儿童的免疫系统如何让他们躲避新冠病毒

-这篇文章的英文稿来源于Nature 杂志Bianca Nogrady写的的一个报道

从新冠疫情开始以来,儿童仅占COVID-19感染的一小部分,这一现象使许多科学家们感到困惑。现在,越来越多的证据表明了可能的原因:与成人相比,孩子们的免疫系统似乎更有能力消除SARS-CoV-2 新冠病毒。纽约哥伦比亚大学的免疫学家Donna Farber说:“孩子们的免疫系统让他们能更好地对新病毒做出反应。即使感染了新冠病毒,儿童也大都表现为轻度或无症状“。 儿童对病毒的反应与成年人不同的另一个线索是,虽然一些儿童会出现COVID-19症状和SARS-CoV-2特异性抗体,但在标准的RT-PCR测试中却总是显示阴性 (即检测不到病毒RNA)。例如在一项研究中,来自同一家庭的三名十岁以下儿童都能检测到新冠病毒特异性抗体,其中两人甚至出现轻度症状。尽管他们和其新冠病毒阳性的父母一直保持密切接触,但他们在28天内做了11次RT-PCR测试均为阴性。
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快速反应

对这一家庭做研究的澳大利亚墨尔本的默多克儿童研究所的免疫学家Melanie Neeland认为:“他们的免疫系统接触到病毒后会很快产生有效的免疫反应来消灭病毒。如此的快速反应使得病毒没有机会进入人体细胞并大量复制自己, 从而导致RT-PCR测试阴性”。

研究还发现在对感染新冠且有严重但罕见的并发症(称为多系统炎性综合征)的儿童中,RT-PCR阳性结果率仅为29%至50%。 原因是什么呢? 哥伦比亚大学的Donna Farber 教授认为新冠病毒感染后从儿童体内检测出的抗体类型可能提供了线索。在一项针对32位成人和47位18岁以下的儿童的研究中,她和同事发现,儿童们体内大多数只产生针对新冠病毒表面刺突蛋白 (spike protein) 的抗体。刺突蛋白的功能是与人体细胞表面病毒受体结合从而帮助病毒侵入细胞。成人感染后不但产生针对刺突蛋白的抗体,也产生了针对病毒内部核衣壳蛋白 (nucleocapsid protein) 的抗体。该蛋白对于病毒侵入人体细胞后的自我复制至关重要。只有当病毒在体内复制传播时,核衣壳蛋白才会大量释放。这些孩子缺乏核衣壳蛋白的特异性抗体,表明病毒在他们体内还没有广泛传播。儿童的免疫反应似乎能够在病毒开始大量复制前就很快地消灭病毒。

获得性(adaptive)与先天性(innate)免疫系统

Donna Farber觉得儿童能够快速中和病毒是因为他们的T细胞相对较幼稚 (naive, 未成熟)。T细胞是人体获得性免疫系统的一部分,它们的功能是在人的一生中识别遇到的各类病原体从而引起免疫反应。由于儿童的T细胞并未接触太多的病原体,它们对新病毒的反应能力反而更大。 但是其他证据表明具体原因可能并非如此简单。例如,在一项针对COVID-19感染人群的研究 (包括65位24岁以下的儿童和年轻人,以及60位成年人)中发现其实成年人的T细胞对新冠病毒的刺突蛋白的反应要比儿童和年轻人大。但是这项研究测量的只是记忆性T细胞反应,这种反应在儿童中并未完全形成。 英国南安普敦大学医院研究儿科传染病的Alasdair Munro 认为,儿童消灭新冠病毒的能力可能与他们具有很强的先天免疫反应有关。他说:“有人认为儿童拥有的快速和大规模的先天免疫反应可能会防止早期新冠病毒感染的发生”。但是如果这样的话,为什么在其他可以引起儿童严重疾病的病毒感染中看不到类似的抵抗作用?

其它因素

儿童一般是引起季节性普通感冒的其它冠状病毒的主要来源。一些研究人员觉得儿童体内这些感冒冠状病毒的抗体可能赋予他们对新冠SARS-CoV-2病毒的某种抵抗作用。但支持这一结论的证据并不是很强。新冠病毒表面的刺突蛋白通过与人体细胞表面的ACE2受体结合而侵入人体细胞, 从而诱导疾病。因为儿童的鼻子里与成人相比含有较少的ACE2受体,所以当儿童通过呼吸接触新冠病毒时,进入他们体内的病毒剂量要比成人少。这也可以解释为什么儿童中COVID-19的流行率低于成人。总之,由于生物学的复杂,COVID-19新冠病毒对儿童的影响小于成年人应该是由多种原因造成的。

正是基于只有很少一部分儿童,青少年感染新冠病毒后表现较严重的症状,现阶段美国CDC的建议是暂时将他们放在新冠疫苗注射的最后一批。近一步的深入研究这一现象也将让我们对新冠病毒有更多的了解及发现新的预防治疗手段。

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