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华夏源科普之微观下的战争:新冠病毒VS免疫细胞

  “三年疫情肆虐,给人类留下了难以磨灭的伤痕。如今,这一场没有硝烟的“战争”得以在微观上复现:新型冠状病毒是如何入侵人体的?免疫细胞又是如何奋起反抗?而当“免疫军团”节节败退时,我们又该如何派兵“增援”?本篇文章将一一为你揭晓。

  人类史,同时也是一部与疾病抗争的历史。

  譬如引发疫情高峰的新冠,就是病毒在人体内引发的战争之一,有些人胜利了,有些人则不幸失败。

  新冠与普通感冒病毒不同,它似乎更具烈性,是人体中勤勤恳恳工作着的细胞们遇见的新强敌。

  那么,这些病毒大军,是如何入侵人体,又和我们体内的免疫系统展开了怎样激烈的战斗呢?

  01

  Round One:

  病毒来袭,人体边防遭遇入侵者!

  人体的自我防御机制非常重要,我们的身体就像是一个严谨有序的国度,自有一套严密的免疫系统,就像守护身体的“超级兵团”,随时随地准备着“为身体服务”,抵御外界微生物的侵害。

  当外界病毒随飞沫传播进入人体的那一刻开始,人体内就已经在上演一场“免疫大战”了。

  感染初期,病毒就像是间谍一样,需要通过自身的伪装,来躲过人体免疫细胞的“人脸识别”,这段时期被称为潜伏期,一般3-7天,最长不超过14天。

  当然,此时的“敌军”可能还徘徊于细胞外围,正在寻找一个合适的突破口。好入侵细胞而实现寄居目的。(单链RNA病毒本身不是生物体,它必须寄生在细胞内才能生存和繁殖)

  在我们体内的60兆细胞中,归属于免疫系统的大军,主要有两个大的军团在驻扎及负责:分别是先天性免疫系统(单核细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等)和获得性免疫系统(T细胞、γδT细胞等)。

  其中先天性免疫细胞军团敏感又充满活力,如果免疫力强的人遇上还未入侵细胞的病毒,就会被它们在第一时间侦查到,并且迅速果断出手将其吞噬。

  这个在你不知道的时候产生的战役,就是值得恭喜的胜利——你的病毒在感染初期就被扼杀在摇篮里了。

  先天性免疫细胞军团作为我们身体里的第一道防线,可以迅速警觉任何外来不明物,并第一时间将其吞噬的“边防军”。

  02

  Round Two:

  王牌“杀手”军团,T细胞紧急登场!

  然而,面对新冠这种陌生的敌人,大部分的人是没有那么幸运的。

  病毒用它们惊人的复制能力在人体内迅速的繁衍后代,组成了具有冲击性的“病毒兵团”,先天性免疫细胞组成的第一道防线被打开缺口强行冲破,很快被冲得七零八落。

  难道就要这样坐以待毙吗?

  当然不是!我们还有超级“杀手锏”——获得性免疫细胞。

  通过传递抗原,人体内的精锐部队被第一时间唤醒并召集,获得性免疫细胞(T细胞、γδT细胞等)根据抗原分泌的细胞因子被激活,开始了精锐大军与被病毒感染的细胞对抗。

  对于新冠病毒的感染,体内T细胞一旦激活,其消灭病毒的能力极其强大。

  它们会迅速的根据当前战场状况,进行针对性的武器强化和系统升级,在短时间内接受调派,汇聚大量细胞集团奔赴至战场,开始特异性的攻击被感染的细胞,精准打击敌人。

  如果此时去医院查血,会显示白细胞正常或上升,淋巴细胞计数下降,这也是新型冠状病毒特有的现象。

  如果你的免疫细胞们够强大,那你还会是幸运的,通过一些辅助类药物配合治疗并发症,可以给体内的免疫细胞争取更多有利战争的时间而幸免于病毒的攻击。

  03

  Round Three:

  丧尸围城!病毒可能反败而胜?

