麻疹:理解“免疫性遗忘症”的竞赛

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Measles: The race to understand ‘immune amnesia’

 

扎里亚·戈尔维特

特写记者@ZariaGorvett
Alamy From left-right, drawings of measles, scarlet fever, and smallpox (Credit: Alamy)阿拉米

多年来,科学家们已经知道麻疹可以改变免疫系统——但最新的证据表明,麻疹不是轻微的调整,而更多的是完全重置。

Vaccine season banner (Credit: Getty Images/BBC)
Vaccine season banner (Credit: Getty Images/BBC)

那是 2019 年 11 月 15 日的深夜,在萨摩亚的乌波卢岛上——太平洋上的一个翠绿色的小岛,位于夏威夷和新西兰之间。政府官员正匆匆忙忙地参加在沉睡的海港首府举行的会议,讨论一个紧迫的公共卫生问题。到晚上结束时,他们宣布进入紧急状态,立即生效。

三个月前,一名公众在从新西兰乘飞机抵达后出现了典型的红棕色斑点状皮疹,新西兰的麻疹流行正在持续。他们很快被诊断为“疑似”病例,但没有采取进一步行动。

麻疹从阴影中显现

麻疹具有极强的传染性——每 10 个未接种疫苗的人中就有 9 个与感染者接触,他们自己会感染麻疹。因此,许多发达国家仍然经历间歇性疫情。

2019 年,在获得 WHO 认证的无麻疹状态两年后,英国的病例数量再次增加。由于 MMR 疫苗的广泛使用,麻疹已经消失。但是,尽管有证据表明疫苗是安全的,但疫苗接种人数最近有所下降。2019 年,美国的麻疹病例数也创下了 25 年来的最高纪录(1,235 例)。美国 2023 年底和 2024 年初的新疫情也与医生有关。

与此同时,2023 年欧洲报告的麻疹病例数是 2022 年的 45 倍

到 10 月 2 日,又出现了 7 例麻疹病例。学校——病毒在其首选受害者中传播的理想环境——照常进行,但小幅让步,禁止举行颁奖典礼。即便如此,有些人也忽略了这一点。仅仅一个多月后,疫情就急剧上升到令人震惊的程度——在大约 197,000 的总人口中,有 716 人被感染。

但随着新的紧急状态的到来,该国从根本上加大了阻止病毒传播的努力。学校和企业关闭。工人们放弃了他们的办公室。建议居民待在家里。与中世纪瘟疫爆发期间门上标记的红十字相呼应,全国各地未接种疫苗的家庭的家门外出现了红旗,它们挂在灌木丛上,绑在柱子上,挂在树上。这使医生能够挨家挨户地为有需要的人进行强制性疫苗接种。否则,萨摩亚就变成了一个鬼岛——空荡荡的道路和取消的航班。

最终,感染速度有所放缓,紧急状态于 2019 年 12 月 28 日结束。总共有 5,667 人被感染,其中包括 8% 的 15 岁以下人口。其中 81 人死亡,包括来自同一家庭的 3 名儿童

疫情已经结束——但病毒不一定夺走了它的最后一个受害者。

进入“免疫性健忘症”,这是一个已经存在了数千年的神秘现象,尽管它直到 2012 年才被发现。从本质上讲,当您感染麻疹时,您的免疫系统会突然忘记以前遇到过的所有病原体——每一次感冒、每一次流感、每一次接触环境中的细菌或病毒、每一次疫苗接种。损失几乎是完全和永久的。一旦麻疹感染结束,目前的证据表明,您的身体必须几乎从头开始重新学习什么是好的,什么是坏的。

Alamy Samoa has so far managed to keep Covid-19 under control – but if this changes, research shows that the country's population may now be more susceptible (Credit: Alamy)阿拉米
到目前为止,萨摩亚已经设法控制住了 Covid-19——但如果这种情况发生变化,研究表明该国人口现在可能更容易受到影响(图片来源:Alamy)

“在某种程度上,麻疹病毒的感染基本上将免疫系统设置为默认模式,”加拿大西部大学免疫学教授 Mansour Haeryfar 说,“就好像它过去从未遇到过任何微生物一样”。

它是如何工作的?它能持续多久?它会推动其他流行病吗?

