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- 当我们自己的免疫系统负责保护我们免受病原体的侵害时,就会发生主动免疫。
- 当我们通过从他人那里获得的免疫力保护我们免受病原体的侵害时,就会发生被动免疫。
这两种不同类型的免疫力都可以以不同的方式获得。
第三类是社区免疫,它不涉及免疫系统的物理组成部分来提供保护,但仍然值得以这种身份进行讨论。
因此,让我们仔细看看每个。
主动免疫
个人对主动免疫的依赖比被动免疫更重要。当我们暴露于潜在的致病因子(即病原体)时,我们自己的免疫系统会产生主动免疫力。大多数时候,我们在一天中自然地暴露于这些潜在的病原体——在我们呼吸的空气、我们吃的食物和我们接触的东西中。幸运的是,这些暴露大多是不会导致疾病的药物,因为它们是无害的,或者因为我们的免疫系统可以中和它们。
除了“击退”这些病原体外,主动免疫也很重要,因为它以免疫记忆的形式持续很长时间。免疫记忆由B细胞和T细胞组成,它们可以识别特定的病原体(参见 “适应性免疫系统”)。这些细胞在我们体内以低水平循环,如果通过识别其旅行中的病原体而“激活”,它们会迅速开始繁殖并向免疫系统的其他元素发出激活信号。记忆细胞至关重要,原因有二。首先,它们使我们的免疫系统能够快速做出反应。其次,它们对病原体具有特异性,因此在遇到病原体的那一刻,免疫反应就已准备就绪(参见“免疫记忆”)。
因为我们不了解免疫系统所做的大部分工作,所以我们通常不会考虑它有多忙。但是,现实情况是,就像我们的心脏和肺一样,我们的免疫系统也在不断努力保持我们的健康。我们的免疫系统每天都会产生几克抗体,这一事实证明了这一努力!
疫苗通过为我们提供一种可控的方式来产生免疫反应,从而有助于主动免疫。当引入疫苗时,我们的免疫系统会像对待任何其他暴露一样对待它。它的作用是阻止“攻击”,并在此过程中发展免疫记忆。由于疫苗的设计不会引起疾病,因此我们可以从暴露中获得好处,而不会产生与抵抗自然感染相关的风险。通过这种方式,疫苗为我们的免疫系统提供了一个为未来相遇“训练”的机会,并为我们提供了保护的“捷径”。我们获得了在自然感染中幸存下来的免疫力,而不必付出自然感染的代价。
被动免疫
被动免疫,或以自身免疫系统以外的方式获得的免疫力,可以通过多种方式发生,并且可以挽救生命。然而,被动免疫是短暂的,因为抗体不会像免疫系统直接反应的个体那样不断补充。被动免疫可以通过以下几种方式发生:
母体抗体
未出生和刚出生的婴儿受到来自母体免疫系统的抗体的保护。这些抗体以两种方式共享:通过胎盘和母乳共享。
- 胎盘和循环 — 当女性怀孕时,她的血液通过胎盘循环,为发育中的胎儿提供营养和保护。随着血液的循环,在血液中传播的抗体和免疫系统细胞也会循环。虽然发育中的胎儿通常不会在子宫内接触任何病原体,但他们在出生期间和出生后立即暴露于病毒和细菌。婴儿出生时血液中抗体的类型和水平反映了母亲的抗体类型和水平。
- 母乳 — 婴儿也会从母乳中获得抗体,尤其是出生后几天供应的富含蛋白质的母乳,称为初乳。初乳在出生后的前三到五天内产生,与出生后几周内产生的牛奶相比,初乳含有更高水平的保护肠道表面的抗体(免疫球蛋白 A 或 IgA),营养成分含量更低。这种抗体从母亲到孩子的转移表明,在婴儿的免疫系统能够产生自身保护之前,它的重要性。
免疫球蛋白治疗
在某些情况下,从动物、其他人那里获得的抗体或在实验室中合成的抗体可用于治疗有感染风险的个体。例如,感染乙型肝炎的妇女所生的婴儿除了接种疫苗外,还要接受抗体制剂治疗,以保护他们免受乙型肝炎感染。在另一个例子中,被一些毒蛇咬伤的人可以用抗蛇毒血清治疗,抗蛇毒血清是针对人所接触的蛇毒类型的抗体混合物。
