Science:揭示麻疹病毒感染引起免疫失憶機制 突顯疫苗接種重要性

在過去的十年中,越來越多的證據表明,麻疹疫苗通過兩種方式提供保護:它不僅可以預防這種眾所周知的以起斑點和發燒為症狀的經常將兒童患者送往醫院的急性疾病,而且似乎還可以在長期內預防其他感染。這是如何做到的呢?


一些研究人員提出這種疫苗可以全面增強免疫系統。其他人則認為這種疫苗的廣泛保護作用源於預防麻疹病毒感染本身。根據這種理論,這種病毒會損害人體的免疫記憶,從而引起所謂的免疫失憶(immune amnesia)。通過預防麻疹病毒感染,這種疫苗可防止機體喪失或“遺忘”它的免疫記憶,並保持它對其他感染的抵抗力。
過去的研究提示了免疫失憶的影響,即麻疹病毒感染後的免疫抑制作用可持續長達兩到三年。但是,許多科學家仍在爭論哪種假設是正確的。關鍵問題包括:如果免疫失憶是真的,它究竟是如何發生的?嚴重程度如何?
如今,在一項新的研究中,來自美國哈佛醫學院、布萊根婦女醫院、哈佛大學陳曾熙公共衛生學院、芬蘭赫爾辛基大學和荷蘭鹿特丹大學醫學中心的研究人員提供了急需的答案。他們發現麻疹病毒清除了11%~73%的不同抗體,這些抗體可以保護人體免受病毒和細菌的感染---從流感病毒到皰疹病毒,再到導致肺炎和皮膚感染的細菌,這就意味著這些抗體讓人體對這些病原體產生免疫力。相關研究結果發表在2019年11月1日的Science期刊上,論文標題為“Measles virus infection diminishes preexisting antibodies that offer protection from other pathogens”。

Science:揭示麻疹病毒感染引起免疫失憶機制 突顯疫苗接種重要性

圖片來自G. Xu et al./Science 2015。


因此,如果人們在感染上麻疹病毒之前有100種不同的抗水痘抗體,那麼他們可能在感染麻疹病毒之後僅有50種抗水痘抗體,從而使得它們的水痘防護能力減半。如果丟失的某些抗體是稱為中和抗體的有效防禦,那麼保護作用可能會更低。
論文第一作者兼論文共同通訊作者、哈佛醫學院Stephen Elledge實驗室博士後研究員Michael Mina(如今是哈佛大學陳曾熙公共衛生學院流行病學助理教授)說,“想象一下,你對病原體的免疫力就像隨身攜帶一本犯罪分子的照片,有人在裡面打了很多洞。那麼,如果你看到犯罪分子,就很難認出他們,尤其是如果在重要的識別特徵(例如眼睛或嘴巴)上打了個洞。”
這些作者說,這項研究是第一個測量由麻疹病毒引起的免疫損傷的研究,並強調了通過接種疫苗預防麻疹病毒感染的價值。
Elledge說,“麻疹病毒對人們的威脅比我們以前想象的要大得多。我們如今知道這種機制在於它清除了免疫記憶而引起的長期危險性,這表明麻疹疫苗的益處甚至超過我們所知道的。”
這一發現,即麻疹病毒清除了人體抗體庫因而部分剔除了對大多數以前接觸到的病原體的免疫記憶,支持了免疫失憶假說。


Mina補充說:“這是迄今為止表明免疫失憶存在並影響我們真正的長期免疫記憶的最佳證據。”Mina在2015年的一篇論文(Science, 2015, doi:10.1126/science.aaa3662)中首次發現了麻疹病毒對兒童長期死亡率的流行病學影響。
Elledge團隊的這項新的研究與另一個團隊在Science Immunology期刊上報道的一篇論文同時發表,該論文通過測量由麻疹病毒引起的B細胞變化給出了補充結論。布里格姆婦女醫院醫學助理教授Duane Wesemann在Science Immunology期刊上撰寫了一篇隨行社論,對這兩個研究團隊開展的研究進行了介紹。
Elledge、Mina及其同事們發現那些在麻疹病毒感染中倖存下來的人會在重新接觸到其他病毒和細菌後逐漸恢復以前對它們產生的免疫力。但是由於此過程可能要花費數月甚至數年的時間,因此人們在此期間仍然容易受到這些感染引起的嚴重併發症的傷害。
鑑於這一發現,這些研究人員說,臨床醫生可能需要考慮對以前所有常規疫苗(比如肝炎疫苗和脊髓灰質炎疫苗)進行一次加強注射,以增強從麻疹病毒感染中康復的患者的免疫力。
這些作者說:“麻疹疫苗接種可以減輕長期痛苦,這種痛苦可能源於免疫失憶和對其他感染的易感性增加。”
前進兩步,後退一步

