一开始,当冠状病毒还是新的时候,寻找疫苗很简单。每个人一开始都容易感染病毒射击带来了惊人的保护。
但是,与病毒有关的生命的下一篇章——以及秋季及以后加强疫苗的选择——将因过去的感染和疫苗接种而在人群中形成的层层免疫而变得复杂。
当谈到病毒感染时,过去就是序幕:我们第一次接触的病毒版本可以决定我们如何应对后来的变体,也许,疫苗的效果如何。
这是一种被称为原始抗原罪的令人生畏的现象,就冠状病毒而言,它引发了一系列问题。我们的免疫系统是否仍在对已经消失的病毒版本进行防御?为了阻止变异而设计的更新的加强疫苗会比原来的疫苗更好吗?我们多久会被再次感染?有没有更好的办法来扩大免疫力?
这些问题的答案将影响我们与冠状病毒的长期关系,以及数百万人的健康。但大流行已经过去两年多了,对解开这些谜团的探索突显了对抗新病原体的战斗似乎永无止境的复杂性。
当这种病毒出现时,之前没有人遇到过SARS-CoV-2,所以我们的免疫系统几乎从同样的脆弱点开始——科学家们称之为“幼稚”。
现在,人们以不同的组合方式被感染、接种疫苗、增强、再感染和再次增强。人们的免疫系统在学习曲线上略有不同,这取决于他们何时被感染或接种疫苗,以及使用什么变种或疫苗。
你应该注射第二种冠状病毒增强剂吗?以下是需要了解的内容。
“这里没有千篇一律的答案,”威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)微生物学和免疫学教授约翰·p·摩尔(John P. Moore)说。“接种疫苗后的欧米克隆感染并不意味着你不会在未来的一段时间内再次感染。再往前走一点有多长时间?”
科学家们正在实时观察原始抗原与冠状病毒的对抗,并讨论它将如何影响未来的疫苗策略。与圣经中雷鸣般的名字相反,这种现象是微妙的——通常是有益的或中性的,而不是有害的。
这有助于解释为什么基于原始病毒的疫苗继续让人们远离医院,尽管挑战了新的变种。但这也可能意味着改良的秋季助推器的好处有限,因为人们的免疫记忆主要是他们第一次接触病毒的经历。
“在这一点上,我们可能已经从疫苗中获得了尽可能多的优势,”冠状病毒疫苗的设计师巴尼·格雷厄姆(Barney Graham)说,他目前在亚特兰大莫尔豪斯医学院(Morehouse School of Medicine)专注于全球卫生公平。格雷厄姆强调,疫苗的作用正是它们设计的目的:让人们远离医院。重新调整它们会有好处,尽管有限。
格雷厄姆说:“我们可以对它进行调整,也许可以使它更好地匹配循环菌株。”“这将产生非常小的增量效应。”
60多年前,一位名叫小托马斯·弗朗西斯(Thomas Francis Jr.)的病毒学家观察到,儿童时期感染流感会产生终身影响。几十年后,人们的免疫系统会留下第一次流感的印记,主要针对他们遇到的病毒的原始版本激活防御。他称之为"原始抗原罪学说"
冠状病毒也在发生同样的事情。越来越多的研究表明,当omicron变体感染时,它会导致免疫系统迅速激活已经处于待机状态的免疫记忆细胞,这些细胞是由以前的疫苗接种或感染产生的。
伦敦帝国理工学院免疫学和呼吸医学教授罗斯玛丽·博伊顿说:“人们现在带着不同的免疫印迹covid反应,这取决于他们接种过什么疫苗——一剂、两剂或三剂——以及他们过去感染过什么。”“烙印根据你生活在世界的哪个地方,你接种了什么疫苗而有所不同,这决定了随后的免疫反应。”