社区免疫力
当人们受到周围人的保护时,就会发生社区免疫。这种类型的保护是间接的,因为它不涉及免疫的物理成分,例如抗体,而是当病原体不太可能感染易感人群时产生,因为他们周围有大量受保护的人。因为这种免疫力不是基于免疫系统的“产物”,所以它是最不可靠的。然而,对于我们社区中的一些人来说,例如那些太年轻而无法接种疫苗的人或因疾病或治疗而免疫力减弱的人,社区免疫力是他们得到保护的唯一途径。
我们通常从两个角度谈论社区免疫——社区免疫,通常称为群体免疫,以及个人,通常称为茧。让我们先看看茧。
茧
这种类型的被动免疫旨在保护特定的个人,而不是关注社区。确保婴儿周围的每个人都对百日咳(百日咳)等疾病免疫是这种间接免疫的一个例子。另一个例子是确保每个探望或照顾接受癌症治疗的人都是健康的,这样免疫力因治疗而减弱的癌症患者就不太可能接触到病原体。虽然茧可能有些帮助,但拥有自己的免疫力总是更好——特别是如果一个人在一个相对未接种疫苗的社区中。这就是群体免疫发挥作用的地方。
群体免疫
当社区中有足够多的人接触病原体时,病原体就不会那么容易传播。随着越来越多的人获得免疫力,病原体感染的人群越来越少。其结果是,整个社区的疫情将减少。由于并非所有病原体都以相同的效率传播,因此从群体免疫中受益所需的社区免疫水平各不相同。例如,由于麻疹是已知传染性最强的病原体之一,因此社区几乎要求每个人都具有免疫力才能阻止其传播。或者换句话说,与大多数其他传染性病原体相比,个人更难从麻疹的群体免疫中受益。重要的是,群体免疫不适用于人与人之间传播不是传播手段的疾病,例如破伤风。
影响群体免疫的因素
虽然群体免疫的一般概念对于所有传染性疾病都是相同的,但群体免疫的具体情况因疾病和用于预防疾病的疫苗而异:
- 疾病传播的便利性 — 疾病不仅通过不同的途径传播,而且传染性也不相同。例如,如果我们比较流感和埃博拉病毒,流感很容易通过咳嗽和打喷嚏在人与人之间传播,而埃博拉病毒是通过接触已经有疾病症状的人的体液传播的。由于流感更容易在人与人之间传播,因此与埃博拉相比,社区中受保护的人数需要更高,社区才能享受对流感的群体免疫效果。
- 疫苗有效性 — 当我们考虑疫苗有效性时,我们通常会讨论疫苗对接种者预防疾病的效果。然而,疫苗的有效性在群体免疫中也起着作用。由于群体免疫的核心原则是围绕疾病传播展开的,因此很明显,一种在预防疾病方面非常有效的疫苗将增强群体免疫力。然而,疫苗可以以另一种更微妙的方式影响群体免疫力——有些疫苗在减少病毒或细菌的脱落方面比其他疫苗更好,从而减少了传播。例如,当轮状病毒疫苗于2006年首次推出时,约有50%的儿童接种了轮状病毒疫苗。但疫苗使疾病减少了80%。这是群体免疫的一个例子。
当我们将疫苗和疾病因素放在一起时,每种疾病都有其自身的潜力,使社区从群体免疫中受益。如果你以票务系统为例,除了破伤风之外,每种疫苗可预防的疾病都会在一个只有一定数量的“免费乘车”票的社区中被阻止。由于社区中的一些人由于年龄或健康状况等原因无法接种疫苗,因此他们会使用这些门票。同样,选择不接种疫苗的人和免疫力不具有保护作用的人也将成为免费乘车票持有者。社区中的免费乘车票越多,疾病进入社区的可能性就越大。在疫情爆发之前,能够负担得起最少的免费乘车票的疾病是麻疹和百日咳。随着越来越多的人依赖免费乘车票,群体免疫力受到侵蚀,疫情爆发。一些作者将这个问题称为“公地悲剧”。
群体免疫是真的吗?
