人體內(nèi)的T細(xì)胞對(duì)新冠病毒（SARS-CoV-2）的反應(yīng)，實(shí)在是太讓人困惑了。
今天，杜克-新加坡國立大學(xué)醫(yī)學(xué)院傳染病專家Antonio Bertoletti教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，在頂級(jí)期刊《自然》上發(fā)表了一篇重要研究論文[1]。
他們分別研究了新冠肺炎康復(fù)者、SARS康復(fù)者和未感染者的T細(xì)胞對(duì)新冠病毒的反應(yīng)。
Bertoletti團(tuán)隊(duì)首先證實(shí)，新冠肺炎康復(fù)者的T細(xì)胞對(duì)新冠病毒的核衣殼蛋白有強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)；其次，他們還發(fā)現(xiàn)SARS感染者康復(fù)17年后的T細(xì)胞，仍對(duì)新冠病毒的核衣殼蛋白表現(xiàn)出強(qiáng)大的交叉反應(yīng)。
最讓Bertoletti和他的團(tuán)隊(duì)吃驚的是，那些沒有感染過SARS和新冠病毒，甚至連感染者都沒有接觸過的健康人，他們體內(nèi)竟然也有識(shí)別新冠病毒的特異性T細(xì)胞。而且，這些未感染者體內(nèi)識(shí)別新冠病毒的T細(xì)胞與新冠病毒和SARS康復(fù)者竟然不相同。
那么普通人群中識(shí)別新冠病毒T細(xì)胞的存在，與患者的易感性和發(fā)病嚴(yán)重程度究竟有什么關(guān)系呢？這是不是新冠病毒感染存在大量無癥狀感染者的原因呢？普通人與康復(fù)者之間的這種差異，又是為什么呢？目前這些問題仍沒有答案。
解開這一連串的問題，對(duì)新冠肺炎的大流行的管理至關(guān)重要。
▲ 論文截圖
新冠病毒和它的兄弟相比，真是大不相同。新冠病毒感染之后患者出現(xiàn)的臨床癥狀多樣，從無癥狀到嚴(yán)重的急性呼吸窘迫綜合征都有[2]，而且無癥狀感染者的比例非常之高。
在臨床醫(yī)生和科學(xué)家看來，這種現(xiàn)象可能是由于多種因素造成的，例如病毒載量的大小、患者的遺傳背景和并發(fā)疾病等。此外，人體對(duì)相關(guān)病毒[3]或其他微生物[4]建立的適應(yīng)性免疫力，也會(huì)影響病毒的易感性[5]或疾病的嚴(yán)重性[6]。
人體對(duì)病毒的防御有以中和抗體為代表的體液免疫，和以T細(xì)胞為代表的細(xì)胞免疫。自新冠疫情爆發(fā)以來，有很多研究團(tuán)隊(duì)分析了感染者和康復(fù)者體內(nèi)的中和抗體情況?？偟膩碚f，情況很不樂觀，與SARS相比，新冠病毒的中和抗體衰減得很快[7，8]。
一直以來，人體T細(xì)胞對(duì)新冠病毒感染的防御作用鮮有研究。之前關(guān)于SARS康復(fù)者的研究表明，感染11年之后，還能在患者體內(nèi)檢測到SARS特異性記憶T細(xì)胞[9]。因此，了解T細(xì)胞免疫對(duì)新冠病毒的反應(yīng)，對(duì)于疫苗開發(fā)，以及幫助患者建立長久的免疫力有重要作用。
為了對(duì)T細(xì)胞免疫有個(gè)全景認(rèn)知，Bertoletti團(tuán)隊(duì)分析了新冠肺炎康復(fù)者、SARS康復(fù)者和未感染者的T細(xì)胞對(duì)新冠病毒的反應(yīng)。
▲ Antonio Bertoletti教授
Bertoletti和他的同事選擇新冠病毒的核衣殼蛋白（NP）和非結(jié)構(gòu)性蛋白NSP7和NSP13作為刺激T細(xì)胞的抗原。
選擇這三個(gè)蛋白主要是因?yàn)椋?strong>核衣殼蛋白是冠狀病毒合成最多的蛋白之一[10]，而且在不同的β冠狀病毒之間有很高的的同源性[11]。至于，NSP7和NSP13在SARS、新冠病毒和其他屬于β冠狀病毒屬的動(dòng)物冠狀病毒之間具有較高的同源性[12]，而且NSP7和NSP13還在冠狀病毒的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制中發(fā)揮重要作用[13]。
Bertoletti和他的同事收集了36名輕度到重度新冠肺炎康復(fù)者的外周血，并分離出外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC），然后用核衣殼蛋白（NP）、NSP7和NSP13的不同長度肽段處理18個(gè)小時(shí)。通過檢測IFN-γ的產(chǎn)生情況，分析T細(xì)胞的病毒特異性反應(yīng)。
在核衣殼蛋白（NP）的刺激下，所有康復(fù)者的PBMC都會(huì)檢測到IFN-γ，但是僅有12名康復(fù)者的PBMC對(duì)NSP7和NSP13有非常低水平的反應(yīng)。
▲ 新冠肺炎康復(fù)者的PBMC對(duì)新冠病毒抗原的免疫反應(yīng)
通過細(xì)胞因子染色技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，能產(chǎn)生IFN-γ和/或TNF-α的細(xì)胞確實(shí)是CD4+和/或CD8+ T細(xì)胞群。
