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儿童免疫系统与成人不同。 这对新冠疫情意味着什么?

儿童的先天免疫反应可能是他们 COVID-19 感染较轻的原因。但关于儿童将 SARS-CoV-2 传播给他人的程度,我们知之甚少。

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图片来源:Bernardo Emanuelle/Shutterstock

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谈到传染病,我们的身体只有在能够区分“自我”和“非自我”的情况下才能自卫。我们这里谈论的不是哲学——在免疫学中,这些术语用于区分我们自身的细胞和外来物质。这意味着要攻击像 COVID-19 这样的病毒,我们的免疫系统必须首先识别出这个外来入侵者不是我们自身的细胞。

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但是,在母亲子宫内发育的婴儿在技术上也是一个异物,因为它只与母亲共享 50% 的 DNA。杜克大学病毒免疫学家 Sallie Permar 表示,这就是为什么胎儿免疫系统一开始主要是被动的原因。胎儿必须抑制自身的免疫反应,以确保母亲的身体不会排斥它。

然而,一旦婴儿出生,其免疫系统必须迅速对一个充满病毒和细菌的世界做出反应,这些病毒和细菌随时准备感染它们最新的宿主。那么,婴儿和儿童发育中的免疫系统与成人有何不同?这些生物学差异能否解释为什么他们似乎比成人更好地抵御 COVID-19,或者他们传播病毒的程度如何?

适应与生存

我们的免疫系统由先天性反应和适应性反应组成。先天性反应是我们天生就有的,适应性反应则来自对过去病原体的积累性暴露。作为先天性反应的一部分,婴儿配备了数百万新生成的免疫战士,称为 T 细胞。这些细胞各自识别不同的病原体,并帮助建立我们萌芽的免疫系统。但这些细胞的数量在儿童时期开始急剧减少。

“当你十几岁或刚成年时,你就不再产生那么多新的 T 细胞了,等你四十岁时,几乎就没有了,”哥伦比亚大学免疫学家 Donna Farber 说。“所以,[成人]所依赖的是你在童年时期产生的所有这些记忆反应。”

Farber 解释说,发育中的免疫系统的目标是双重的。首先,对所有新感染产生强大的先天反应。(这在我们最脆弱的幼儿时期尤为关键。)其次,为环境中的所有病原体创建记忆——以记忆细胞的形式——这样你就可以在未来抵御它们。Farber 说,如果你的环境在一生中没有太大变化,那么到了成年期,你应该已经完美适应,能够保持健康,抵御大多数毒素。

但 Farber 也指出,我们的先天反应和适应性反应之间的这种权衡可能会使成年人在面对新型冠状病毒时处于劣势。在大流行开始时,儿童和成人都还没有针对 COVID-19 的记忆 T 细胞,因为没有人接触过这种病毒。但由于成年人的原始 T 细胞数量也较少,Farber 说他们的先天免疫系统需要更长的时间才能做出反应。对于老年人来说,情况甚至更糟,因为他们无法有效清除感染并继续积累损伤,她补充道。

Farber 说,对于儿童来说,COVID-19 可能没那么严重,因为人类在儿童时期就已经接触过大多数传染病,所以面对另一种传染病并不算异常。因此,他们的先天免疫反应可能更好地准备好快速做出反应。

深入挖掘

Farber 实验室的数据还表明,儿童可能具有更强的先天反应,这不仅是因为拥有更多的原始 T 细胞,还因为这些细胞的位置。在2019 年发表在《自然黏膜免疫学》上的一项研究中,他们发现儿童在特定组织部位(不仅仅是血液)中拥有更高数量的原始 T 细胞——这可能意味着在任何被病毒靶向的组织中免疫反应增强。

Permar 指出了其他几个解释儿童通常对 COVID-19 抵抗力更强的原因的假设。例如,一些研究表明,儿童鼻腔中病毒附着的受体 ACE2 水平较低。此外,与成人相比,儿童可能由于更频繁地接触其他人类冠状病毒而对 COVID-19 具有部分保护。但她补充说,这两个假设都需要更多的研究。

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儿童仍可能对 COVID-19 产生严重反应,例如罕见的多系统炎症综合征,即 MIS-C,可导致身体各部位发炎。但即使如此,Farber 的实验室发现儿童的免疫反应与成人的严重病例不同。与成人相比,儿童的抗体(攻击病原体的蛋白质)减少。除此之外,Farber 说,研究结果表明病毒没有进入他们的肺部。他们仍在弄清楚这到底是怎么回事——以及为什么有些儿童首先会出现如此严重的反应。

你被抓住了

早期报告表明儿童不传播病毒给他人,而最近的数据则表明只有年龄较大的儿童传播病毒的程度与成人相同。但发表在《美国医学会杂志·儿科学》上的一项新研究发现,五岁以下的儿童鼻拭子中病毒 RNA 含量最高。

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芝加哥安与罗伯特·H·卢里儿童医院儿科传染病专家、该研究的主要作者 Taylor Heald-Sargent 指出,测量病毒 RNA 与检测某人携带的传染性病毒量不同。因此,虽然该研究不能证明年幼儿童传播病毒更多,但她说,这两个指标之间存在相关性。

“底线是我们需要保持安全,[我们的研究]消除了儿童免疫且不会被感染的观念,”她说。“但这并没有告诉我们他们被感染的频率,也没有告诉我们他们传播病毒的频率。”

Heald-Sargent、Farber 和 Permar 都强调,仍需要进行更大规模的研究来真正评估冠状病毒对儿童的影响——并监测他们免疫反应的持续时间和质量,特别是对于那些医院外症状较轻的儿童。但 Permar 也指出,到目前为止,我们确实知道儿童受严重影响的可能性较小。除此之外,传播数据表明,年幼儿童传播病毒的程度不如年龄较大的儿童和成人。

Permar 说,我们还不了解的另一个因素是,一旦疫苗问世,何时是给婴儿和儿童接种疫苗的最佳年龄。她提到一种可能性,即类似于其他病毒疫苗,我们中最年幼的人可能实际上会表现出最好的反应,从而提供终生保护。毕竟,这与 Farber 对发育中的免疫系统如何运作的解释非常吻合:生存,然后记住如何再次生存。

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