個特點。
輕症患者和重症患者的免疫系統到底有什麼不同?
今年,我們中國的科學家做了一個非常重要的工作:分析了新冠患者外周血中免疫細胞。結果發現,輕症患者和重症患者的免疫細胞是不同的。
首先,輕症患者和重症患者的獲得性免疫細胞是不同的。T細胞是獲得性免疫細胞的一種,包括CD4+輔助性T細胞和CD8+殺傷性T細胞兩類。CD4+T細胞能夠產生細胞因子,控制免疫平衡,起到免疫調節的作用。CD8+T細胞則可以直接殺傷病原體。當免疫力不強的人遇到新冠病毒的猛烈攻擊時,CD8+T細胞的殺傷能力變弱,CD4+T細胞的調節功能會失去平衡。有時候,重症患者體內會出現細胞因子風暴,就是因為CD4+T細胞等免疫細胞應激過度,產生過多的細胞因子使得炎症加劇。
CD8+T細胞和CD4+T細胞在輕症患者和重症患者之間的區別
圖片來源:Zeyu Chen and E. John Wherry Nature Review Immunology 2020, Published online July 29,2020
除了獲得性免疫細胞外,天然免疫細胞在輕症和重症患者之間也有很大的區別。比如,我們的免疫系統中有一類細胞叫做天然殺傷性細胞。它可以直接殺傷被病毒感染的宿主細胞。研究發現,與輕症患者相比,重症患者外周血中有一類天然殺傷性細胞過度增殖活化,這可能與重症患者體內炎症因子風暴過強正相關。
就算知道了免疫系統的不同,那又有什麼用呢?
通過上面的分析,我們可以明確一個概念:每個人的免疫系統對新冠病毒的反應是不一樣的。了解差異之後,科學家才有可能知道,要如何把重症患者的免疫細胞恢復成輕症患者的免疫細胞;也才有可能知道如何更好地、更早期地避免病情向重症發展。
試舉一例。在疫情爆發的早期階段,中國科技大學魏海明教授的課題組和臨床團隊合作,發現重症患者體內有非常多的炎症因子,包括GM-CSF和白細胞介素-6。因此,早期我們將GM-CSF的抗體和白細胞介素-6受體的抗體用在臨床上,取得了非常好的療效。在合肥,用此方法治療的重症患者無一死亡。後來,這種方法又推廣到了武漢。
魏海明教授在生物安全實驗室工作
圖片來源:https://mp.weixin.qq.com/s/r5C-eTZsUcP2JPLB-PNHaQ
新冠疫苗的研發進行到哪一步了?
全球有300種新冠疫苗都已進入臨床試驗,我國有22種(其中有五種已經進入III期臨床試驗)。半年左右,疫苗上市有望。
我們有哪些「武器」?
當面臨病毒的侵襲,我們體內的各種免疫細胞聯合起來,使用「十八般武藝」共同對抗敵人。那疫苗就是從體外輸送進去的「武器」。那現在我們有哪些「武器」呢?
我們可以把常見的疫苗及抗體類藥物分為三類:滅活/減毒疫苗、核酸疫苗和抗體類藥物。前兩類的疫苗是我們派出去的「間諜」。長得一副敵人的樣子,卻只是為了讓免疫細胞記住敵人到底長什麼樣。當體內潛入真正的敵人時,由於獲得性免疫的記憶性,敵人馬上就被「鎮壓」下來。而抗體疫苗則是直接為免疫系統輸送精銳的武器。
疫苗的三種類型
新冠疫苗何時上市?
現在為止,全球已經有超過300種進入臨床試驗的疫苗,其中包括Moderna公司開發的RNA疫苗、陳薇院士團隊研製的腺病毒疫苗等等。如果順利的話,可能在半年之後,就會有疫苗上市。這個速度是非常驚人的。要知道,小兒麻痺症疫苗的研發超過了60年,SARS疫苗超過了17年,伊波拉病毒疫苗超過了15年。
中國陳薇團隊研製的新冠疫苗進入臨床Ⅲ期
圖片來源:央視新聞客戶端
下圖展示了不同國家和地區進入臨床試驗的疫苗數目(2020年8月4日的數據)。可以看到,我國的疫苗數目是非常可觀的。一方面,國家對於新冠疫苗的開發有一個系統性的規劃;另一方面,相比於SARS爆發的時期,現在我國的科研能力已經有了極大的提升。全國上下各股科研力量被組織了起來,通過不同的研發途徑,共同研發疫苗。
下表比較了幾種不同的疫苗。我們發現,之前提到的三類疫苗都涵蓋在內。另外,不同的疫苗類型,使用劑量、存儲時間、接種方式各有不同。所謂「條條大路通羅馬」,如果一款疫苗能夠通過Ⅲ期臨床試驗和國家監管部門的批准,就一定有它的特點和優勢。
正在研發中的新冠疫苗
表格來源:https://partners.mediasite.com/mediasite/Play/968f633a874c4f1a80c368496f49d4661d
最新的消息,近日全球醫藥巨頭輝瑞(Pfizer)宣布,與德國生物醫藥公司拜恩泰科(BioNtech)合作開發的新冠疫苗,Ⅲ期臨床試驗表明有效性超過90%,並已向美國食品藥品管理局(FDA)提交新冠疫苗緊急使用授權申請。如果在今年12月FDA通過申請,那麼這支新冠疫苗將被應用到更多的人身上。新華財經11月25日消息,中國國藥已向國家藥監局提交了新冠疫苗上市申請。在此之前,已有數十萬人緊急接種了國藥集團旗下的兩款新冠滅活疫苗,沒有一例嚴重不良反應。接種後離境人數達5.6萬人,目前無一感染。
面對不停突變的病毒,有一勞永逸的方法嗎?
病毒就像是孫悟空,有七十二變。我們用各種方法來殺滅病毒,就像是太上老君用煉丹爐去燒孫悟空一樣。結果往往事與願違,孫悟空非但沒有死,反而練就了火眼金睛。而我們通過提高免疫力來對抗病毒,就相當於如來佛祖用五指山壓住孫猴子。
「孫悟空、煉丹爐與五指山」
因此,提高免疫力是非常重要的。除了我們日常合理的作息、鍛鍊和飲食習慣能夠增強免疫力外,現代科學還把「如來佛的五指山」落實到了分子上,從分子的水平理解人體對特定病毒的免疫力,從而研製出新的藥物。
最後的最後,感謝所有一線的醫護人員、科研人員、志願者以及社會各界為抗擊疫情做出的努力!
作者:李斌 ,研究員,上海市免疫學研究所科研副所長,中國細胞生物學學會科學普及工作委員會主任委員
內容整理:佳佳米
編輯:秋山雲,小叮噹
審核:上海科技館科學傳播與發展研究中心
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【來源:上海科技館】
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