我们是否会被新冠病毒再次感染的问题已经得到解决。8月份,基因组测序证实,香港一名33岁男子确实第二次感染了同一种病毒。美国一名25岁男子的情况也是如此,尽管最初的案例研究尚未经过同行评审。
这加强了疫情期间零星出现的早期报告。大多数出现在中国和韩国,以及美国的一些地区。这些案例都未在实验室得到验证,因此不排除假阳性或假阴性干扰了检测结果的可能性。在欧洲和印度各地,也涌现出类似轶事报道的新浪潮。
如果引起新冠肺炎的病毒 SARS-CoV-2 遵循其冠状病毒近亲设定的先例,那么再感染将很快成为常态,而非例外。导致人类普通感冒的冠状病毒多次感染同一人的能力,在几十年前的研究中和最近由荷兰和肯尼亚合作研究人员进行的2018年详细研究中都得到了证实。
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现在我们知道 SARS-CoV-2 也具有再感染的能力,这项研究可以指导我们尝试回答仍然存在的问题——即,我们预计会被再感染的频率有多高,第二次感染是否会比之前的感染引起更轻或更严重的症状,以及这一切对我们制造新冠疫苗的能力意味着什么。
干扰免疫记忆
再感染的早期证据可以追溯到20世纪70年代末和80年代进行的一系列实验。健康的志愿者在一年内接触一种冠状病毒,患上感冒,然后康复。一年后再次接触时,大多数参与者都重复了这一过程,正如1990年发表的研究中所示,多达三分之二的人都是如此。其中一些是我们年复一年与之战斗的相同冠状病毒。
肯尼亚的研究采用了基因测序方法,证实并详细阐述了这些发现。该研究在肯尼亚基利菲县的农村医院和家庭中进行,追踪了该社区六年来多种冠状病毒的传播情况。大约 30% 的人感染过一种病毒变体,后来又经历了第二次感染,而大约 10% 的人又感染了第三次——至少有一个人感染了四次。有些人早在首次诊断后三个月就再次感染,而且令人惊讶的是,对于相当多的再次感染者,病毒载量实际上有所增加。
如果且当新冠肺炎的再次感染成为常态时,大多数人都会像对待其他感冒一样度过这一病毒。你感染它,在一段时间后,你的身体会忘记它,使你容易再次感染。关键的区别在于,导致季节性感冒的病毒很少导致致命疾病,而新冠肺炎的致死率在 1% 到 5% 之间,具体取决于受感染者的健康状况。
我们不知道为什么冠状病毒家族如此一致地发生再感染。但越来越清楚的是,我们在初次感染期间和之后针对病毒建立的防御机制似乎会相对快速地减退——这种消失的现象对我们长期实现所谓的群体免疫的前景不利。我之前写道,作为一种策略,指望群体免疫是鲁莽且无效的。我们必须记住,免疫力不是身体可以随意打开和关闭的开关。它由一系列复杂的反应和相互作用组成,难以观察和理清。一种机制是与生俱来的,并且在不断发挥作用,无论面临什么威胁。另一种机制是适应性的,在遇到时以特定的方式化学生成,以攻击特定的入侵者。
对再感染的一种可能解释是,人类冠状病毒擅长干扰我们的适应性免疫,确保我们对该病毒的长期反应不如对许多其他病毒那么强大或持久。特别是两种防御机制,即杀伤性 T 细胞和 B 细胞(产生抗体的浆细胞),负责维持这种势头。当病毒感染发生时,一种称为 IgM 的抗体会在一到两周内出现。IgM 抗体会动员起来对抗病毒,然后在随后的几个月里开始消失。感染清除后两到三周,会出现 IgG 抗体。
