大流行冠状病毒的变种可能比原始毒株更具传染性的发现引发了很多担忧。但现在科学家们开始在这个微生物-宿主相互作用的人类方面发现一些希望的迹象。通过研究新冠幸存者和疫苗接种者的血液，免疫学家们了解到，我们的一些免疫系统细胞（它们记住过去的感染并对其做出反应）可能具有自身改变的能力，以对抗病毒的突变。科学家们认为，这意味着免疫系统可能已经进化出自身应对变种的方式。
洛克菲勒大学的免疫学家米歇尔·努森茨威格说：“本质上，免疫系统正试图赶在病毒前面。”他进行了一些最近的研究，追踪了这种现象。新兴的观点是，除了对最初的 SARS-CoV-2（导致新冠的病毒）入侵做出反应的原始细胞外，人体还维持着抗体产生细胞的后备军。随着时间的推移，一些后备细胞发生变异，产生能够更好地识别新病毒版本的抗体。“这真的是我们进化出的一个非常巧妙的机制，基本上是为了能够处理像变种这样的事物，”华盛顿大学的免疫学家马里昂·佩珀说，她没有参与努森茨威格的研究。是否有足够的这些细胞及其抗体来提供针对不断变化的 SARS-CoV-2 的保护，仍在研究中。
去年四月，当疫情在纽约市达到第一个高峰时，努森茨威格和他的同事们立即采取行动，开始收集新冠幸存者的血液。早期有关于再次感染和抗体减弱的令人不安的报告，科学家们想了解免疫系统能够维持其对新型威胁做出反应的能力有多久。他们采集了感染 SARS-CoV-2 一个月后以及六个月后的人们的血液样本。科学家们发现的结果在某种程度上令人鼓舞。在较晚日期采集的血液确实具有较低水平的循环抗体，但这很有道理，因为感染已经清除。并且在某些人中，产生抗体的细胞（称为记忆 B 细胞）的水平保持恒定甚至随着时间的推移而增加。感染后，这些细胞会在身体的淋巴结中徘徊，并保持识别病毒的能力。如果一个人第二次被感染，记忆 B 细胞会激活，迅速产生抗体并阻止病毒造成第二次严重感染。
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在后续测试中，洛克菲勒的科学家们克隆了这些后备 B 细胞，并针对一种旨在看起来像新变种之一的 SARS-CoV-2 版本测试了它们的抗体。（实验病毒缺乏复制能力，这使得它在实验室中使用更安全。）这种病毒经过基因工程改造，在其刺突蛋白（冠状病毒附着在人体细胞上的部分）中具有特定的突变。这些突变模仿了目前在受关注的变种中发现的一些突变。当研究人员针对这种突变病毒测试后备细胞时，他们看到一些细胞产生的抗体附着在突变的刺突蛋白上——即使这些刺突蛋白与原始病毒上的刺突蛋白不同。这意味着抗体随着时间的推移发生了变化，以识别不同的病毒特征。这项研究发表在 1 月份的《自然》杂志上。“该论文向我们展示的是，实际上，免疫反应正在进化——在这段时间内存在一些动态变化，”努森茨威格说。
最近，他和他的团队针对其他更接近模仿受关注变种（例如 B.1.351）的工程病毒测试了六个月大的 B 细胞克隆。这种变种包含一组称为 K417N、E484K 和 N501Y 的突变。在一项尚未经过同行评审并于 3 月 8 日在线发布的初步研究中，研究人员发现这些细胞产生的一部分抗体显示出识别和阻断这些高度突变变种的能力增强。
这种现象可以用一种称为“体细胞高频突变”的过程来解释。这是您的免疫系统能够产生多达一万亿种不同抗体的原因之一，尽管人类基因组只有大约 20,000 个基因。在感染后的数月和数年中，记忆 B 细胞会在淋巴结中徘徊，并且它们编码抗体的基因会获得突变。这些突变导致更多样化的抗体阵列，具有略微不同的构型。那些能够非常有效地中和原始病毒的抗体的细胞成为免疫系统的主要防线。但是，那些产生形状略有不同的抗体的细胞，即那些没有牢固抓住入侵病原体的细胞，也会被保留下来。