在流感中,原始抗原的免疫反应具有实际的后果:当流感病毒株与儿童时期遇到的病毒株相似时,人们可以更好地预防严重疾病。1918年的流感大流行是由一种H1N1毒株引起的,这种毒株在之后的几十年里继续传播。当2009年H1N1流感大流行发生时,在童年时期接触过H1N1的老年人比感染过其他病毒株的年轻人有更强的免疫反应。当一种流感病毒株与最初接触的流感病毒株距离较远时,人们可能更容易受到感染。
关于原始抗原原罪如何在冠状病毒身上发挥作用,人们还没有达成共识,这在免疫学家中是一个敏感的话题。许多人争论,用“罪恶”来形容这种现象是否合适,这种现象巩固了我们的免疫系统对不断变化的病毒提供部分保护的能力。
但时间至关重要:公司已经在根据一种新配方生产秋季助推剂。许多科学家认为,在缺乏确定性的情况下,继续使用返回式助推器是最好的策略——即使它们可能提供短期保护,主要是针对严重疾病。
当你感染了covid,以下是你如何知道你什么时候不再具有传染性
芝加哥大学的研究人员凯特琳·戈斯蒂克(Katelyn Gostic)说:“也许10到15年后,我们将生活在这样一个世界:疫苗是针对出生年份的,或者在选择菌株时考虑到人群的不同免疫史。”“我认为我们需要并正在积极开发更好的技术和更好的技术,试图在科幻小说的前沿工作,找出这些印记问题。”
免疫系统是如何学习的
识别病毒
原始
病毒
病毒入侵后,树突细胞会捕获病毒碎片。
树突
细胞
树突细胞然后寻找与病毒片段特征匹配的辅助T细胞。
助手
T细胞
一旦匹配,一个激活的助手
然后T细胞定位
B细胞也符合病毒的独特特征。
B细胞
等离子体
细胞
被激活的B细胞变成浆细胞,大量产生阻断病毒的抗体来对抗感染。有些成为记忆
B细胞。
抗体
抗体
在病毒
抗体充斥人体,并锁定病毒,阻止它感染更多细胞。
记忆B细胞在第一次感染被清除后仍留在体内。如果再次遇到相同的病毒,它们可以迅速重新激活,产生更多抗体。
免疫系统是如何学习的
识别病毒
病毒入侵后,树突细胞会捕获病毒碎片。
原始
病毒
树突
细胞
树突细胞然后寻找与病毒片段特征匹配的辅助T细胞。
助手
T细胞
一旦匹配,一个激活的助手
T细胞然后定位与病毒特征相同的B细胞。
B细胞
等离子体
细胞
被激活的B细胞变成浆细胞,大量产生阻断病毒的抗体来对抗感染。一些变成记忆B细胞。
抗体
抗体
在病毒
抗体充斥人体,并锁定病毒,阻止它感染更多细胞。
记忆B细胞在第一次感染被清除后仍留在体内。如果再次遇到相同的病毒,它们可以迅速重新激活,产生更多抗体。
免疫系统是如何学会识别病毒的
原始
病毒
病毒入侵后,树突细胞会捕获病毒碎片。
树突
细胞
树突细胞然后寻找与病毒片段特征匹配的辅助T细胞。
助手
T细胞
记忆B细胞在第一次感染被清除后仍留在体内。如果再次遇到相同的病毒,它们可以迅速重新激活,产生更多抗体。
一旦匹配,一个激活的助手
T细胞然后定位与病毒特征相同的B细胞。
B细胞
等离子体
细胞
被激活的B细胞变成浆细胞,大量产生阻断病毒的抗体来对抗感染。一些变成记忆B细胞。
抗体
抗体充斥人体,并锁定病毒,阻止它感染更多细胞。
抗体
在病毒
免疫系统是如何学会识别病毒的
被激活的B细胞变成浆细胞,大量产生阻断病毒的抗体来对抗感染。一些变成记忆B细胞。
抗体充斥人体,并锁定病毒,阻止它感染更多细胞。
病毒入侵后,树突细胞会捕获病毒碎片。
然后树突细胞就会寻找帮手
与病毒片段特征相匹配的T细胞。
一旦匹配,激活的辅助T细胞就会定位同样匹配病毒独特特征的B细胞。
原始
病毒
树突
细胞
助手
T细胞
等离子体
细胞
抗体连接
病毒
B细胞
抗体
记忆B细胞在第一次感染被清除后仍留在体内。如果再次遇到相同的病毒,它们可以迅速重新激活,产生更多抗体。
免疫系统是如何学会识别病毒的
原始
病毒