根據世界衛生組織(WHO)的數據,麻疹是人類已知的最具傳染性的疾病之一,在開發疫苗之前,每年平均殺死260萬人。廣泛的麻疹疫苗接種大大降低了死亡人數。
然而,據世界衛生組織報道,由於缺乏接種麻疹疫苗的機會和拒絕接種麻疹疫苗,全世界仍然有700多萬人感染麻疹病毒,每年造成10多萬人死亡,而且,病例還在增加,在2019年初增加了兩倍。美國疾病預防控制中心(CDC)稱,在美國,麻疹感染者需要住院治療,並且有些人會經歷眾所周知的長期後果,包括腦損傷,視力和聽力喪失。
先前對免疫失憶進行的流行病學研究表明,如果科學家們將麻疹對免疫力的破壞性影響導致的死亡考慮在內,那麼麻疹導致的死亡率甚至可能更高(約佔所有兒童死亡率的50%)。
答案在血液中
Elledge和Elledge實驗室的博士生Tomasz Kula在2015年開發的一種稱為VirScan的工具使這項新發現成為可能。VirScan可檢測血液中由於人體當前或過去接觸病毒和細菌而產生的抗病毒抗體和抗細菌抗體,從而有助於全面瞭解免疫系統。
論文共同作者Rik de Swart在2013年的荷蘭麻疹暴發期間收集了未接種疫苗的兒童的血液樣本。在這項新的研究中,Elledge團隊使用VirScan測量了de Swart採集過血液樣本的77名感染上麻疹病毒的兒童在感染前和感染兩個月後在其血液中存在的抗體。這些研究人員將這些數據與對115名未感染的兒童和成年人的測量數據進行比較。

這些作者說,當對這些樣本進行初步檢測時,他發現麻疹感染兒童血液中的其他病原體抗體顯著下降,這“顯然表明對免疫系統存在直接影響”。這一結果與Mina假設的麻疹誘發免疫失憶相似。
Elledge說:“這被證明是第一個明確的證據表明麻疹影響保護性抗體的水平,這就提供了支持免疫失憶的機制。”
隨後,Elledge團隊與約翰霍普金斯大學彭博公共衛生學院的Diane Griffin合作,測量了四隻恆河猴(與人類存在密切親緣關係的猴子)在感染麻疹病毒前和感染五個月後在其血液中存在的抗體。相比於de Swart在荷蘭收集的人體血液樣本,這涵蓋了更長的感染後時期。與人體中的發現相似,這些恆河猴平均喪失了先前因接觸病毒和細菌而產生的抗體的40%~60%。
進一步的測試表明,嚴重的麻疹感染比輕度感染更能降低人們的整體免疫力。這些研究人員說,這對於某些類別的兒童和成年人可能尤其成問題。
這些作者強調,這項新研究中觀察到的影響發生在之前健康的孩子中。由於已知麻疹對營養不良的兒童造成的打擊更大,因此在健康狀況較差的人群中,免疫失憶的程度及其影響可能更加嚴重。
Elledge說:“普通兒童可能會從麻疹中擺脫出來,免疫系統有所下降,他們的身體尚能應付這一局面。但是處於邊緣的孩子,比如那些患有嚴重的麻疹感染或免疫缺陷的孩子或營養不良的孩子,將面臨嚴重的麻煩。”

至關重要的疫苗接種
這些研究人員發現,接種MMR(麻疹、腮腺炎、風疹)疫苗不會損害兒童的整體免疫力。這一結果與數十年的研究相吻合。
這些作者說,確保廣泛的麻疹疫苗接種不僅將有助於預防僅在今年就直接歸因於麻疹的120萬例死亡,而且還可以避免由於免疫系統的長期破壞而導致的數十萬例額外死亡。
Mina說:“這使得人們認識到了解和預防麻疹的長期影響的重要性,包括醫生和家長未注意到的隱形影響。如果你的孩子得了麻疹,兩年後又得了肺炎,你不一定會把兩者聯繫在一起。麻疹本身的症狀可能只是冰山一角。(生物谷 Bioon.com)
參考資料:
1.Michael J. Mina et al. Measles virus infection diminishes preexisting antibodies that offer protection from other pathogens. Science, 2019, doi:10.1126/science.aay6485.
2.Inside Immune Amnesia
https://hms.harvard.edu/news/inside-immune-amnesia


分享到:


相關文章: