急性麻疹病毒 (MeV) 感染可能很严重

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Measles takes your immune memories

麻疹夺走你的免疫记忆

您可能听说过,美国正在多州爆发 MeV 感染,主要在未接种疫苗的人群中造成最糟糕的结果。

麻疹是全身性病毒感染的结果,通过气道进入,破坏上皮细胞气道内壁,这为细菌和其他病毒的机会性继发感染开辟了道路。MeV 穿透该衬里,然后感染并杀死一部分高度专业化和重要的免疫细胞(称为淋巴细胞)。正是在这些细胞库中保存了我们的免疫记忆。MeV 乘坐这些传染性细胞载体穿过血管网络和淋巴结站,在全身广泛传播,造成短期和长期伤害。我们得付车费。

根据美国非营利组织美国国家传染病基金会 (National Foundation for Infectious Diseases) 和其他来源的说法,这些危害包括:

  • 在美国,大约 1/5 的未接种疫苗的人在 MeV 感染后出现症状性麻疹将住院
  • 每 1,000 名有症状的麻疹患者中就有 1 人会出现脑肿胀,这可能导致脑损伤
  • 每 20 名有症状的麻疹儿童中就有 1 人会患肺炎
  • 即使得到最好的护理,每 1,000 名有症状的麻疹患者中就有 1 人会死亡。在低收入和中等收入国家,这一比例可以上升到 15%。

MeV 对淋巴细胞的定向消耗会使有症状的麻疹病例(通常是未接种疫苗的儿童)在数月内容易再次受到致病病毒和细菌的严重再感染,他们曾经对这些病毒和细菌产生了调节免疫力。

免疫记忆和对抗病毒是淋巴细胞的事情

杀死被病毒感染的细胞?淋巴细胞的东西。制造针对特定病毒的抗体?淋巴细胞的东西。创造过去感染的彩虹防御记忆,以便下次触发更快、更具体的免疫反应?

无价的。

还有一个淋巴细胞的东西。

三种淋巴细胞是自然杀伤 (NK) 细胞、T 淋巴细胞(T 细胞)和 B 淋巴细胞(B 细胞)。

NK 细胞在发现感染细胞和癌细胞时会杀死它们,而无需之前与它们互动。它们不像 T 细胞那样具有特异性。

T 细胞学习并适应以特异性破坏感染特定病原体的细胞,它们在整体细胞免疫反应及其控制中发挥作用。

抗体生产需要 B 细胞。抗体针对特定病原体的一部分,然后可以防止它感染体内的新细胞。

除了淋巴细胞之外,一种重要的细胞类型是树突状细胞。这些通常位于感染的入口处。像巨噬细胞一样,它们以病毒、细菌及其成分为食。树突状细胞专注于提供它们摄入的特异性抗体产生体(抗原)成分,利用这些成分来教导和训练淋巴结内淋巴细胞。相比之下,巨噬细胞更多的是破坏、降解和消化。

致病病毒和细菌具有多种不同的抗原。树突状细胞还募集细胞,帮助控制免疫反应,并在重新激活免疫记忆中起着核心作用。新挑战的 T 细胞和 B 细胞从这次会议中学习,当它们下次与该抗原相互作用时(就像锁与匹配的钥匙相互作用一样),它们会对该抗原及其母体病原体释放出更快的反应,攻击受感染的细胞或产生特异性抗体,这些抗体结合并阻止病原体的新感染。

需要基于细胞和抗体的免疫力才能最大限度地提高抗 MeV 反应。

T 细胞和 B 细胞包括尚未遇到病原体的细胞和已经训练的细胞;后者拥有类似退伍军人的地位,因为他们的亲本克隆人过去克服了各种感染。他们保留了战斗的记忆和更高的准备状态,当同一个敌人再次出现时——而不是如果——出现。

正是在这个领域,我们将探讨为什么麻疹不仅仅是一种由 MeV 引起的疾病。麻疹除了让你生病外,还会带走你的免疫记忆。

MeV 感染:麻疹夺走您的免疫记忆

150 多年来,众所周知,麻疹会留下有害的免疫系统,这种抵抗力会持续到麻疹急性症状消退后很长一段时间。

最初,这是通过一个非常宽泛的镜头来看待的——在无免疫力的儿童中,麻疹后死亡的人数更多。接受此模式后,搜寻切换到发现具体原因

什么暗示免疫记忆丧失?