一些人认为,缺乏给成年人的疫苗加强剂提供了证据,证明群体免疫是一个神话。所以,让我们更仔细地看一下这个概念。
成人不需要像儿童那样多的免疫接种,因为他们通常对儿童疾病免疫。对于一些人来说,这是因为他们已经足够大了,已经接触过这种疾病。对于其他人来说,免疫力是生命早期接种疫苗的结果。然而,由于儿童经常接受加强剂量,人们有时会想知道为什么成年人不这样做。成人不需要加强剂量可能是几个原因之一。
影响需要加强剂量的因素可分为与疾病相关的因素和与疫苗相关的因素。
疾病相关注意事项
- 感染生物学 — 例如,麻疹和水痘需要进入并通过血流传播才能引起感染。因此,血液中的抗体可以防止随后的感染。通常,免疫接种后在血液中诱导的抗体是终生的(与粘膜表面诱导的抗体不同),因此不需要在成年期接种加强剂。此外,这些病毒不会随时间而改变,因此最初产生的免疫反应将在多年后仍然有效。这些类型的感染往往会产生终生免疫力。然而,发生在粘膜表面(呼吸道、胃肠道或泌尿生殖道)的疾病,如流感和轮状病毒,产生的抗体停留在粘膜表面,并且在产生的免疫记忆方面寿命不长。此外,一些病原体会随着时间的推移而发生足够的变化,以至于在某个时间点产生的抗体在随后的感染中可能有效,也可能无效,例如流感和人类免疫缺陷病毒 (HIV)。
- 社区中的疾病水平 — 对于仍然常见的疾病,通常不需要加强剂量,因为可能会发生暴露,从而维持保护性免疫反应。人们只是没有意识到他们已经暴露了。有时,当疫苗首次上市时,足够多的生物体仍在社区中传播,以至于人们在不知不觉中暴露于此,从而导致免疫反应的自然增强。然而,在疫苗被广泛使用后,可能会传播较低水平的疾病,需要通过其他方式(例如疫苗接种)进行加强。
- 易感性 — 某些疾病更可能感染某些人群亚群。在许多情况下,最易受感染的群体是儿童。因此,如果成年人不太容易受到感染,他们将不再需要疫苗或加强剂量。
疫苗相关注意事项
- 疫苗反应的持久性 — 有些疫苗比其他疫苗能诱导更好的免疫反应。例如,婴儿和 2 岁以下的儿童不会对原始肺炎球菌疫苗(称为多糖版本)产生强烈的免疫反应。然而,包含辅助蛋白的较新版本,称为偶联版本,允许婴儿产生保护性免疫。
- 疫苗的有效性 — 在某些情况下,个体对一剂疫苗没有反应。例如,每100人中约有94人在接种一剂麻疹疫苗后将受到保护,而每100人中约有99人在接种两剂疫苗后将受到保护。
总结
总之,各种因素使每种病原体的群体免疫潜力不同。此外,是否需要加强剂量取决于疾病和疫苗的特异性特征。因此,成人通常不需要加强剂量这一事实不能用来证明或反驳群体免疫的概念。在评估陈述的准确性时,一个好的经验法则是,宽泛、笼统的陈述往往会忽略对理解特定问题很重要的细微差别。因此,虽然从表面上看,缺乏成人加强剂量意味着群体免疫是一个神话似乎是有道理的,但花时间探索该声明的不同方面对于确定该声明是否属实很重要。
结论
在考虑群体免疫时,重要的是要认识到疫苗使社会更容易从这种保护中获益。在疫苗出现之前,疾病仍然有易感人群——最常见的是以前没有接触过这种疾病的婴儿和幼儿。这就是为什么儿童疾病和死亡如此普遍的原因,以及为什么没有接种疫苗就没有疾病会消失的原因。疫苗使人类有能力“短路”病原体在社区中的传播。
由 Paul A. Offit, MD 于 2024年1月4日 点评
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Types of Immunity | Children’s Hospital of Philadelphia (chop.edu)