免疫系统使用一种特殊机制来保护儿童免受新型病毒的侵害——并且通常通过两种不同的方式使他们免于罹患重症 COVID-19。在他们呼吸道的粘膜中，它比成人的粘膜活跃得多。在儿童中，该系统对从未遇到过的病毒（例如大流行病原体）反应更快。至少，柏林夏里特医院健康研究所的伊琳娜·莱曼及其同事最近的一项研究表明了这一点。
研究人员检查了儿童和青少年粘膜细胞类型中的差异。正如该团队在《自然-生物技术》杂志上报道的那样，儿童不仅在其粘膜中拥有更多的免疫细胞；他们还更快地产生 I 型干扰素，这对抵抗病毒至关重要。因此，这些关键分子也可能提供保护，使其免受许多 COVID-19 重症病例中发生的免疫系统失调的影响。
更快的病毒战士
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“对抗病毒的防御机制分两个层面。首先，通过受体在细胞内获得抗病毒反应，例如，受体会诱导干扰素的产生，”莱曼解释道。“第二个层面是组织中的免疫细胞，例如活化的杀伤细胞和中性粒细胞。”她的团队进行的研究表明，儿童体内的这两种病毒控制水平都处于高度警戒状态。该团队分析了从 4 周至 77 岁的人的鼻粘膜拭子样本中提取的近 27 万个细胞。其中约一半感染了 SARS-CoV-2，即导致 COVID 的病毒。
样本还显示，儿童的细胞产生更多数量的免疫受体，这些受体可以识别病毒并触发免疫反应。其中一种受体分子 MDA5 是一种传感器，用于检测包括 SARS-CoV-2 在内的许多病毒中发现的外源 RNA。它还指导 I 型干扰素的产生，这对先天性或快速反应免疫系统抵抗病毒的能力至关重要。它们激活免疫细胞，并使它们处于特殊的警戒状态，从而使病毒难以繁殖。
“干扰素对于病毒感染非常有效，”海德堡德国癌症研究中心的马可·宾德解释说，他是《自然-生物技术》研究的合著者。然而，作为一种有效的对策，新型冠状病毒拥有自己的蛋白质，可以阻止干扰素的产生。“SARS-CoV-2 在细胞中繁殖速度非常快，这意味着病毒蛋白质的形成速度也很快，”研究干扰素的宾德说。“而且它们对干扰素系统的抑制作用非常大，以至于我们在细胞培养物中感染时仅看到极少或没有干扰素产生。”
干扰素的双重作用
在肺上皮细胞的细胞培养物中，宾德测试了在儿童中观察到的较大数量的 MDA5 是否可以保留干扰素反应。成人很少有这些受体——分子必须在发生感染时从头开始产生。这会花费时间，而 SARS-CoV-2 正是利用这段时间来抑制整个免疫信号系统。由于 MDA5 和类似受体更强的基本激活，儿童似乎可以免受这种情况的发生。事实上，宾德的实验表明，在儿童中，SARS-CoV-2 阻止细胞产生干扰素的速度太慢了。
因此，儿童实际上对 SARS-CoV-2 的重症病程具有双重保护作用。I 型干扰素的作用不仅仅是向身体发出病毒警告。信号分子调节一般免疫反应中的许多过程。研究表明，如果在 SARS-CoV-2 感染期间它们缺失，身体的防御系统会在最糟糕的时刻失调。病毒的传播会导致组织损伤，进而刺激免疫系统更猛烈地对抗病原体。
然而，由于缺乏 I 型干扰素，防御反应已经处于危险的失衡状态并矫枉过正。结果，即使在 SARS-CoV-2 的重症病程中，免疫反应也会对肺部造成严重的组织损伤。其他研究结果也表明了干扰素在此过程中的关键作用，这导致 I 型干扰素反应先天缺陷的人——或针对这些信号分子的自身抗体——面临感染 COVID-19 重症的高风险。
儿童仍然会患重病
儿童受益于他们超强的免疫系统使干扰素的反应速度比 SARS-CoV-2 阻止其产生的速度更快。“相反，如果 MDA5 的浓度增加，您就可以跳过蛋白质首先必须上调的第一步，”宾德解释说。“这就是为什么当细胞与病毒接触时，立即产生可测量的干扰素的原因——甚至在 SARS-CoV-2 有机会干预之前。”
然而，如果儿童的干扰素系统受到干扰——例如，由于遗传缺陷——这种保护作用就会消失。宾德说，这可能解释了为什么即使是一些表面上健康的儿童和年轻人仍然会生病。但重要的一点是，总的来说，儿童可以非常快速有效地抵抗未知病毒。
这种效应还在免疫反应的第二层面上继续存在，因为必要的免疫细胞（如活化的杀伤细胞）已经存在并准备就绪。莱曼及其同事的研究的主要发现之一是，儿童粘膜中的这些细胞比成人多得多。“免疫细胞已经存在于组织中这一事实使您抢占了先机，因为所有这些细胞都不必通过信号物质来调用，”莱曼说。“当然，如果您在组织中减少一天的病毒不受阻碍的繁殖，那就会有所不同。”
为什么成人仍然没有保护
研究结果表明，儿童的免疫系统旨在在首次遇到病毒时特别有效地对抗病毒。纽约市西奈山伊坎医学院的流感研究员彼得·帕莱塞等专家（他没有参与这项工作）因此怀疑，在大流行中，儿童通常比成人状况更好——这种效应据推测早在 1918 年就已观察到。成人必须依赖适应性免疫反应——抗体和 T 细胞为个体病原体提供的特异性保护，这种保护仅在接触病毒后一段时间才会发展。
这被证明在大流行中是一个明显的劣势。与季节性呼吸道病原体（由于免疫系统增强的效果，人们通常在儿童时期就能够拦截这些病原体）相反，成人对于新病毒尤其没有防御能力。COVID-19 就证明了这一点，正如重症和死亡率所见证的那样，这些比率在老年人口中几乎呈指数级增长。
但为什么只有儿童才具有这种高效的保护作用？宾德解释说，有几个原因。“如果身体总是激活这个[过程]，那当然会对病原体产生难以置信的选择压力，”他说。病毒早就适应了。此外，身体无法长期承受这种系统。“在所有信号系统中，干扰素反应引起细胞遗传活动的最大变化，”宾德说。如果这种反应永久保持开启状态，它将对细胞活动以及整个身体产生巨大影响。
这绝不仅仅是一个理论问题。“众所周知，先天性干扰素系统过度激活的人通常患有非常严重的炎症性疾病，”宾德说。因此，干扰素抗病毒超级武器的代价是必须小心地将其锁起来。结果，SARS-CoV-2 可以化解它——不仅突破了这条保护线，而且还使整个身体的防御系统失调。然而，在我们生命的最初几年，我们似乎实际上领先病毒一步。
本文最初发表于《Spektrum der Wissenschaft》，经许可转载。