▲ 細(xì)胞因子染色結(jié)果
隨后，Bertoletti團(tuán)隊(duì)還分析了究竟是核衣殼蛋白（NP）的哪一段激活了T細(xì)胞，或者說T細(xì)胞特異性識(shí)別的是核衣殼蛋白（NP）的哪一段。讓研究人員沒想到的是，新冠肺炎康復(fù)者T細(xì)胞識(shí)別的核衣殼蛋白（NP）區(qū)域，也是SARS康復(fù)者T細(xì)胞識(shí)別的靶標(biāo)。
接下來一個(gè)問題就是，SARS康復(fù)者的T細(xì)胞能識(shí)別新冠病毒嗎？
Bertoletti和他的同事又收集了23名SARS康復(fù)者血液中的外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）。此時(shí)距離他們感染SARS已經(jīng)過去17年了，他們的T細(xì)胞還能認(rèn)出SARS嗎？
研究人員首先用SARS的NP、NSP7和NSP13的不同長度肽段，處理SARS康復(fù)者的外周血單個(gè)核細(xì)胞。結(jié)果讓研究人員感到欣慰，在核衣殼蛋白（NP）的刺激下，所有康復(fù)者的外周血單個(gè)核細(xì)胞都產(chǎn)生了IFN-γ，而NSP7和NSP13幾乎沒有被識(shí)別。
▲ SARS患者康復(fù)17年后仍然記得SARS病毒的特異性抗原
隨后，研究人員檢測了與SARS的NP氨基酸序列一致性高達(dá)94%的新冠病毒的核衣殼蛋白（NP）。結(jié)果讓人振奮，所有23個(gè)康復(fù)者的外周血單個(gè)核細(xì)胞都有反應(yīng)。
▲ SARS患者康復(fù)17年后的PBMC對(duì)新冠病毒特異性抗原有反應(yīng)
不僅如此，這些對(duì)新冠病毒核衣殼蛋白（NP）有反應(yīng)的免疫細(xì)胞，在受核衣殼蛋白（NP）的刺激10天之后，還變多了。這就說明，SARS康復(fù)者的T細(xì)胞不僅能識(shí)別新冠病毒，還能在新冠病毒特異性抗原的刺激下增殖。
▲ 新冠病毒刺激后增殖情況
研究人員認(rèn)為，他們的這些研究結(jié)果表明，β冠狀病毒感染誘導(dǎo)的病毒特異性T細(xì)胞是持久的，支持新冠肺炎患者將發(fā)展出持久T細(xì)胞免疫的觀點(diǎn)。此外，他們的研究結(jié)果還提出了一個(gè)耐人尋味的可能性，即感染相關(guān)病毒后產(chǎn)生的長效T細(xì)胞，有可能能夠改變新冠病毒感染引起的病理反應(yīng)。
既然如此，沒感染過新冠病毒和SARS的普通人，體內(nèi)是不是有可能存在對(duì)新冠病毒有反應(yīng)的T細(xì)胞呢？畢竟能感染人類的冠狀病毒除了新冠和SARS之外還有5個(gè)，而且其中4個(gè)會(huì)引起“普通感冒”。
為了探索這種可能性，Bertoletti和他的同事又收集了37名未感染過SARS和新冠病毒的人的外周血單個(gè)核細(xì)胞，用新冠病毒的核衣殼蛋白（NP）、NSP7和NSP13處理。結(jié)果有19人的免疫細(xì)胞對(duì)新冠病毒有特異性的IFN-γ反應(yīng)。
此外，與新冠肺炎康復(fù)者和SARS康復(fù)者不同的是，未感染者主要對(duì)新冠病毒的NSP7和NSP13有反應(yīng)。而且，那些有反應(yīng)的免疫細(xì)胞，在受到刺激之后，也會(huì)表現(xiàn)出增殖的現(xiàn)象。
▲ 未感染人群的PBMC對(duì)新冠病毒抗原的反應(yīng)
不僅如此，研究人員還探索了究竟是核衣殼蛋白（NP）、NSP7和NSP13的哪部分激活了T細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)了對(duì)核衣殼蛋白（NP）101-120段和NSP7的26-40段有反應(yīng)性的CD4+ T細(xì)胞，以及對(duì)NSP7的36-50段有反應(yīng)性的特異性CD8+ T細(xì)胞。
T細(xì)胞對(duì)NSP7兩個(gè)區(qū)段的特異性免疫反應(yīng)讓研究人員吃驚，因?yàn)樾鹿诓《驹谶@兩個(gè)區(qū)段與其他引起“普通感冒”的冠狀病毒同源性很小。
▲ 新冠病毒的特異性抗原不同區(qū)段對(duì)應(yīng)的T細(xì)胞
鑒于此，研究人員猜測，可能是其他目前未知的冠狀病毒，誘導(dǎo)了未感染人群對(duì)新冠病毒的交叉反應(yīng)性T細(xì)胞。
總的來說，Bertoletti團(tuán)隊(duì)的研究讓我們對(duì)T細(xì)胞免疫在人群中的特征有了一定的了解，但也收獲了很多謎團(tuán)。此外，未感染人群體內(nèi)存在的核衣殼蛋白（NP）和NSP特異性T細(xì)胞，對(duì)新冠病毒感染差異性調(diào)控的影響，還需要進(jìn)一步評(píng)估。
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參考資料：
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本文作者 | BioTalker
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