一项新的研究发现,感染麻疹不仅仅会导致引起瘙痒性水疱的危险感染。它还会使免疫系统在一段时间内容易受到其他感染的侵袭。
尽管早期已有关于这种“免疫失忆症”的暗示,但这项研究首次展示了这一过程可能如何运作。研究人员分析了来自 77 名未接种疫苗的荷兰儿童在感染麻疹前后采集的血滴中,针对人类面临的几乎所有病毒的抗体。这些儿童居住在荷兰的一个地区,那里的许多家庭因宗教原因而放弃疫苗接种,研究人员利用当地正在发生的麻疹疫情来收集样本。研究发现,所有儿童都康复了,他们的免疫系统功能正常,但感染后,他们失去了感染前存在的许多抗体。
“麻疹病毒比我们以往所知的更糟糕、更具破坏性,”《科学》杂志本周发表的论文的资深作者斯蒂芬·埃利奇说。“感染麻疹病毒就像遭遇[车]祸——只是受损的是你的免疫系统,”埃利奇说,他是哈佛医学院的遗传学和医学教授,也是波士顿布莱根妇女医院霍华德·休斯医学研究所的研究员。
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这种免疫清除意味着儿童必须对抗他们已经战胜过的相同细菌和病毒。埃利奇说,在美国,许多儿童通常很健康并且可以获得良好的医疗保健,四分之一的麻疹患者最终在感染期间住院,死亡病例很少见。该疾病的后遗症可能会导致抗生素处方或再次住院。
然而,宾夕法尼亚州立大学生物学副教授马修·法拉利说,在发展中国家,这种与麻疹相关的免疫失忆症可能会导致大量本可避免的死亡。“毫无疑问,麻疹是一种不公平的疾病,”他说。“麻疹死亡率的绝大部分负担落在最贫困和最难到达的人群身上。”
法拉利说,他一直对麻疹会增加对其他疾病的长期脆弱性的观点持怀疑态度——直到这项研究。“这比我们过去拥有的论据更有说服力,”他说。
法拉利说,麻疹疫苗已被公认为对公共卫生机构和非营利组织来说是一项良好的投资,他主要在发展中国家工作:它价格低廉、有效,很可能终身有效——而且一旦接种疫苗,一个人就不会将病毒传染给其他人。新的研究表明,疫苗接种通过帮助儿童避免疟疾、肺炎和腹泻等其他感染,从而节省更多的金钱和痛苦。
法拉利说,麻疹疫苗接种可以避免的严重感染和死亡人数仍不清楚,尽管这样的数字可能有助于公共官员和组织了解其真正价值。不幸的是,现在是进行此类研究的好时机,他说,因为目前正在发生几起大型疫情。例如,在刚果民主共和国,今年日历年已报告超过 20 万例麻疹病例和 4,000 例麻疹死亡病例。
为了防止更高的死亡人数,新的研究表明,应该投入资金为麻疹康复儿童提供额外的护理,并且如果儿童在感染麻疹之前接种了破伤风和脊髓灰质炎等其他疫苗,或许应该重新为他们接种疫苗。该论文的第一作者迈克尔·米纳说,他希望研究为麻疹幸存者重新接种疫苗是否合理。
普林斯顿大学人口生物学家布莱恩·格伦费尔说,这项研究提供了“进一步有力的证据,证明了麻疹感染的高度免疫抑制作用以及麻疹疫苗接种对抗这种作用的力量”,他没有参与这项研究,但曾是米纳的博士后研究顾问。2015 年,他们两人是《科学》杂志上发表的一篇论文的作者之一,该论文使用人群水平的数据表明,麻疹使人们在最初感染后的数年内更容易受到其他感染。
格伦费尔说,麻疹感染后长期的免疫失忆症可以解释为什么在 20 世纪 60 年代美国、英国和丹麦引入麻疹疫苗接种后,儿童因传染病死亡的人数“显著下降”。
周四发表在《科学免疫学》上的另一篇论文发现,接种了流感疫苗然后感染了麻疹的雪貂对流感的免疫力降低,并且在再次感染流感时遭受了更严重的症状。
米纳和埃利奇的新研究还显示,麻疹爆发后,儿童体内的流感、RSV 和腺病毒抗体增加。格伦费尔说,这些增加聚集在同一学校和家庭中的人中,可能表明儿童正在通过生病来重建他们失去的免疫力。
在新研究中,研究人员使用了埃利奇和他的实验室开发的技术。该技术名为 VirScan,可分析血液样本中的抗体。该团队从另一位共同作者、荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学中心的里克·德·斯瓦特那里获得了样本,他收集了荷兰儿童(大多数年龄在 7 至 11 岁之间)最近感染麻疹的前后血液样本(间隔 7 至 10 周)。研究发现,这些孩子在两次血液测试之间失去了 11% 到 73% 的抗体,其中麻疹感染更严重的患者失去的抗体最多。
埃利奇、米纳及其合作者还检查了猕猴在感染麻疹前后的血液中的抗体,发现这种疾病在感染后至少五个月内抑制了它们的免疫反应。埃利奇说,这种抑制作用表明麻疹病毒杀死了居住在骨髓中并提供疾病记忆的长寿命浆细胞。
VirScan 技术使科学家能够识别患者抗体识别哪些病毒,表明以前的暴露。然后,他们对噬菌体(感染细菌的病毒)进行编程,使其显示某种病毒蛋白,并将它们与患者抗体结合。任何粘附的物质都表明以前的暴露。
埃利奇说:“您可以使用 VirScan 以非常详细、高分辨率的方式分析免疫系统。”
如果没有 VirScan 进行类似的分析,成本将高出数万美元。“借助一项新创新,我们突然可以采集一个血液样本,同时探索数十万种抗体,只需 30 美元,”米纳说,而且只需 0.2 微升(一滴)血液。
米纳说,麻疹是少数几种能够清除免疫记忆的病毒之一。艾滋病毒也会引起一种免疫失忆症,但这需要更长的时间并且具有不同的机制。麻疹病毒通过特异性地与免疫细胞结合,侵入它们并利用它们来帮助其在全身传播,从而造成破坏。他说,这种针对免疫记忆细胞的靶向似乎会损害这些细胞,从而引发失忆症。
米纳说,他仍然想弄清楚为什么营养不良的儿童在感染麻疹时情况如此糟糕。他想了解这些儿童的感染本身是否更严重,“免疫失忆症”是否使他们的康复更加困难,或者两者兼而有之。他说,由于发展中国家的儿童接触的微生物比富裕国家的儿童多得多,他们实际上可能会更快地重建他们的免疫记忆,并比更有优势的儿童更快地恢复正常。但他警告说,这种更快的再学习期会带来风险:“儿童更有可能因他们重新获得记忆时接触到的感染而生病甚至死亡。”
米纳说,如果足够多的儿童接种了麻疹疫苗,从而保持了对其他疾病的持续保护,那么这可能会更好地保护整个人群免受这些疾病的侵害——这种情况被称为群体免疫。麻疹似乎会清除所有类型的抗体。在英国和美国,麻疹康复儿童大多患上了呼吸道感染;在拉丁美洲,他们大多患上了腹泻和痢疾,米纳说;这表明他们感染了环境中最为流行的疾病。“在某些方面,”他说,“麻疹可能只是充当社区中其他感染基线发病率的放大器。”