源自武漢的新型冠狀病毒被世界衛(wèi)生組織命名為2019-Novel Coronavirus (2019-nCoV),目前正肆虐神州大地,其極強(qiáng)的人傳染人的傳播方式,使得該病毒在人群中快速傳播,引發(fā)政府和民眾的擔(dān)憂。隨著確診病例和死亡病例的每日遞增,民眾更加擔(dān)憂的是,該病毒的毒力和致病性是否會在傳播過程中變得更強(qiáng),進(jìn)而出現(xiàn)更多重癥患者。從免疫學(xué)的角度剖析,該病毒的毒力和致病性在人群傳播過程中,其毒力和致病性只會減弱而不是加強(qiáng)。
病毒主要是由核酸和包裹核酸的蛋白質(zhì)所形成的肉眼看不見的微小顆粒。病毒在其感染的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增,核心環(huán)節(jié)是其遺傳物質(zhì)核酸分子的復(fù)制。所謂復(fù)制是指,以一個核酸作為模板產(chǎn)生出與其一模一樣的一個新的核酸。然而復(fù)制過程并非百分之百的完美,有千萬分之一或更高機(jī)率出現(xiàn)差錯。武漢新型病毒其核酸屬于RNA而不是DNA分子,在復(fù)制過程中,更容易出現(xiàn)差錯,生物學(xué)上稱之為突變。這種突變的病毒必然導(dǎo)致也只能導(dǎo)致毒力和致病性相關(guān)的三種后果:不變、減弱或者增強(qiáng)。那么,既然會出現(xiàn)毒力和致病性增強(qiáng)的病毒,為什么說其很難在人群中播散?這主要是由于我們免疫系統(tǒng)對病原微生物防御與監(jiān)視功能所導(dǎo)致的。
病毒入侵某個特定個體,也許僅僅只有一個病毒,也許是很多個病毒。病毒會進(jìn)入到該個體的組織細(xì)胞中,對于武漢2019-nCoV,主要進(jìn)入肺組織細(xì)胞,醫(yī)學(xué)上稱之為肺上皮細(xì)胞。肺組織有以億計(jì)的上皮細(xì)胞,我們還不清楚該病毒進(jìn)入哪些肺上皮細(xì)胞,但是有的肺上皮細(xì)胞也許只有一個病毒顆粒進(jìn)入,有的細(xì)胞則有多個病毒進(jìn)入,這可能是一個隨機(jī)過程。病毒一旦進(jìn)入肺上皮細(xì)胞后,便開始繁殖(核心是RNA復(fù)制),在細(xì)胞內(nèi)形成很多個新的病毒顆粒,導(dǎo)致細(xì)胞死亡,新的病毒顆粒被釋放出來,進(jìn)而感染周圍的肺上皮細(xì)胞。如果在機(jī)體免疫系統(tǒng)缺陷的情況下,上述感染過程會在很短的時(shí)間內(nèi)暴發(fā),導(dǎo)致肺組織極其嚴(yán)重受損,個體死亡。但是正常情況下,我們免疫系統(tǒng)不會視而不見。免疫系統(tǒng)(包括天然免疫和獲得性免疫)能夠從多個層次對入侵的病毒給予清除和抑制:
1. 廣義上講,機(jī)體各器官的細(xì)胞包括肺上皮細(xì)胞均有一定的天然抗病毒能力,但這并不是它們的工作職責(zé),而是進(jìn)化保存下來的一種細(xì)胞自我保護(hù)機(jī)制,盡管不強(qiáng),但在盡力阻止病毒的快速復(fù)制,這可能是病毒潛伏期長的一部分原因。
2. 天然免疫系統(tǒng)對病毒的直接攻擊。這主要是由機(jī)體內(nèi)廣泛分布的巨噬細(xì)胞對病毒顆粒的吞噬與降解和天然殺傷(natural killer)細(xì)胞攻擊病毒感染的細(xì)胞等環(huán)節(jié)組成,其相當(dāng)于戰(zhàn)爭的先遣部隊(duì)。
3. 獲得性免疫系統(tǒng)對病毒的致命攻擊。獲得性免疫系統(tǒng)由T細(xì)胞和B細(xì)胞兩大細(xì)胞群體組成。如果病毒的感染力不是特別強(qiáng),天然免疫系統(tǒng)可能有能力完成對病毒的清除,但通常天然免疫系統(tǒng)僅僅部分地阻止病毒的入侵,對病毒的清除必須依靠T細(xì)胞和B細(xì)胞。B細(xì)胞產(chǎn)生識別病毒的抗體,這些抗體結(jié)合病毒后,一方面阻斷病毒感染細(xì)胞,一方面增強(qiáng)吞噬細(xì)胞對病毒的吞噬。但是,抗體對于細(xì)胞內(nèi)的病毒無能為力,真正發(fā)揮斬草除根作用的是T細(xì)胞。T細(xì)胞能夠殺死被病毒感染的細(xì)胞,通過殺死該細(xì)胞,從而也把病毒給摧毀。因此,T細(xì)胞和B細(xì)胞相當(dāng)于戰(zhàn)場的主力部隊(duì),但是它們需要時(shí)間準(zhǔn)備才能進(jìn)入戰(zhàn)斗,T細(xì)胞活化需要5至10天,而B細(xì)胞產(chǎn)生抗體往往需要14天左右。
那么,免疫系統(tǒng)的監(jiān)視防御是如何阻止毒力和致病性更強(qiáng)的武漢新型冠狀病毒在人群中擴(kuò)散的?