病毒入侵后,树突细胞会捕获病毒碎片。
树突
细胞
树突细胞然后寻找与病毒片段特征匹配的辅助T细胞。
助手
T细胞
记忆B细胞在第一次感染被清除后仍留在体内。然后它们可以迅速重新激活
如果再次遇到相同的病毒,就会产生更多抗体。
一旦匹配,一个激活的助手
T细胞然后定位与病毒特征相同的B细胞。
B细胞
等离子体
细胞
被激活的B细胞变成浆细胞,大量产生阻断病毒的抗体来对抗感染。一些变成记忆B细胞。
抗体
抗体充斥人体,并锁定病毒,阻止它感染更多细胞。
抗体
在病毒
免疫系统是如何学会识别病毒的
病毒入侵后,树突细胞会捕获病毒碎片。
树突细胞然后寻找与病毒片段特征匹配的辅助T细胞。
被激活的B细胞变成浆细胞,大量产生阻断病毒的抗体来对抗感染。一些变成记忆B细胞。
一旦匹配,激活的辅助T细胞就会定位
B细胞也符合病毒的独特特征。
抗体充斥人体,并锁定病毒,阻止它感染更多细胞。
原始
病毒
树突
细胞
助手
T细胞
等离子体
细胞
抗体连接
病毒
B细胞
抗体
记忆B细胞在第一次感染被清除后仍留在体内。如果再次遇到相同的病毒,它们可以迅速重新激活,产生更多抗体。
对原始性抗原罪最悲观的解释是,免疫系统陷入了一场古老的战争。每一种新的感染都不会留下有用的免疫记忆,而是召唤防御系统来对付旧版本的病毒。
伦敦帝国理工学院的免疫学家丹尼·奥特曼说:“你的冠状病毒免疫系统就像狗的晚餐一样,它实际上可能会以一些不再有用的方式增强对过去变种的免疫力。”
抗体匹配并锁定原始病毒。
抗体
到原始病毒
匹配
原始
病毒
但较老的抗体并不适合较新的变体。
不匹配
新
变体
抗体匹配并锁定原始病毒。
抗体
到原始病毒
匹配
原始
病毒
但较老的抗体并不适合较新的变体。
不匹配
新
变体
抗体匹配并锁定原始病毒。
但较老的抗体并不适合较新的变体。
抗体
到原始病毒
匹配
不匹配
原始
病毒
新
变体
抗体匹配并锁定原始病毒。
但较老的抗体并非如此
一个很好的匹配更新的变种。
抗体
到原始病毒
匹配
不匹配
原始
病毒
新
变体
他和博伊顿今年6月在《科学》杂志上发表了一篇论文,指出感染了原始冠状病毒、后来接种了欧米克隆疫苗并再次感染欧米克隆的人对欧米克隆的免疫反应低于标准。他们的解释是:人们的免疫系统一直在与这种病毒的旧版本作斗争。
有些人认为,除了原始抗原罪之外,还有其他解释。
免疫系统工作的一个基本要素是记忆,即回忆起以前感染过人的病毒的能力。尽管对抗病毒的抗体会随着时间的推移而自然下降,但当病毒入侵时,记忆B细胞会开始行动,并根据需要大量生产它们。
当病毒进化时,就像冠状病毒变体一样,这种记忆仍然非常有用。病毒通常只换出它们的一小部分服装。omicron的刺突蛋白部分看起来非常不同,但其他部分看起来是一样的。
原始病毒的抗体可能仍然能够附着在新变种的一些没有变化的部分上。
不匹配
新
变体
匹配
原始病毒的抗体可能仍然能够附着在新变种的一些没有变化的部分上。
不匹配
新
变体
匹配
原始病毒的抗体可能仍然能够附着在新变种的一些没有变化的部分上。
不匹配
新
变体
匹配
原始病毒的抗体可能仍然能够附着在新变种的一些没有变化的部分上。
不匹配
新
变体
匹配
“我们的免疫系统最喜欢做的是识别它已经看到的东西。麦克马斯特大学(McMaster University)的病毒免疫学家马修·s·米勒(Matthew S. Miller)说。“疫苗在防止我们患上严重疾病方面仍然做得非常好。原因是,本质上,这是原始抗原罪。”
这种一触即发的免疫反应并没有经过微调来阻止这种新病毒;人还是会被感染的但许多科学家认为,一种准备就绪的次优反应,比等待身体从头开始创造一个更好。
