儿童少感染COVID-19肺炎生物学分析
1455字
2020-09-02 08:17
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火星译客

SARS-CoV-2是造成COVID-19大流行的病毒,被首次公认为导致2003年暴发SARS疫情的近亲病毒。因此,科学家根据早期流行学经验来研究当前全球健康卫生危机。

在那次SARS疫情中,儿童基本上未受到影响。香港未出现24岁以下死亡病例,65岁以上患者超过50%死于感染 。在全球范围内,诊断患有 SARS的儿童不到10%,仅5%儿童需接受重症监护。

儿童很有可能是该病毒的重要来源。

- Robin Shattock,伦敦帝国理工学院

澳大利亚墨尔本多尔蒂病毒研究所病毒学家Kanta Subbarao说:“ SARS和MERS从动物屡次入侵到人类,很多人认为孩子不会暴露于感染的果子狸和骆驼。”

新出现的COVID-19疫情发生模式非常相似。在武汉,2019年11月至1月第二周之间没有儿童检测出阳性,老年人被证明特别易受感染。中国疾病预防控制中心2月中旬报告,在44,672例COVID-19确诊病例中,86.6%在30-79岁之间,其中年龄最大的死亡风险最高。在一项中国1,099名患者的研究中,仅0.9%的确诊病例在9岁以下,而只有1.2%的病例在10-19岁之间。

现在,越来越多的证据显示,尽管很少有儿童遭受 COVID-19重症,但他们的确可被感染。最近一项研究甚至发现了儿童会排出病毒的证据(通过直肠拭子)。伦敦帝国理工学院的病毒学家Robin Shattock说:“目前,这似乎并未对年轻人,特别是儿童造成严重疾病。”但是,他补充说:“儿童很有可能是该病毒的重要来源。”

北卡罗来纳大学教堂山分校冠状病毒研究人员Ralph Baric同意:“有充分证据显示,儿童会被感染且病毒滴度相当高,但一般不会出现重症”。他通过小鼠研究原始SARS冠状病毒(SARS-CoV)发现了类似现象。他说,尽管SARS-CoV可以很好地复制,但“从疾病角度来说,年轻动物确实能够抵御感染”。他说,Baric测试年长动物时,SARS疾病的严重性上升。在一项试验,感染SARS的3-4周龄小鼠中有五分之一死亡,而7-8周龄的小鼠全部死亡。

Subbarao还发现,六周龄的年轻成年小鼠可清除SARS-CoV,不会出现明显的临床症状。她说:“我们用相同病毒感染12个月大(并不是很老)的小鼠时,就出现了更多的临床症状”。这些结果显示,最初的SARS-CoV和现在传播的SARS-CoV都可以感染儿童,但不会使他们生病。 “爱荷华大学免疫学家Stanley Perlman说:“动物数据支持它们会被感染但不会患上疾病的想法,因为我们的年轻小鼠与老年小鼠具有相同水平的病毒,但不会生病”。 “这不是感染问题。”

新出现的流行病学数据正支持对小鼠的研究。 3月4日发布到medRxiv的预印本分析了391例COVID-19病例和1,286例密切接触者。作者得出的结论是,尽管儿童不太可能出现严重症状,但其感染风险与普通人群相似。

免疫系统老化

关于年龄与疾病严重程度之间关系的一种解释是,随着人类免疫系统的衰老,更多细胞变得不活跃 。 “随着年龄增长,您的免疫系统会老化,失去其有效应答或有效调节的能力” ,Baric说。

可能是生命早期占主导地位的T细胞类型更能排斥这种病毒。

- Kingston Mills,都柏林三一学院

Perlman赞成的另一种解释与老化的肺环境有关。为使个体不易患哮喘或对环境刺激物(如花粉或污染)反应过度,老化的肺通过减轻炎症来抵消通常的免疫反应。Perlman表示,结果是,肺部对病毒感染的反应速度不够快。例如,他的小组通过改变对组织损伤有反应的化合物前列腺素使老年小鼠的肺部更像年轻小鼠的肺部时,“此时小鼠表现良好,可清除[SARS]感染且不会患病”,Perlman说。

在2010年报道的试验中,Perlman和他的同事研究显示,T细胞在清除SARS-CoV感染小鼠的病毒方面尤其重要。 Perlman说:“几乎可以肯定,我们既需要抗体反应又需要T细胞反应才能很好地抵抗COVID-19感染”。他怀疑年轻的免疫系统及其有效的T细胞在应对SARS-CoV-2方面表现出色。2010年Subbarao领导的一项研究还强调了CD4 +辅助性T细胞在控制小鼠SARS-CoV感染中的重要性,CD4+辅助性T细胞刺激B细胞产生针对病原体的抗体。

都柏林三一学院免疫学家Kingston Mills说:“可能是生命早期占主导地位的T细胞类型更能排斥这种病毒”。他还提出,幼儿一种名为Th2的T细胞类型产量很高,可预防针对SARS-CoV-2的炎症反应。在这种病毒感染的情况下,Perlman不支持偏向Th2细胞的作用,但他确实同意过度免疫造成问题。

“先天反应在老年人中被延迟了,因此最终导致了“追赶”,且变得异常活跃,” Perlman在给《科学家》的一封电子邮件中写道。

ACE2受体

SARS-CoV和SARS-CoV-2使用相同的钥匙孔进入细胞,即ACE2受体。下肺细胞中这种受体大量存在,这可能解释了严重COVID-19感染者中肺炎和支气管炎的高发病率。最近一项研究显示,ACE2在口腔和舌头中也有高表达,从而使该病毒易于感染新宿主。在老年人中,所有这些组织中的ACE2受体丰度都下降了,但是,与直觉相反,这可能会使他们处于患严重疾病的风险更大。

这是因为ACE2酶是免疫反应(尤其是炎症)的重要调节剂,其可保护小鼠免受败血症引起的急性肺损伤。2014年的一项研究发现,ACE2酶抵抗致命的禽流感。一些预后更好的患者的血清中蛋白质水平较高,关闭ACE2基因会导致感染H5N1的小鼠严重肺损伤,而使用人ACE2治疗的小鼠肺损伤减轻。

根据约翰·霍普金斯医学大学Hongpeng Jia的电子邮件评论,老年人ACE2活性下降部分归因于人类随着年龄增长而无法控制炎症反应的能力。Baric表示,老年个体ACE2受体的丰度降低可能会使其应对SARS-CoV-2的能力降低,尽管这一假设仍需要更多研究。

接触其他冠状病毒

还有其他四种感染人类的冠状病毒,症状通常类似于普通感冒。这些病毒在儿童中很常见 。Subbarao说:“我们不知道它们中的哪一个可能提供某种交叉免疫。”从循环的“普通感冒”病毒获得的病毒蛋白免疫力可能会缓解COVID-19的进展。

Subbarao补充说,这是一个“挥手假设”,但值得一试。最近,有人建议将COVID-19康复患者的血浆输注到感染SARS-CoV-2的患者中进行治疗

“我不认为该领域的任何人都知道为什么这种疾病在非常年轻的动物或人类中不那么顽强”,Baric 告诉《科学家》 。要知道从首次发现的SARS冠状病毒中学到的知识在多大程度上适用于SARS-CoV-2,还为时过早。 “SARS-CoV-1会告诉我们很多,但我认为我们还要了解有关SARS-CoV-2的更多新信息” ,Perlman承认。

Anthony King是爱尔兰都柏林的自由撰稿人,可通过电子邮件联系他(anthonyjking@gmail.com或在Twitter@AntonyJKing上关注他。

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