人体对抗病毒的能力更强,是细胞免疫还是体液免疫?
除了科学的对症治疗,人体免疫系统在应对新冠肺炎病毒中还起到了什么作用?
1.产生相同的病毒和多种抗体。
就这种新型冠状病毒而言,大多数个体接触病毒后没有症状或只有轻微症状,有的出现发热、胸闷等症状,一段时间后会有所改善;但对于免疫功能较弱或较低的人来说,病毒感染是一个严峻的考验。
迄今为止,新型冠状病毒感染已导致许多人患上传染性肺炎。无论是政府部门、科研团队还是普通民众,大家都在期待抗体药物的出现,而非典期间直接采集康复患者血清治疗重症患者的做法,直接体现了抗体在治疗此类传染病中的重要性。
诚然,抗体是身体对抗病毒感染最重要的武器之一。一旦产生了针对病毒(英文名)的中和抗体,不仅数量多而且持久,从而有效地阻断了病毒进入细胞,而病毒无法进入细胞,因此无法繁殖和扩增,细胞外的病毒会逐渐自行分解。这就是抗体的魔力。
如果将灭活的病毒颗粒直接注射到体内,使机体产生针对病毒的抗体,这就是传统的疫苗,具有接种疫苗的效果。目前,新冠肺炎的疫苗研发也遵循这一基本原则。
但是,只要身体产生抗体,就可以控制病毒。这种想法可能只是一种错觉,与事实相差甚远。有些抗体甚至可以促进新冠肺炎的发展。那么,这是危言耸听,还是科学?事实上,新冠肺炎的许多重症患者以前都产生过抗体。为什么这些抗体不能控制病毒?这是由于抗体的复杂性。
人体内有20种氨基酸,化学价键将它们一一连接起来,形成一条长链,俗称蛋白质。抗体是一种蛋白质分子,具有像树枝一样的Y形结构,树枝部分识别并结合抗原(通常是外源蛋白)。自然界有各种各样的外星蛋白质。如果抗体要识别它们,它们的分支也是各种各样的(生物学上称为抗体的可变区),甚至形成各种抗体,但这些不同抗体的主干部分基本相同(生物学上称为抗体的恒定区)。
新型冠状病毒的核酸物质RNA位于核心,被核衣壳蛋白包裹,然后外面还有一层包膜,里面有刺突蛋白(扩增后看起来像钉子)、包膜蛋白、膜蛋白、膜蛋白。除了这些蛋白质之外,病毒的核酸遗传物质还可以指导其他不参与病毒结构的病毒蛋白质的产生(这些病毒蛋白质存在于被感染的细胞中,但不存在于病毒颗粒中)。所有这些病毒,蛋白质,都是外星蛋白质。对于任何外来的蛋白质,身体都可能产生专门针对它的抗体。因此,感染新型冠状病毒的个体可以产生许多不同的针对该病毒的抗体。
2.有些抗体缺乏抗病毒作用。
既然身体已经产生了多种针对病毒的抗体,那么每种抗体是否都起到了针对病毒的保护作用呢?答案是否定的。
抗体只有识别并结合病毒颗粒才能发挥抗病毒作用。然而,无结构的病毒蛋白并不存在于病毒颗粒中(在被感染的细胞中)。所以针对蛋白质这一大类病毒的抗体,其实是没有抗病毒作用的。
那么抗体对病毒颗粒中的蛋白质有抗病毒作用吗(所谓靶向就是一个萝卜一个坑,这个抗体专门结合这个蛋白质)?答案是,只有针对病毒表面蛋白质的抗体才能产生抗病毒作用。
新型冠状病毒的表面是包被层,抗体接触不到包被层中的病毒蛋白,所以这部分抗体也没有抗病毒作用。
总之,病毒颗粒感染人体后,体内可以产生许多不同的针对病毒蛋白的抗体,但大部分抗体实际上没有抗病毒作用。只有识别病毒颗粒表面蛋白质的抗体才能起到抗病毒作用。
3.有效抗体的抗病毒作用方式
识别病毒颗粒表面蛋白质的抗体可以产生抗病毒作用,那么这些抗体是如何发挥作用的呢?
冠状病毒颗粒是由病毒颗粒表面的刺突蛋白(钉蛋白)与肺上皮细胞表面的一种血管紧张素转换酶2 (ACE2)结合而产生的。然后ACE2的形状和结构发生变化,导致病毒进入细胞,并利用细胞本身的氨基酸分子、核苷酸分子和脂质分子,通过化学反应合成新的病毒颗粒,这些新的病毒颗粒被释放到细胞外。针对刺突蛋白的抗体与病毒颗粒表面的刺突蛋白结合,阻断刺突蛋白与ACE2的结合,也阻断了病毒进入细胞。这种针对刺突蛋白的抗体就是所谓的中和抗体。中和抗体通过阻止病毒入侵细胞来发挥保护作用,是抗体发挥抗病毒作用的主要力量。冠状病毒表面有ACE2包膜蛋白和膜蛋白,但这两种蛋白可能不介导病毒进入细胞。因此,抗体与包膜蛋白或膜蛋白的结合可能不会影响病毒进入细胞,但如果这种结合影响了刺突蛋白的构象(三维结构),就可以阻止病毒进入细胞(这种情况发生的可能性较低)。针对包膜蛋白或膜蛋白的抗体可以介导免疫细胞对病毒颗粒的吞噬,即使它们不影响刺突蛋白介导病毒进入肺上皮细胞。这是因为吞噬细胞表面有一种特定的蛋白质(称为Fc受体),可以识别抗体的主干部分,也就是恒定区。这样,抗体通过其可变区与病毒结合,通过其恒定区与吞噬细胞结合,从而大大促进了吞噬细胞对病毒颗粒的吞噬,被吞噬的病毒在吞噬细胞中被分解清除。
总结一下,抗体发挥作用的方式分为两类:中和表面抗体与病毒结合,阻止病毒进入细胞(御敌于国门之外);非中和性表面抗体与病毒结合,介导免疫细胞吞噬并消灭病毒(在家杀死敌人)