對于病毒而言,其毒力和致病性與其傳播力是不同的概念,甚至可能是相反的,即毒力和致病性與傳播力成負(fù)相關(guān)。毒力和致病性是一致的概念,指病毒進(jìn)入機(jī)體后對機(jī)體的損失程度;而傳播力是指病毒在人群中感染個體的速度。病毒的毒力越強(qiáng),越發(fā)容易被免疫系統(tǒng)識別,而免疫系統(tǒng)對病毒的清除一是游刃有余,二是毫不手軟,關(guān)鍵在于有效識別病毒。當(dāng)前的新型冠狀病毒,相較于2003年SARS和2015年MERS而言,其毒力和致病性其實(shí)是弱的,但是由于某種突變,在病人某個感染的肺上皮細(xì)胞內(nèi),會產(chǎn)生出高毒力和高致病性的變異病毒顆粒,其釋放后再感染周圍的肺上皮細(xì)胞。但是這種情況一旦發(fā)生,會出現(xiàn)免疫識別的增強(qiáng)。一是直接增強(qiáng)識別,即病毒由于變異改變了自己的特征,從而直接增強(qiáng)了免疫的識別;二是間接增強(qiáng)識別,即在少數(shù)情況下病毒變異并不增強(qiáng)免疫識別,但是由于病毒毒力增強(qiáng),導(dǎo)致對組織損傷增強(qiáng),損傷的組織能夠向免疫細(xì)胞報(bào)警,引發(fā)大量免疫細(xì)胞到達(dá)損傷部位,進(jìn)而識別并攻擊損傷部位的病毒。免疫識別是免疫學(xué)上的專業(yè)術(shù)語,是指機(jī)體免疫細(xì)胞固有的一種能力,使得免疫細(xì)胞能夠區(qū)別自身成分和外來的入侵物,以及區(qū)別機(jī)體正常成分和異常成分,進(jìn)而對入侵物和異常成分進(jìn)行排斥。這樣,體內(nèi)免疫系統(tǒng)能夠很好將因變異而產(chǎn)生的高毒力高致病性的病毒控制住,避免其擴(kuò)散。另一方面,萬一有少量這種變異高毒的病毒被釋放到人體外,并感染了新的個體,同樣由于增強(qiáng)的免疫識別,新的個體免疫系統(tǒng)也能夠?qū)⑦@種病毒給予控制。
總之,病毒感染人類,并不存在病毒不想殺死宿主細(xì)胞的擬人化說法,其本質(zhì)是病毒和我們免疫系統(tǒng)一個相互斗爭的過程。在這個過程中,具有傳播力的病毒感染人群后,病毒在感染人群細(xì)胞內(nèi)通過復(fù)制發(fā)生突變,由于受到免疫監(jiān)視的壓力,高毒力的病毒將被免疫系統(tǒng)識別消滅。因此,從一個較長的時(shí)間窗來看,這種具有傳播力的病毒毒力和致病性只會變?nèi)酰粫訌?qiáng)。
(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系 黃波)