麻疹病毒和埃博拉病毒能否在刚果民主共和国协同工作?斐济的罗图马岛可能是一个有先见之明的案例研究。

在 1911 年的一份报告中,观察到 MeV 被引入一个孤立的、免疫学上未起的人群中。斐济罗图马岛 1910 年和 1911 年出生年份的儿童中有一半以上在暴露于 MeV 后在接下来的两年内死亡。总体而言,13% 的人口死于麻疹爆发的原因。胃肠道并发症是 Rotuma 死亡病例的主要特征。1911 年研究的人群中与结核病相关的死亡率也高于随后 50 年中的任何一个群体。

有症状的感染后,患有麻疹的儿童比没有麻疹的儿童更有可能再次发生感染。

淋巴细胞总数的下降持续数月,使其他感染迅速跟随麻疹。这种减少会导致各种先前的免疫保护下降,包括先前接种疫苗的免疫保护。

在一个例子中,与接种麻疹疫苗的同龄人相比,未接种麻疹疫苗的儿童的抗破伤风抗体水平下降,即使他们之前都接种过破伤风类毒素疫苗。在另一个例子中,据报道,麻疹后接种 BCG 疫苗的儿童对结核菌素的皮肤试验反应性降低;在皮疹更严重或皮疹后出现并发症的儿童中,这种反应性恢复的时间延长。

在 1984 年对几内亚比绍患有麻疹但未接种疫苗的儿童进行分析的报告中,作者报告的死亡率高于接种疫苗的儿童。他们继续认为,营养不良和合并症都不会驱使麻疹“自然选择”后的死亡(😒)。有些人将此归因于中低收入的生活条件。相反,他们为麻疹及其导致超额死亡率的后遗症提供了理由。有趣的是,其他人注意到麻疹可能会导致体重减轻。

与无免疫力人群的这些有害后遗症相比,研究表明,接种标准麻疹疫苗后,因任何原因死亡的风险降低,而不仅仅是麻疹死亡。

安全高效的麻疹疫苗减少了麻疹后其他感染的影响,提供了更广泛的健康益处,而不仅仅是明显显着减少有症状和严重的 MeV 疾病。2013 年,世界卫生组织同意并得出结论,麻疹疫苗接种可能对降低全因死亡率产生有益影响。

所有这些对事件的观察都很好,但让我们更深入地研究一下正在发生的事情可能会带走我们的免疫记忆。

麻疹期间您的血液中发生了什么变化?

麻疹后死亡增加的机制主要由两个因素驱动:免疫反应抑制和功能失调以及免疫性遗忘症的发展。这两个结果是由影响某些细胞数量、类型和功能的多个事件驱动的。

最初,淋巴细胞总数淋巴细胞计数)出现可测量但暂时的下降。这些细胞从血液中消失的部分可能是由于它们进入不同的身体隔室——尤其是淋巴结。最初的淋巴细胞减少抑制淋巴细胞数量,然后 MeV 特异性淋巴细胞回流并清除病毒。然而,其余新制造和释放的淋巴细胞的组成发生了变化。

