免疫系统如何抵抗新冠病毒入侵?科学家:调节不当反而会成为“帮凶”

2020
04/30

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前瞻网
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新冠疫情当下,不少人可能已经把勤洗手、社交隔离和增强免疫这3句“金字诀”牢记心间。但仍有一些潜在的因素,可能会让你不知所措——这些因素将是关键所在。

新冠疫情当下,不少人可能已经把勤洗手、社交隔离和增强免疫这3句“金字诀”牢记心间。但仍有一些潜在的因素,可能会让你不知所措——这些因素将是关键所在。

专家说,免疫系统功能失调,会让老年人和患有某些特定疾病的人更容易暴露在致命风险之中。但——免疫系统其实并不总是脆弱的。有时,人体的免疫反应非常有力,但却在过激失控之后反过来杀死了宿主。这到底是怎么回事?究竟发生了什么?

塔夫茨大学医学院的免疫学家皮拉尔·阿尔凯德(PilarAlcaide)和乔安·G·韦纳教授(JoAnnG.Wellner)说,因为新冠病毒太“新”了,科学家们还不完全了解它的工作原理。但是研究人员可以利用他们已经知道的有关人体对病毒感染反应的知识。

在这里她谈到了衰老和免疫力,以及为什么肥胖会让新冠更具致命性——细胞因子风暴(cytokinestorm),正在夺走某些冠状病毒患者的生命。

免疫系统通常如何应对病毒?

据研究人员表示,最初的免疫反应非常迅速。人体免疫细胞会将这种病毒视为一种奇怪的媒介,然后它们就开始制造出许多称为细胞因子的物质来阻止病毒。这些细胞因子中的一些会杀死细胞,以阻止病毒复制。比如IL-1beta是一种细胞因子,一般会导致人体体温升高。许多病毒会在高温下死亡,因此人的身体就开始用发烧来尝试阻挡病毒侵袭。

第一个反应称为先天免疫。如果将其视为军队,这是人体的第一道防线。如果病毒通过,则该第一线先前已与第二道防线(即自适应免疫力)相协调。

适应性免疫是对此特定入侵者的一种更具体的反应,以试图清除它。B细胞产生抗体,而T细胞帮助B细胞产生抗体并可以杀死病毒本身。如果一切顺利,人体将杀死病毒,并对它产生一定的免疫力。

大多人已经明白,老年人更有可能死于冠状病毒,部分原因是其免疫系统。这是怎么回事呢?

研究衰老的人,将此现象称为免疫衰老(immunosenescence)——随着年龄的增长,先天免疫细胞和适应性免疫细胞都不再能有效地响应感染。

在先天免疫细胞中,产生细胞因子的途径无法正常工作。它们需要更长的时间来制造细胞因子,到那时病原体可能已经入侵了其他细胞。同时,先天免疫细胞无法与适应性免疫细胞进行交流,从而无法建立起第二道防线来抵御“外敌”。

另一个重要的事情是——免疫细胞全部来自骨髓中的干细胞。随着年龄的增长,骨髓中可以利用的细胞越来越少。这会影响产生多少免疫细胞。

当一个人出生时,他的免疫系统受损会导致原发性免疫缺陷。这些疾病很少见,通常在生命早期就被诊断出来。继发性免疫缺陷更为常见,是由外界因素引起的。暴露于环境毒素,包括一些杀虫剂、重金属、石油化学物质和空气污染物,如香烟烟雾,会降低免疫系统的效力。营养不良、滥用药物和酒精也会损害免疫力,药物、年龄甚至怀孕也会损害免疫力。一些疾病和伤害会导致“免疫缺陷”。

另外,一些新冠患者会出现危险的免疫反应,称为细胞因子风暴。那又是什么?

一个有效的免疫系统,需要效应免疫细胞(effectorimmunecells)来抵抗最初的感染,但是人体还需要灵活抑制免疫细胞来“关闭”这些防御系统。这就是防止人们持续发烧体温飙到105℉这样的夸张水平的背后机制。由于人体的免疫系统在不断调节,取决于体内携带的病毒载量,发烧会先发高发一阵子然后下降(发高烧-退烧)。必须平衡这些效应细胞和抑制细胞,而老年人并不总是具有这种平衡。

在细胞因子风暴中,免疫系统认为它需要制造越来越多的这些细胞因子,即使它们不足以阻止病毒。这是一个不间断的反馈回路。该病毒告诉免疫系统,“你可以杀死我。激活越来越多的免疫吧!”

然后,如果是由于抑制器单元无法传达信息而使“制动器”停止工作,那么——任何易受伤害的器官都可能受到损坏。到那时,病毒就可能不仅存在于上呼吸道,还可能在肺或心脏。这样一来,大量免疫细胞就会流向这些地方。

这些免疫细胞中的一些被称为细胞毒性T细胞(cytotoxicTcells),因为它们会释放旨在杀死病毒的有毒化合物。但是,如果将它们释放在不应该存在的地方,就会损坏器官。这就是某些人死亡的原因。如果人体无法“关闭”自己的免疫系统,那么你自己的免疫系统就有可能会反过来杀死你。

新冠对于患有心脏病或肺部疾病的人似乎更危险,这很有意义,但对于肥胖或患有糖尿病的人也是如此。这些条件又是如何影响人体对病毒的免疫反应的呢?

肥胖和糖尿病与免疫系统功能异常密切相关。如果观察肥胖症或2型糖尿病患者的脂肪,就会发现大量T细胞蓄积了这些细胞因子。这就是为什么它们的风险增加了——大多数的促炎细胞因子水平更高。

它们可能不具有抑制炎症的抑制功能。因此,如果受到额外的打击,将很难停止。它们已经比这种细胞因子风暴更接近一级了。

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