免疫功能受损且疫苗保护力不强的人如何应对新冠

患有疾病或接受治疗以抑制免疫系统的人无法像大多数接种疫苗的人那样获得相同的保护

George Franklin III touching his chest.

马里兰州坎伯兰的乔治·富兰克林三世在 46 年前接受了肾脏移植。他是许多免疫功能受损的美国人之一,尽管接种了疫苗,但仍然极易感染新冠。

艾莉莎·舒卡

乔治·富兰克林三世是美国肾移植受者中存活时间最长的人之一。现年 67 岁的他在 46 年前接受了挽救生命的手术,这使他能够过上健康而积极的生活——游泳、保龄球、拜访朋友,甚至参加一项名为国际移植运动会的体育赛事。但自从新冠疫情开始以来,他一直无法做任何这些事情。像大多数移植受者一样,居住在马里兰州西部的富兰克林必须服用药物来抑制他的免疫系统,以防止他的身体排斥捐赠器官。 2021 年 3 月,他接种了强生新冠疫苗,但未产生可检测到的抗体水平。“我们这些没有抗体的人,”他说,“就好像我们从未打过针一样。” (2021 年 11 月,他接种了 Moderna 疫苗,最终产生了抗体。)

富兰克林是属于这个脆弱群体中的许多人之一。前国务卿科林·鲍威尔于 2021 年 10 月因新冠并发症去世,他也是其中之一。他已接种疫苗,但患有多发性骨髓瘤,这是一种血液癌症,会攻击对抗感染的白细胞,并且经常使用进一步抑制免疫系统的药物进行治疗。

这场疫情迫使每个人都适应正常生活的限制。但对于那些属于被称为免疫功能受损的广泛类别的人来说,即使是普通的活动也伴随着非同寻常的风险。这个总括性术语包括免疫系统因癌症、艾滋病毒感染或自身免疫性疾病等疾病或因免疫抑制治疗(如类固醇、化疗或预防移植器官排斥的药物)而减弱的人。


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研究表明,免疫功能受损的人更容易因新冠住院或死亡,并且不太可能从疫苗接种中获得强有力的保护。已经出现了一些充满希望的迹象。额外剂量的某些新冠疫苗、免疫抑制治疗的战略时机和预防性新冠治疗可能会增强这些人中的一部分人的保护作用,并恢复他们在大流行期间失去的至少一部分自由。

但削弱这种希望的是新变种(如 Omicron)的出现,这些变种可能会削弱疫苗的某些免疫力。在首次报告后的几个月里,Omicron 变种似乎可能会逃避至少一部分保护,研究人员正在紧急工作以确定究竟有多少。

对于 Omicron,“我非常担心我们的免疫功能受损人群,”麦克马斯特大学的免疫学家、加拿大衰老和免疫研究主席道恩·博迪什说。“几个月前,我自信地说,‘啊,第四剂,没人考虑过。’现在我们都在考虑——混合和匹配疫苗类型,并真正优化剂量方案,以便尽可能好地保护这些人。”

不完全保护

关于新冠疫苗在患有免疫抑制疾病或接受治疗的人群中的效果如何,我们仍然有很多不了解的地方,因为在疫苗获得批准之前的临床试验中,出于安全原因,将该群体排除在外。但科学家们已经开始研究这个问题。美国疾病控制和预防中心最近发布的一份报告调查了接种 mRNA 疫苗的免疫功能受损人群,发现疫苗接种对新冠住院的有效率为 77%,而免疫功能正常人群为 90%。但有效性因免疫状况而异,从器官或干细胞移植受者的 59% 到患有风湿病或炎症性疾病的人的 81% 不等。

约翰·霍普金斯大学的外科教授多里·塞格夫和他的同事一直在研究移植受者和其他免疫系统受到抑制的人对新冠疫苗的反应程度。 2021 年 6 月,他和他的团队在《美国医学会杂志》(JAMA) 上发表了一项研究,表明在 650 多名接种 mRNA 新冠疫苗(辉瑞或 Moderna 疫苗)的移植受者中,46% 的人在一剂或两剂后没有可检测到的反应; 39% 的人在第一剂后没有反应,但在第二剂后有反应。在另一项研究中,他们发现,与接种 mRNA 疫苗的受者相比,接种强生疫苗的移植受者产生可检测到反应的可能性要低得多。这种缺乏保护可能很危险:塞格夫和他的同事发现,接种疫苗的受者发生突破性感染的可能性是普通人群的 82 倍,住院和死于突破性感染的可能性是普通人群的 485 倍。