  当然,病毒也不是好惹的。

  病毒的特性其实很像丧尸,它们感染健康的细胞,将它们同化。因此随着病毒兵团的不断复制扩大,大概发病一周左右,病毒就可以完全只手遮天。

  我们都知道,所谓精锐,就是那一小部分的拔尖群体。

  在淋巴结和脾脏,尽管T细胞数量足够多,但是能真正识别病毒的“王牌特工”T细胞其实在60兆这个大群体中来讲还是极少。

  那些为了应对凶险病毒入侵的极少数特异性T细胞,在清除了一次病毒后,95%以上会迅速死去而不再产生新的细胞(另外5%会转化为记忆性T细胞)。

  正所谓蚁多咬死象,如果T细胞的激活速度跑不过病毒的繁殖速度,这场战争就注定会以失败告终。

  在这场人体内免疫细胞节节告退的战争中,免疫力透支的患者最终会出现呼吸困难;危重症病人会进展为急性呼吸窘迫综合征;更严重的还会引发身体其他器官的衰竭和并发症而不幸死亡。

  肺部作为此次战役的主战场,在经过这么几段大型战争之后已经不堪重负,CT下你可以看到白花花的一片“白肺”如同战后的疮痍之地,这场生死较量里,免疫军团的失败意味着接下来的一切只能听天由命。

  △ CT下被新冠病毒侵占的“白肺”

  04

  Round Four:

  援兵到来!空降一支免疫军团!

  对于感染新型冠状病毒的患者,目前医院通常采取的医疗手段,都只是为了提升他们自身的免疫力,打赢和病毒的战争。

  包括目前被认为具有潜在抗病毒的药物也并不能直接杀死病毒,而只能是抑制病毒在人体的复制、传播。如洛匹那韦--干扰病毒合成、瑞德西韦--阻止病毒RNA复制。

  值得注意的是,很多药物在体外可能具有一定抗病毒作用,但在体内效果甚微。

  如果可以通过体外补充获得性免疫细胞(T细胞),免疫大军还是有机会反转结局的!

  05

  免疫细胞疗法助力“抗疫之战”

  免疫系统暴露于病毒时,如果给予足够时间进行特异性激活,或补充特异性T细胞,它仍有潜力恢复并消除病毒。

  特别是在针对危重症冠状病毒肺炎患者上,细胞疗法有助于改善细胞微环境,缓解炎症,改善肺功能,能大大提高重症患者的生存率。

  早在疫情爆发之初,国内就有专家提出新冠病毒免疫疗法,郑州大学第一附属医院生物细胞治疗中心主任张毅牵头组织实施的“新型冠状病毒肺炎高危人群和患者免疫功能评估和免疫治疗”项目获批立项,用于研究新冠免疫治疗。

  不止如此,国际上针对免疫细胞T细胞、NK细胞的免疫疗法也非常之多。

  由香港科技大学和墨尔本大学共同进行的一项研究显示,尽管不断变异的新毒株包含更多的基因突变,免疫逃逸能力更强,甚至突破疫苗和感染后获得的抗体免疫反应,但人类赖以防御病毒的T细胞免疫反应,仍能对变异毒株带来挑战,是控制病情恶化的关键。

  △ 《病毒》研究显示,奥密克戎实则难以通过突变逃脱T细胞免疫反应的攻击

  还有研究发现,免疫NK细胞也在抗击新冠病毒感染期间发挥重要作用。我们都知道,NK免疫细胞在新冠病毒感染的急性期发生快速变化,比如,相较健康个体,新冠重症患者的NK细胞总数显著减少,甚至耗尽;而在治疗后恢复的患者中,NK细胞的数量恢复;这表明NK细胞的功能耗竭与新冠病毒感染有关。

  因此,针对NK细胞的免疫细胞疗法也开始了临床验证,美国的一项NK细胞疗法CYNK-001甚至获得FDA批准开展临床试验的。研究已经证实,在病毒感染过程中,无论病毒种类如何,NK细胞都会强烈的活化。

  △ 自然杀伤细胞 (CYNK-001) 输注 COVID-19 (CYNKCOVID) 成人

  免疫细胞作为人体的“健康卫士”,在抵御病毒,保护身体健康上意义重大,这也是科学家们能够基于免疫细胞疗法进行“抗疫”研究的基本,但随着年龄增加,压力、环境等各种原因让人类对免疫细胞需求增大的同时,免疫细胞数量和活性却也在衰退。

  如果能够趁年轻健康存储下有活力的免疫细胞,就是给自己身体储备“免疫力”,面对不可预知的未来,能随时调动这支“储备队伍”,帮助机体渡过难关。

  Write in the last

  写在最后

  正是因为免疫细胞的强大功能,免疫治疗才能取得令人瞩目的成就,甚至在“抗疫”中展现出它的优势,将人类生物医学的发展又推向了新高潮。未来是不确定的,但我们可以把握现在,趁年轻还可以将免疫细胞冻存起来用于抵抗不止预知的未来,科学终将会让其有用武之地。

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