主传染

麻疹是一种古老的呼吸道病毒,通过气溶胶和飞沫传播,人们认为麻疹在大约 2,500 年前首次从牛传染给人类——可能是利用了全球涌现的拥挤城市。

几千年来,麻疹肆无忌惮地困扰着世界上的儿童——尤其是在生命的最初几年——几乎每个人在 15 岁生日之前就感染了他们。1967 年,即疫苗在英国推出的前一年,有 460,407 例疑似病例。当欧洲殖民者首次穿越大西洋时,这种病毒被认为是新的输入病毒之一——与天花和伤寒等其他病毒一起——在一个世纪内消灭了美洲 90% 的土著人口

几十年来,科学家们已经知道,即使在他们康复后,感染麻疹的儿童患病和死于其他原因的可能性也要大得多。事实上,1995 年的一项研究发现,接种病毒疫苗可将之后几年的总体死亡可能性降低 30% 至 86%。

然而,麻疹究竟为何是儿童疾病的强大驱动因素尚不清楚。

然后在 2002 年,一组日本科学家发现,麻疹病毒结合的受体——一种允许它进入体内的分子锁——并不在肺部,就像你所期望的呼吸道病毒一样。相反,它作用于免疫系统的细胞

“如果你把它与我们当时从教科书中了解到的麻疹病毒如何进入我们的宿主进行比较,这真的是一个相当大的惊喜,”荷兰伊拉斯谟大学医学中心病毒科学副教授 Rik de Swart 说。

十年后,包括 Swart 在内的一个国际研究团队决定仔细研究。他们用绿色荧光蛋白标记麻疹,用它感染猕猴——并追踪绿色病毒颗粒的最终去向。

“[我们看到] 它全身感染许多细胞,”Swart 说。“所以,这种病毒会导致病毒血症,这意味着血液中有病毒——实际上,白细胞被感染并将病毒带到所有淋巴组织,即淋巴结和脾脏、胸腺 [胸部的一个腺体,是免疫系统的一部分],”他说,并解释说这证实了麻疹是一种免疫系统感染。

Alamy Before the measles vaccine was introduced in the UK in 1968, outbreaks often originated at schools (Credit: Alamy)阿拉米
在 1968 年麻疹疫苗引入英国之前,疫情通常起源于学校(图片来源:Alamy)

2013 年荷兰爆发的麻疹为检验这一理论提供了机会。它始于一个东正教新教社区,他们以宗教理由拒绝接种疫苗,最终感染了 2,600 人。多年后,科学家们调查了从患者身上采集的血液样本,并确认其中含有感染麻疹的记忆 T 细胞

一个令人困惑的悖论

但这并不是故事的结局。该团队主要发现麻疹与一种特定类型的免疫细胞(记忆 T 细胞)结合的受体。他们的工作是在感染后留在体内几十年,悄悄地寻找每个人接受训练以针对的特定病原体。因此,麻疹会主动感染唯一能够记住身体以前经历过的事情的细胞。

直到今天,接下来发生的事情仍然困扰着科学家们——以至于它被称为“麻疹悖论”。

“麻疹抑制免疫系统,同时激活它,”斯瓦特说。虽然麻疹会消除免疫记忆,但这些损失有一个例外。奇怪的是,您患上麻疹后肯定唯一能够识别的病毒是麻疹本身。

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麻疹感染会产生针对病毒的强大免疫反应,导致绝大多数人终生免疫。虽然还没有人知道原因,但这可能是导致免疫性遗忘症的首要原因。

首先麻疹感染记忆细胞,然后免疫系统以某种方式学会如何识别病毒本身。一旦它开始产生麻疹特异性免疫细胞,它们就会在身体周围传播,寻找受感染的记忆细胞。因此,您最终会得到可以识别麻疹的细胞,系统地杀死可以识别其他病毒的细胞。病毒导致我们破坏自己的免疫记忆。

最终,麻疹最终会用可以识别它的细胞取代你所有正常的免疫记忆细胞,而不是其他任何东西。这意味着您只对麻疹免疫,而所有其他病原体都被遗忘了。这是一种违反直觉的策略,尤其是从病毒的角度来看,因为它无法在不被识别的情况下再次潜入人体。

(不幸的是,没有证据表明这种免疫重置对免疫系统功能障碍的人有益,例如患有自身免疫性疾病的人——即使有,斯瓦特指出,基于麻疹的治疗只对那些以前从未接触过麻疹或疫苗的人有效。

Getty Images Long before the Covid-19 pandemic, Samoa locked down to halt the spread of measles (Credit: Getty Images)盖蒂图片社
早在 Covid-19 大流行之前,萨摩亚就封锁了麻疹以阻止麻疹的传播(图片来源:Getty Images)

“另一种使用类似策略的病毒是 HIV,”Swart 说。“它感染免疫系统的细胞,结果,它 [免疫系统] 被破坏,使其能力降低。但最大的区别在于,HIV 缓慢但持久地进行龋变,因此龋齿会持续很长时间。

事实上,尽管 HIV 会损害免疫系统,但麻疹引起的健忘症在人类感染中是独一无二的。斯瓦特说,在其他动物中,狗的犬瘟热和海豚的麻疹病毒 (DMV) 等病毒也会抑制免疫系统,并且可能具有类似的机制。