MeV 感染、纵和破坏哪些细胞也有一个重大影响。你可能已经猜到了。MeV 靶向并杀死 T 细胞和 B 细胞,这些细胞擅长快速响应过去许多病毒和细菌克星的回归。

保存我们免疫记忆的特定淋巴细胞亚群的丢失可能会持续两到三年,它导致人类死亡人数在麻疹康复后的较长时间内明显增加。

新血细胞的生长(造血),特别是免疫血细胞及其不同类型。造血发生在骨髓中,是所有血细胞通过造血干细胞 (HSC) 分化形成的过程。在骨髓微环境(生态位)中,HSC 可以自我更新并分化为髓系或淋巴系祖细胞。骨髓细胞进一步分化为粒细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)和单核细胞,单核细胞分化为巨噬细胞。
方框 1,免疫细胞和淋巴器官的多尺度工程,Kim 等人。2019 年 6 月;4(6):355-378.doi:10.1038/s41578-019-0100-9.Epub 2019 年 4 月 3 日。

MeV 还可以杀死长寿命的记忆 B 细胞。在一项研究中,未接种疫苗的儿童感染 MeV 后,现有抗体库的 11% 至 73% 丢失。然而,这些有害的长期影响在儿童接种疫苗后并未出现

树突状细胞的存在和正常功能(请参阅下图和链接中对其复杂发育途径的深入研究)对于我们的持续健康也很宝贵。

单核细胞和 DC 分化和多样性。(A) 单核细胞起源于粒细胞-单核细胞祖细胞 (GMP) 和单核细胞-DC 祖细胞 (MDP),它们也分别产生中性粒细胞和常规/浆细胞样树突状细胞 (cDC/pDC)。(B) cDC(cDC1 和 CDC2)通过前 cDC 从共同的 DC 祖细胞 (CDP) 产生,尽管 DC3 细胞(cDC2 亚群)被认为独立于早期髓系祖细胞的 CDP 产生。pDC 通过 pre-pDC 源自 CDP 或通过 BLP 源自淋巴谱系。
低至
图 3,髓系细胞的异质性和起源。Yáñez 等人 HS.Curr Opin Hematol.2022 年 7 月 1 日;29(4):201-208.doi:10.1097/MOH.0000000000000716.Epub 2022 年 3 月 11 日。

白细胞介素 12 (IL-12) 等关键免疫反应控制化学物质的产生也减少了。由于 MeV 感染,T 细胞也会发生抑制性结构变化

免疫抑制的另一个原因被归咎于对正常细胞控制的干扰。即使是一小部分 MeV 感染的树突状细胞也可以阻断 1,000 倍以上未感染树突状细胞的免疫刺激作用。然而,很难将这种抑制与恢复过程中观察到的 MeV 特异性淋巴细胞的急剧增加相协调

抑制免疫反应不仅仅是降低抵抗感染的能力。抑制还会影响对现有“共生”细菌以及我们原本生活在一起且通常不会注意到的病毒的遏制和管理。减少控制会允许继发感染引起并发症,如胃肠炎、肺炎(MeV 也可以直接引起肺炎)和中耳感染,因为机会性和共生病毒和细菌微生物充分利用了它们的时机。

从 MeV 感染中恢复后,细胞数量恢复到正常水平。我们可以再次对感染采取新的应对措施。然而,我们现在缺乏一部分——可能是大或小的——我们以前的免疫记忆功能的强度和范围。

具有讽刺意味的是,麻疹并不能阻止我们对 MeV 产生真正强大的免疫反应。然而,麻疹可以重置时钟并为我们的免疫食品储藏室补充大量抗 MeV 反应,但其他所有反应都较少。

我们现在已经忘记了很多关于我们的传染性敌人的信息,并且可能会再次被它们感染!免疫性遗忘症甚至可能导致其他疫苗可预防疾病的爆发

MeV 如何让我们的免疫记忆减少?