Adagio Therapeutics是一家专注于开发单克隆抗体药物的生物技术公司,其首席科学官劳拉·沃克(Laura Walker)说:“从本质上讲,原始抗原罪通常是一件非常好的事情。”沃克最近发表了一篇论文,表明接种了疫苗的人感染了欧米克隆病毒,他们在最初接种疫苗产生的免疫细胞的驱动下产生了初步的免疫反应。
这种能够识别新变体的抗体爆发对专家来说并不奇怪。这是免疫学101。就冠状病毒而言,这是有帮助的。
“这不是罪过。这是我们免疫反应的自然进程,”圣路易斯华盛顿大学医学院的免疫学家Ali Ellebedy说。“我们不应该认为这是一个小故障。”
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科学家们还不知道在感染或新疫苗后的几周或几个月内会发生什么。
一种可能是:免疫系统对新变异产生了新的记忆。下一次奥米克隆的后代出现时,身体可以从扩展的记忆库中提取能量来进行下一次防御。
另一种更令人担忧的情况是:快速免疫反应会干扰新记忆的产生。下一次病毒出现时,身体只是重新激活现有的反应——最终,一个变体出现了,它变化得如此之大,以至于无法识别。
“问题是:这个记忆池是会扩大,还是会固化?”丹娜-法伯癌症研究所的免疫学家韦恩·a·马拉斯科说。
美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)在6月要求各公司更新秋季的冠状病毒助推剂,使其包括两种成分:一种针对原始菌株;另一种则专门针对BA.4和BA.5这两种最新的变种。
公司展示的初步数据显示,含有这些病毒版本的疫苗可以在接种后的几周内引发更强的免疫反应。但这种转变的优势并不大,这些疫苗的长期效果在一定程度上取决于它们是否有助于创造新的记忆。如果它们只是提供了现有记忆反应的短期增强,许多科学家正在讨论改变疫苗策略。
“在我看来,这不会是限制有症状的omicron感染的巨大变化,”美国国家过敏和传染病研究所细胞免疫学科主任罗伯特·塞德(Robert Seder)说。Seder在今年的一项灵长类动物研究中表明,omicron增强剂的效果并不比再注射一针原始疫苗好。他把精力集中在改变策略上,比如可以帮助阻止病毒感染和传播的鼻腔疫苗。
尽管改进后的疫苗不太可能改变游戏规则,但许多科学家赞成进行更新。埃默里大学(Emory University)的免疫学家拉菲·艾哈迈德(Rafi Ahmed)认为,迫切需要一种基于欧米克隆的增强剂。
艾哈迈德说:“继续为没有流行的病毒株接种疫苗是没有意义的。”即使新的欧米克隆特异性记忆没有合并,变体特异性疫苗也会招募并激活能够识别欧米克隆的记忆反应部分。
一些科学家认为一种新的记忆反应也会随着时间的推移而发展。另一些人则认为这可能需要额外的努力。艾哈迈德对流感的研究表明,针对H5N1病毒株的第一针主要激活了现有的记忆反应,而第二针则招募了针对该病毒株的新B细胞。
但并非所有的“罪”都是生而平等的。对于像登革热这样的病毒,原始的抗原原罪可能是有害的。对于流感,它可能在某些情况下有帮助,但在其他情况下会阻碍免疫。在这场大流行期间,有限的数据让专家们处于熟悉的境地:观察接下来会发生什么。
“我在挣扎着说:这是好事还是坏事?洛克菲勒大学(Rockefeller University)临床研究助理教授克里斯蒂安·盖布勒(Christian Gaebler)说。“如果有人说他们完全理解这一点,那他们就是在撒谎。”
图表由Aaron Steckelberg绘制。