两年的差距

自从发现免疫性健忘症以来,这些碎片已经开始拼凑在一起。

一旦免疫系统失去了记忆细胞,它就必须煞费苦心地重新学习它曾经知道的一切。2015 年的一项人群水平研究表明,这个恢复过程可能需要长达三年的时间——有趣的是,这大约是婴儿最初获得对日常病原体免疫所需的时间。

“儿童会患上很多感冒和胃肠道疾病,需要相当多的时间来发展他们的免疫系统,”Swart 说。“所以,就持续时间而言,这在某种程度上处于同一数量级。”

与此同时,儿童面临着他们的身体曾经能够识别的各种病原体的风险。“可能所有这些感染都需要再次经历,才能真正修复那里的所有损害,”Swart 说。“而且每一种感染都有另一种疾病发展的风险。”

因此,麻疹不仅会增加患病的风险,还会增加死亡的风险也就不足为奇了。事实上,其他病毒导致的儿童死亡率与麻疹的发病率密切相关。2015 年的研究表明,当英国、美国或丹麦的儿童死亡率上升时,这通常是因为麻疹变得更加普遍。

这些发现解释了为什么为儿童接种麻疹疫苗具有意想不到的有益副作用,可以减少儿童死亡,远远超过曾经面临死于麻疹风险的人数。

令人惊讶的影响

所有这些都意味着麻疹会对人群的健康产生深远影响,即使在疫情消失多年后也是如此。

以萨摩亚为例。据认为,2019 年岛上爆发的麻疹疫情源于几年前发生的一起创伤性且极其罕见的事件,当时两名护士错误地混合了一批麻疹、腮腺炎和风疹 (MMR) 疫苗,导致两名儿童死亡。(这些护士后来被判入狱。这导致了对疫苗的普遍恐惧,因此,截至 2018 年,该国只有 30% 的人口完全接种了疫苗。

Alamy Before European colonialists arrived in the Americas in 1492, it's been estimated that the region supported a population of around 60 million people (Credit: Alamy)阿拉米
在欧洲殖民者于 1492 年抵达美洲之前,据估计该地区养活了大约 6000 万人口(图片来源:Alamy)

当麻疹——地球上传染性最强的病毒之一,R 值为 12-18(意味着每个感染者平均感染该数量的其他人)——到来时,它发现了近乎完美的传播条件。

尽管当局确实设法控制了麻疹疫情,但其影响可能仍然存在。在麻疹从岛上消失不到一年后,另一例麻疹到来——2020 年 11 月 27 日,萨摩亚记录了第一例 Covid-19 病例。

碰巧的是,Covid-19 从未有机会在岛上起飞——全面的疫苗接种和封锁计划阻止了它的传播。然而,模型表明,如果能够做到这一点,由于麻疹爆发,人群面临的风险将明显更高。根据这些计算,这些岛屿遗留的免疫性健忘症可能使病例总数增加 8%,死亡人数增加 2% 以上。

与此同时,其他建模工作发现,Covid-19 疫苗推出后发生的麻疹疫情可能会消除对冠状病毒的群体免疫力,并导致病例卷土重来。

“也许你感染了麻疹病毒,你认为,好吧,这与我对 Covid-19 的保护无关,”领导这项研究的格林纳达大学统计学教授米格尔·穆尼奥斯 (Miguel Muñoz) 说。“也许不是,因为如果你感染了麻疹,那么你的保险就会消失。你已经不安全了。

所有这些都使麻疹显然没有吸引力,如果它还没有的话。它还提出了一个重要问题——感染病毒的人应该重新接种疫苗吗?

根据 Swart 的说法,这目前不是标准做法——尽管这并不是一个坏主意。“在某些情况下,这可能需要。但就我所知,从计划的角度来看,现在还没有这样做,“他说。不幸的是,实际上,斯瓦特指出,为人们重新接种疫苗只对少数人有用。

“所以它仅适用于已完全接种疫苗的人,但不适用于麻疹,”斯沃特说。”…这是一个如此小的子群体,我认为这还不够大,不足以在个人基础上制定这样的计划。

因此,虽然重新接种疫苗的陪审团仍未定论,但人们可以做的一件简单而有力的事情来保护他们珍贵的免疫记忆——几十年来煞费苦心地收集起来,直到它们成为我们与世界互动的一种记录——就是接种麻疹疫苗。如果你算上自然获得的免疫力,那真的是以一次的价格接种数百次。

* 本文最初发表于 2021 年 11 月 16 日。它于 2024 年 2 月 14 日更新,包括美国和欧洲的最新疫情数据。

扎里亚·戈尔维特 (Zaria Gorvett) 是 BBC Future 的资深记者,她在推特上发@ZariaGorvett

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