Wild MeV 使用 CD150(也称为信号淋巴细胞活化分子,SLAM)作为感染受体,这种分子存在于我们许多免疫细胞的表面。

事实证明,我们的肺巨噬细胞树突状细胞T 细胞、分泌抗体的浆细胞记忆 B 细胞每个细胞都含有大量的 CD150 分子,表达的 T 细胞比幼稚静息的 T 细胞多。幼稚和记忆 T 细胞和 B 细胞都容易受到 MeV 感染,但记忆 T 细胞和 B 细胞更容易感染。在灵长类动物的研究中,具有免疫记忆的细胞尤其受到 MeV 的攻击。感染会导致细胞死亡,这是麻疹如何夺走免疫记忆的一个关键方面。

MeV 还增强了受感染的巨噬细胞和树突状细胞上 CD150 的表达,即使一小部分受感染的树突状细胞也会阻止许多其他细胞发挥其刺激 T 细胞发育的作用。MeV 还可能破坏年轻细胞,否则这些年轻细胞会重新填充缺失的 B 细胞群并限制 B 细胞多样性。

除了 CD150,MeV 还可以使用一种叫做 nectin-4 的分子(脊髓灰质炎病毒受体样 4,PVRL4;命名有点过早,呵呵!

在猕猴感染事件之后,人类小鼠发现肺泡巨噬细胞和树突状细胞在早期被感染,并且是主要感染细胞,将 MeV 转运到附近的淋巴组织和淋巴结。接下来,附近的免疫细胞被感染,通过血液向外传播 MeV 到外围。

从历史上看,CD46 曾经被列为 MeV 受体,但事实证明,只有像 Edmonston 菌株这样的实验室适应病毒才会出现这种情况(科学总是在学习)。麻疹文献提供了一个很好的例子,说明科学以谨慎的增量增加、减少、替换和学习新事物。

试图描绘这一切

因此,免疫性遗忘症,就像所有生物事物一样,并不完全是简单的。它不会影响所有细胞。它不会永远持续下去。它并不总是会消除所有免疫记忆。但它通常会导致全新危害的风险增加,使一开始就可能令人讨厌的急性疾病复杂化。如果您没有任何症状(无症状麻疹),您患麻疹重病的风险通常较低

下面,我将麻疹在何时何地夺走您的免疫记忆并抑制您的免疫系统的过程分解为三个复杂的面板:

  • MeV 感染前健康、未接种疫苗的人。正常水平的淋巴细胞,一些幼稚/未受攻击的淋巴细胞等待它们第一次遇到抗原,而一些老牌细胞已经准备好杀死、产生抗体或快速招募和分裂(克隆自身)以收集强化。
  • 现在病情急促、感染 MeV 的麻疹患者。他们失去了淋巴细胞,包括来自幼稚和老兵亚群的淋巴细胞。损失的程度可能因生物学而异。但它们很快就开始获得大量的抗 MeV 淋巴细胞。病毒正在从他们的系统中清除,他们将免疫。
  • 几个月后,现在健康的人对麻疹有免疫力,但对病原体和他们之前抵抗的疫苗接种的防御能力下降了。损失的程度可能因一系列变量而异。他们现在再次面临由非 MeV 事物感染的严重症状感染的风险,他们以前对这些疾病有免疫力,并且他们以前能够更好地管理和控制这些疾病而不会患上重病。总体而言,他们的淋巴细胞计数已恢复正常,但他们的骨髓储备释放了新的幼稚细胞,并且在麻疹发作后遇到了新的病原体,因此他们具有不同的免疫特征。
一个信息图,旨在可视化上面的所有文本。

最后一点:关于疫苗的说明

我们的麻疹疫苗基于减毒活疫苗(这意味着它们被减弱了)MeV。那么,为什么他们不也给我们免疫健忘症呢?归根结底是他们被削弱了。麻疹会带走您的免疫记忆,但麻疹疫苗有助于保护和珍惜它们。

疫苗病毒确实在受感染的 B 细胞内复制;MeV RNA 检测确实持续存在,但疫苗病毒不会像“野生型”或自然获得的 MeV 感染那样杀死那么多细胞。接种疫苗似乎也不会产生可培养的传染性 MeV,因此接种疫苗的人不会将 MeV 传播给另一个人。

所有这些都意味着接种疫苗不会像自然感染那样产生免疫性健忘症。这是一种安全、有效且简单的方法,可以避免上述所有危害,包括可能持续多年的危害。

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