为了防止他的身体排斥捐赠器官,富兰克林服用免疫抑制药物,但也使他容易感染新冠和其他感染。图片来源:艾莉莎·舒卡

大约在同一时间,塞格夫和他的同事在《内科医学年鉴》在线发表了一项关于 30 名接受第三剂新冠疫苗的移植受者的研究。其中六人在最初两次注射后抗体水平较低但可检测到,24 人没有可检测到的抗体。在那些抗体水平较低的人中,所有六人在第三剂后都具有高水平抗体。但只有那些没有抗体的人中的六人在第三剂后具有高水平抗体。

这些发现有助于形成美国疾控中心于 2021 年 8 月做出决定的基础,即在为所有成年人授权加强针之前,向免疫功能受损人群提供第三剂疫苗。塞格夫说,对于某些人——主要是那些患有自身免疫性疾病的人——“第三剂疫苗有很大帮助,可以帮助他们跨越障碍,达到更受保护的抗体水平”。然而,大多数移植受者并没有那么幸运。“只有一小部分接受第三剂疫苗的移植患者达到了那种里程碑。”然而,对于在等待移植期间接种疫苗的人来说,有一个好消息。“他们很可能会有非常非常好疫苗反应——远好于他们在接受免疫抑制治疗后获得的反应,”塞格夫说。

另一个高度脆弱的群体是患有血癌的患者,例如鲍威尔。美国每年约有 35,000 人被诊断出患有多发性骨髓瘤。这种疾病会攻击骨髓浆细胞,而浆细胞会产生抗体来对抗引起新冠的病毒以及疫苗。用于治疗它的药物会杀死正常的浆细胞以及癌细胞,从而进一步加剧问题。

洛杉矶的戴安娜·M·查韦斯于 2020 年被诊断出患有多发性骨髓瘤。“没有什么比在大流行期间被诊断出患有癌症更困难的了,”她说。“这是未知的领域。” 66 岁的查韦斯不得不独自去看医生,并且由于新冠限制而无法在医院接待访客。“没有亲戚或朋友可以成为我的倡导者,提醒我所有我有的和需要问的问题,以及所有我必须快速做出的决定,”她说。

查韦斯在接种两剂 Moderna 疫苗后没有产生保护性抗体反应,但在第三剂后最终产生了。她服用类固醇药物作为骨髓瘤治疗的一部分,但她决定在接种第三剂疫苗前后短暂停止服用。(她将自己的意图告知了她的医生。患者在停止或更改任何治疗方案之前应始终咨询他们的医生。)“昨天我第一次和一位朋友出去吃了早餐,”查韦斯说。但她仍然很谨慎。“有时,即使在最好的情况下,当您试图小心谨慎时,事情仍然会发生,”她说,并补充说,关于能够对疫苗产生反应的癌症患者的最大问题是“它会持续多久?我们是否需要继续接种疫苗?”

2021 年 7 月,加利福尼亚州西好莱坞骨髓瘤与骨癌研究所医学和科学主任詹姆斯·贝伦森和他的同事在《白血病》杂志在线发表了一项关于多发性骨髓瘤患者对 mRNA 疫苗接种的免疫反应的研究。他们发现,在患有活动性骨髓瘤的患者中,只有 45% 的人在接种两剂辉瑞或 Moderna 疫苗后产生了足够的抗体水平,22% 的人产生了部分反应。贝伦森发现,接种 Moderna 疫苗的研究参与者的抗体水平高于接种辉瑞疫苗的参与者。“我们发现像科林·鲍威尔这样的老年人——那些 70 岁以上的人,以及那些淋巴细胞[免疫细胞]计数较低的人,抗体水平较低反映了这种免疫系统受损的人,那些骨髓瘤病情不佳的人,那些[接受]过其他治疗或治疗失败的人——不太可能对新冠疫苗接种产生反应,”贝伦森说。他现在正在研究额外疫苗剂量对多发性骨髓瘤患者的影响,他说,结果“令人震惊地充满希望”。

然而,抗体水平只是免疫保护的一部分。 T 细胞和记忆 B 细胞也是疫苗接种或感染后人体免疫武器库的关键组成部分,但塞格夫和贝伦森的研究并未评估它们,因为它们更难测量。即使在缺乏可检测抗体的人群中,T 细胞也可能提供一些保护。

在大流行之前,富兰克林身体活跃,并参加了国际移植运动会。但新冠限制了他可以安全进行的活动。图片来源:艾莉莎·舒卡

免疫增强

令人欣慰的是,患有某些类型自身免疫性疾病的人对疫苗接种的反应相当良好。塞格夫和他的同事研究了接种疫苗的患有风湿性和肌肉骨骼疾病(如炎症性关节炎或狼疮)的人,发现他们中的绝大多数人在接种两剂 mRNA 疫苗后产生了新冠抗体。

