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揭示T细胞在控制SARS-CoV-2和降低COVID-19严重程度方面发挥着主导作用

发布时间:2020-09-25


 自从SARS-CoV-2首次出现以来,科学家们一直试图了解在COVID-19的急性期,免疫系统有时是否弊大于利。在一项新的研究中,来自美国拉霍亚免疫学研究所的研究人员明显地支持免疫系统的有益作用更大。相关研究结果于2020年9月16日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Antigen-specific adaptive immunity to SARS-CoV-2 in acute COVID-19 and associations with age and disease severity”。

这项研究证实了多层次的病毒特异性的免疫反应对于控制感染急性期的SARS-CoV-2冠状病毒和降低COVID-19疾病的严重程度是非常重要的,大部分证据都指出T细胞的作用比抗体大得多。另一方面,微弱或不协调的免疫反应预示着疾病的不良结果。这些研究结果表明候选疫苗应着眼于引起广泛的免疫反应,包括抗体、辅助性T细胞和杀伤性T细胞反应,以确产生保保护性免疫。

论文共同通讯作者、拉霍亚免疫学研究所传染病与疫苗研究中心教授Shane Crotty博士说,“我们的观察结果也可能解释为什么老年COVID-19患者更容易受到这种疾病的影响。随着年龄的增长,可被特定病毒激活的T细胞库下降,身体的免疫反应变得不那么协调,这看起来是使得老年人特别更容易受到严重或致命的COVID-19影响的一个因素。”

论文共同通讯作者、拉霍亚免疫学研究所传染病与疫苗研究中心教授Alessandro Sette博士补充道,“我们没有观察到有任何证据表明T细胞促进细胞因子风暴产生,这更可能是由先天免疫系统介导的。”

当SARS-CoV-2(或任何其他病毒)入侵人体时,先天免疫系统会第一时间赶到现场,对入侵者发起广泛而非特异性的攻击。它释放出一系列信号分子来触发炎症并提醒免疫系统的精确部队注意病原体的存在。

几天之内,所谓的适应性免疫系统就会行动起来,对入侵的病毒进行精准的攻击,拦截病毒颗粒,杀死受感染的细胞。

适应性免疫系统由三个分支组成:抗体;协助B细胞制造保护性抗体的辅助性T细胞(Th);以及寻找受到病毒感染的细胞并将它们消灭的杀伤性T细胞(CTL)。

在这项新的研究中,这些研究人员收集了50名COVID-19患者的血液样本,并非常详细地分析了适应性免疫系统的所有三个分支---SARS-CoV-2特异性抗体、辅助性T细胞和杀伤性T细胞。

论文共同第一作者、带头收集血液样本的传染病专家Sydney Ramirez博士说,“对我们来说,捕获从轻症到重症COVID-19的全部疾病表现尤为重要,这样我们就可以识别出差异性的免疫因素。”

这些研究人员发现与他们之前的研究相类似的是,所有完全康复的患者都有可测量的抗体、辅助性T细胞和杀伤性T细胞反应,而急性COVID-19患者的适应性免疫反应差异较大:一些人缺乏中和抗体,另一些人则缺乏辅助性T细胞或杀伤性T细胞或两者的任何组合。

论文共同第一作者、拉霍亚免疫学研究所博士后研究员Carolyn Moderbacher博士说,“当我们对所有111个测量参数的所有数据进行综合分析时,我们发现,一般来说,发起更广泛和协调良好的适应性免疫反应的人往往表现得更好。特别地,强劲的SARS-CoV-2特异性T细胞反应可以预测较轻的疾病。免疫反应不太协调的个体往往有较差的结果。”

当这些研究人员按年龄对这种数据集进行分解时,这种影响被放大了。Crotty说,“"65岁以上的人更有可能有较差的T细胞反应,以及较差的协调免疫反应,因此患上更严重或致命的COVID-19。因此,老年人对COVID-19的更大易感性的一部分似乎是较弱的适应性免疫反应,这可能是因为老年人的初始T细胞(na?ve T cell)较少。”

初始T细胞还没有遇到病毒,但是正在等待被召唤。随着年龄的增长,免疫系统可部署的初始T细胞的供应量逐渐减少,可供激活以应对新病毒的初始T细胞越来越少。Moderbacher 说,“这可能导致延迟的适应性免疫反应而无法控制病毒感染,等到准备控制时为时已晚,因此无法限制疾病的严重程度,或者产生的适应性免疫反应的强度并不足够。”

与其他研究团队之前发现的情况相一致的是,抗体似乎并没有在控制急性COVID-19中发挥重要作用。相反,特别地,杀伤性T细胞和辅助性T细胞与保护性免疫反应有关。Crotty说,“这让很多人感到困惑,但是控制原发性感染与疫苗诱导的免疫力不同,在疫苗诱导的免疫力中,适应性免疫系统从一开始就已经做好了发起攻击的准备。”

如果疫苗接种成功,当病毒出现在门口时,疫苗诱导的抗体已经准备好拦截这种病毒。相反,在正常感染中,这种病毒会先发制人,这是因为免疫系统从未见过类似的东西。在原发性感染期间,当适应性免疫系统准备就绪时,这种病毒已经在细胞内复制,抗体无法及时到达。

Crotty说,“因此,这些研究结果表明,在自然的SARS-CoV-2感染中,T细胞似乎更重要,而在COVID-19疫苗中,抗体更重要,不过T细胞对这种病毒的反应在这两种情况下都很重要,这也是有道理的。”


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