这种囤积行为长期以来一直让免疫学家感到困惑。为什么你的身体要保留二流的 B 细胞？佩珀说，也许这样做是因为这些细胞可能擅长应对可能突然出现的密切相关的病毒版本。病毒感染宿主已有数百万年的历史，变种并不是一种新现象。为了让宿主存活下来，免疫系统必须进化出一种跟上的机制，而这些后备军团——其中一些产生可能更适合新病毒版本的抗体——就派上了用场。基本上，在与病毒的生死搏斗中，拥有后备力量是件好事。佩珀发表的结果表明，从新冠中康复的人在仅仅三个月后就表现出记忆 B 细胞突变增加的证据。
拉霍亚免疫学研究所的免疫学家肖恩·克罗蒂说，后备力量的想法是一个好主意。“记忆 B 细胞是你的免疫系统试图制造自身变种，作为未来潜在病毒变种的对策，”他说。在 2 月份发表在《科学》杂志上的一项研究中，克罗蒂和他的同事表明，患者在感染后五到八个月内保留了对病毒的不同程度的免疫反应，并得出结论，大多数人可能具有持久的反应。“你的免疫系统正在创建一个记忆 B 细胞库，这些细胞并不完全相同，因此它们有可能识别出不完全相同的东西，”克罗蒂说。
但是，是否有足够的这些后备抗体，它们是否足够好地中和新的病毒版本以保护我们？这个问题的答案仍然未知，但这可能是一个时间问题。位于马萨诸塞州沃尔瑟姆的 Adagio Therapeutics 的免疫学家劳拉·沃克最近在《科学免疫学》杂志上发表了一项研究，表明循环抗体对病毒的中和能力在五个月后下降了约 10 倍。但与努森茨威格的团队一样，她和她的同事发现存在持续的记忆 B 细胞群。沃克的研究小组克隆了各种记忆 B 细胞，并针对变种测试了它们的抗体。她说，变种能够逃避许多抗体，但约 30% 的抗体仍然附着在新病毒颗粒上。这意味着在 B 细胞后备力量加强其抗体生产之前，新的感染仍然可能开始。但是，即使病毒会抢占先机，并且可能发生感染，B 细胞反应仍然可以限制它并提供针对严重疾病的保护。“问题是是否会有足够的抗体，我们目前尚不知道，”沃克说。但“我预计你的抗体滴度，即使很低，仍然应该能够防止最坏的情况发生，例如住院或死亡。”
另一种免疫系统防御——T 细胞——也可以帮助逃脱严重的新冠。这些细胞不直接攻击病原体，但它们的一个亚类会寻找受感染的细胞并摧毁它们。免疫学家说，T 细胞对识别病原体有一种相对粗犷的方法——它们对来自病毒各个部分的片段做出反应，这与 B 细胞高度针对刺突蛋白的特性不同——这使得它们不太可能被变种的形态变化所迷惑。在 3 月 1 日发布的一项研究中，该研究尚未经过同行评审，克罗蒂和拉霍亚免疫学研究所的亚历山德罗·塞特也测试了来自暴露于 SARS-CoV-2 的人（无论是自然暴露还是通过疫苗接种）的 T 细胞。他们的 T 细胞反应没有因变种而减弱。塞特说，虽然减弱的 B 细胞反应可能让病毒站稳脚跟，但 T 细胞活动很可能阻止病毒在体内蔓延。“在无法预防感染的情况下，你可能会有一种 T 细胞反应，可以调节感染的严重程度，”他说。
在未来几个月，研究人员将继续跟踪这些细胞，使用新开发的基因测序工具和克隆技术来追踪我们对变种和新疫苗的反应。这些方法正在为免疫学家提供新的能力，以实时监测人群对广泛感染的反应谱。“我们有能力以前所未有的方式研究和描述免疫系统。这是了解人类免疫反应的一个惊人的窗口，”努森茨威格说。
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