德国德累斯顿卡尔·古斯塔夫·卡鲁斯大学医院的临床神经科学家蒂亚夫·齐姆森和他的同事一直在分析多发性硬化症患者对新冠疫苗接种的反应,多发性硬化症是一种免疫系统攻击大脑和脊髓神经保护性脂肪鞘的疾病。它通常使用称为 S1P 受体调节剂和抗 CD20 单克隆抗体的免疫调节药物进行治疗。在服用后者的患者中,齐姆森和他的团队发现,B 细胞(产生新冠抗体)的反应相当低,但涉及 T 细胞(攻击和杀死病毒,如引起新冠的 SARS-CoV-2)的反应良好。服用 S1P 受体调节剂的患者反应较弱,但约三分之二的人仍然产生了 B 细胞或 T 细胞反应,或两者兼有。

齐姆森不建议更改多发性硬化症治疗的剂量以改善疫苗反应。相反,他建议接受该疾病输液治疗的患者在输液一个月后接种疫苗。对于 B 细胞和 T 细胞反应良好的患者,他建议在六个月时接种加强针。对于那些反应不佳的人,他建议更快地给予第三剂疫苗。

尽管如此,许多患有其他罕见免疫疾病的人仍然想知道他们是否受到新冠的保护。迪娜·S 要求不透露她的姓氏以保持她的隐私,她患有一种名为粘膜类天疱疮的罕见疾病,这种疾病会导致牙龈和其他区域起水泡。她服用麦考酚酸酯吗乙酯,一种常用于器官移植受者的免疫抑制剂,并且过去曾服用类固醇泼尼松。

迪娜是塞格夫和他的同事的研究对象之一。她最初接种了两剂辉瑞疫苗,但抗体检测显示她没有反应。然后她接种了一剂强生疫苗,但抗体仍然呈阴性。因此,迪娜接下来接种了三剂 Moderna 疫苗,之后她终于获得了类似于健康人接种两剂疫苗后的反应。整个过程持续了六个月。“我的磨难促成了批准为所有人,尤其是免疫功能受损的人提供加强针,”她说。“加强针有效且是必需的!”

自大流行开始以来,迪娜一直有效地被锁定在一个由三个人组成的“泡泡”中,采取严格的预防措施以限制她的感染风险。现在她对疫苗接种有了可衡量的反应,她说她终于可以稍微放松一下了。“疫苗给我带来的巨大兴奋是,我可能会在大封锁后第一次走进一家杂货店,”她说。“完全戴着口罩,在一天中安静的时候,在一家通风良好的大商店里,但仍然是。散装香料和茶叶区在呼唤我。”

约翰·霍普金斯大学的塞格夫建议采取三管齐下的方法来改善免疫系统减弱的人群的疫苗反应。首先,他建议尝试第三剂。如果这不起作用,一些患者可能可以暂时减少他们正在服用的免疫抑制药物的量(尽管只有在他们的医生认为安全的情况下)并接种另一剂疫苗。最后,如果疫苗接种失败,塞格夫建议给患者单克隆抗体作为对抗新冠的被动免疫形式。单克隆抗体治疗目前已获授权用于确诊感染或接触新冠后,但塞格夫希望食品和药物管理局将考虑允许将此选项用于预防用途。

疫苗接种不是免疫功能受损人群可以采取的唯一保护措施。他们可以避开人群或与未接种疫苗的人或经常接触其他人的人在室内。他们可以在不与他们同住的人周围佩戴高质量口罩,例如 N95 口罩,并通过打开窗户和使用空气净化器来增加通风。他们可以让其他人在与他们互动之前进行自我检测。这些预防措施虽然比手臂上打一针更麻烦,但在叠加在一起时是有效的。“我们能为免疫功能受损的人做的最好的事情,”塞格夫说,“是让其他人接种疫苗,以便我们保护我们脆弱的朋友和邻居。”

坦尼娅·刘易斯 是《大众科学》负责健康和医学的高级编辑。她为网站和印刷杂志撰写和编辑有关从新冠到器官移植等主题的故事。她还出现在《大众科学》的播客《Science, Quickly》中,并撰写《大众科学》的每周健康与生物学新闻通讯。她在《大众科学》的八年里担任过许多职位,包括健康编辑、助理新闻编辑和《大众科学思想》的副编辑。此前,她曾为《Insider》、《Wired》、《Science News》等媒体撰稿。她拥有布朗大学的生物医学工程学位和加州大学圣克鲁兹分校的科学传播学位。在 Bluesky 上关注她 @tanyalewis.bsky.social

更多作者:坦尼娅·刘易斯
大众科学杂志第 326 卷第 2 期本文最初以“接种疫苗但易受感染”为标题发表在《大众科学》杂志第 326 卷第 2 期(),第 62 页
doi:10.1038/scientificamerican0222-62
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