对于许多病毒(包括导致大多数儿童疾病的病毒)来说,合理高水平的 IgG 抗体可以持续多年。但人类冠状病毒的情况并非如此。1990年的研究是最早监测抗体水平以及再感染的研究之一。虽然在初次感染后的三周内检测到抗体水平升高,但在三个月内,抗体水平急剧下降。对 SARS 和 MERS 康复患者的长期研究也发现,抗体反应在两到三年内减弱。
经过数月的高强度研究,我们现在对 SARS-CoV-2 特别触发的抗体反应有了相对清晰的了解。无症状的人产生的抗体水平很低——有时甚至检测不到——即使病毒已经被清除。大多数情况下,研究表明这些抗体的浓度迅速下降,表明无症状个体可能最容易再次感染。患病的人,尤其是那些患重病的人,会产生更多的抗体,并且持续的时间更长——乍一看,这种结果似乎也能提供更大的保护作用。
然而,关于地方性人类冠状病毒的肯尼亚研究提供了相反的证据,该证据可能适用于 SARS-CoV-2。在一些患者中,人们发现高抗体水平实际上会增强感染,而不是预防或减轻感染——这使得人们有可能认为,无论初次感染的性质如何,没有人能够完全免受再次感染。不同人群之间可能也存在差异。虽然大多数研究发现针对 SARS-CoV-2 的抗体随着时间的推移会减退,但本月初发表在《新英格兰医学杂志》上的一项冰岛研究发现,在最初诊断后的四个月,接受调查的数千人中仍有 90% 以上的人体内存在抗体。
对疫苗的意义
疫苗一旦注射,不会保护身体免受感染。相反,它们为免疫系统配备了一个复杂的警报系统——一旦入侵病毒触发警报,该系统就会触发强烈而快速的反应。经过疫苗训练,一旦警报响起就会动员起来的免疫记忆细胞,使身体能够在几天而不是几周内靶向并清除病毒。这种缩短入侵者生命周期的过程对于我们儿童时期接种的许多疫苗来说是典型的——并且是成功的,包括麻疹、腮腺炎和小儿麻痹症。这些疫苗模仿自然的免疫反应,从而对再次感染产生长期甚至终身免疫。
然而,对冠状病毒的自然免疫反应要复杂得多。由于该病毒确实有明确记录的再次感染我们的能力,我们可以合理地推断,自然免疫不会长期保护我们免受其侵害。根据我们对新冠肺炎和冠状病毒的免疫力的了解,如果我们要制造一种安全、有效且具有长期保护作用的疫苗,那么新冠肺炎疫苗的开发者以及那些排队接受疫苗的人必须考虑三个问题。
第一个问题是,无论是自然免疫还是疫苗介导的免疫,其持续时间有多长。第二个更困难的问题是,强大的免疫反应是否会在某些人身上促进未来的感染,以及如果确实发生再次感染,它是否会增加而不是减少体内的病毒量。第三个也是最后一个问题是关于冠状病毒在已经感染过一次的人身上重新建立感染的机制。一种可能性是它们会使我们的记忆细胞失活——相当于断开警报。这就是麻疹病毒在初次感染时所做的事情:专门靶向并杀死记忆 B 细胞。目前,冠状病毒是否是这种情况尚不清楚。
如果 SARS-CoV-2 在再次感染后不消灭记忆反应,那么疫苗开发的前景就或多或少是明确的。随着时间的推移,由于抗原漂移,我们可能必须像对待流感一样制造新一代疫苗。除了我们可能必须在免疫力减退的情况下对人们进行复种疫苗之外,如果没有其他并发症,疫苗将能够保护我们免受再感染。但是,如果 SARS-CoV-2 确实会干扰我们的免疫记忆,那么我们可能会陷入麻烦。
关于新冠肺炎(COVID-19)特别是人类冠状病毒,我们仍然有很多不了解的地方。目前明确的是,再次感染及其背后的机制是这个谜题的关键组成部分——我们不能忽略它,而且在未来数月甚至数年里,当我们努力将这个“魔鬼”重新装回瓶子时,它将困扰着我们。