“血浆治疗”背后的科学原理
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2024-03-29
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邱晨辉
2月27日,在首都医科大学附属北京佑安医院内的献血车上,两名新冠肺炎康复患者捐献血浆。这两名患者于1月底被确诊新冠肺炎,在佑安医院分别住院治疗6天和10天后康复出院。陈钟昊/摄(新华社发)
3月1日,宁夏血液中心工作人员向捐献血浆的新冠肺炎康复者叶先生(右二)表示感谢。新华社记者 冯开华/摄
连日来,多地新冠肺炎康复者捐献血浆的新闻频频走进公众视线,不时也有专家向更多康复者呼吁捐献血浆。国家卫健委在印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》中,明确提及对重型、危重型病例增加康复者血浆治疗,建议适用于病情进展较快、重型和危重型患者。
血浆治疗?一个让不少人略感陌生的词汇。在接受记者采访时,中国免疫学会副理事长、中国医学科学院基础医学研究所副所长黄波说,在没有疫苗的情况下,无论是政府部门、科研团队还是普通民众,都在期盼抗体药物的出现,而SARS期间的血浆治疗实践,直接折射出抗体对于治疗此类感染疾病的重要性。
那么,康复者血浆治疗患者的科学原理是什么?效果如何?血浆治疗是否意味着,只要人类的机体产生抗体,就能控制住病毒?在黄波看来,要回答这一个个追问,先要对血浆、抗体,以及它们之间的关系有一个科学认识。
或御敌于国门外,或杀敌于国门内
所谓血浆,是指离开血管的全血,在经过抗凝处理后,通过离心沉淀,所获得的不含细胞成分的液体,富含血浆蛋白和各种抗体。
这其中的抗体,就是人类机体对抗病毒感染最重要的武器之一。黄波告诉记者,人类机体对付病毒的一个重要机制,就是产生抗体与病毒结合,然后通过多种形式来杀灭病毒。
他以新冠病毒的感染入侵为例,该病毒通过自身表面一种形状类似钉子的spike蛋白(也称钉子蛋白记者注),与人体肺部上皮细胞表面的一种称为血管紧张素转化酶2(ACE2) 的蛋白质结合,ACE2蛋白随后发生形状结构变化,携带病毒进入人体细胞,并利用细胞自身分子,通过化学反应合成新的病毒。这些新的病毒,随后释放到人体细胞之外,利用同样方式感染周围正常的细胞,如此循环。
如果有一种抗体打破这一过程,就相当于立了大功。比如,结合新冠病毒表面的spike蛋白,阻断这一蛋白与人体的ACE2蛋白受体结合,从而阻断病毒进入细胞。黄波说。
这种针对spike蛋白的抗体,被称作中和性抗体,阻断spike蛋白于人体细胞之外,可谓是御敌于国门外。相应地,细胞外的病毒,就会逐渐分解。
除了spike蛋白,新冠病毒的表面,还有包膜蛋白和膜蛋白。针对后两种蛋白的抗体,被称作非中和性抗体,这种抗体上阵杀敌的方法则是杀敌于国门内:与新冠病毒表面包膜蛋白或膜蛋白结合后,非中和性抗体依靠免疫机制,介导人类机体免疫细胞对病毒颗粒的吞噬。
因此,非中和性抗体是通过间接作用清除病毒,而中和性抗体,则是通过物理阻碍手段,直接发挥抗病毒效应,是抗体发挥抗病毒效应的主要力量。中国微循环学会微循环与血液治疗专业委员会常委、南开大学教授潘雷霆说,从这个角度来看,用于治疗新冠肺炎的血浆一定要含有高滴度的抗体,尤其是中和性抗体。
潘雷霆告诉记者,大部分新冠肺炎患者康复后,身体血液中都会产生针对新冠病毒的特异性抗体,提取康复者血浆输入患者体内,即引入外援抗体,帮助患者机体杀灭、中和病毒,这就是血浆疗法。
抗体的神奇之处也就在于此,这对于疫苗研发也有重要的指导意义。黄波说,如果将灭活的病毒直接注射体内,引发机体产生针对病毒的抗体,便是传统疫苗产生预防接种的效果。
在他看来,将疫苗接种机体,产生抗体很容易,但是要产生这种保护性中和抗体,却很不容易,也给疫苗研发带来巨大挑战。
抗体并非万能
不过,除了中和性抗体、非中和性抗体,其他抗体在新冠病毒面前就显得束手无策了。
只要人类的机体产生出抗体,就能控制住病毒?这种想法可能仅仅是一种错觉,真实情况远非如此,有些抗体甚至可以反过来促进新冠肺炎的发展。黄波告诉记者,抗体并非万能,一个事实是,有不少新冠肺炎重症患者的体内,先前已经产生抗体,但依然无法控制住病毒,这是由于抗体的复杂性所导致。
在他看来,抗体要发挥抗病毒的作用,前提条件是抗体要识别并结合病毒。但是,病毒感染人类机体后,人体内会产生针对病毒蛋白的多种不同抗体这其中,大多数抗体并没有抗病毒的作用,只有那些能够识别病毒表面蛋白的抗体,才可能有抗病毒作用。
即便是中和性抗体,也不是万能的。黄波说,对于已进入细胞内的病毒,中和性抗体是无能为力的,而在细胞之外抵御病毒时,中和性抗体也只能阻止其中大部分的病毒入侵。
这就意味着,仍有部分病毒会成为漏网之鱼,进入人体细胞。
黄波说,对于那些躲藏在人体细胞之内的病毒,最终还是要依赖人体T细胞进行剿灭。T细胞能够识别被感染细胞表面的病毒蛋白信息,从而对被感染的细胞发动攻击,并将其杀灭,其结局是,被感染的细胞死亡,躲藏在其内的病毒也遭受被降解的命运。
在黄波看来,从这个角度来说,中性和抗体能够很好地扫除障碍病毒,从而让T细胞踢好最后的临门一脚。
发挥作用取决于时相
至于非中和性抗体,也有不完美的地方。
潘雷霆介绍,非中和性抗体可与病毒结合,介导免疫细胞吞噬,这种免疫细胞主要就是巨噬细胞。正常情况下,巨噬细胞在吞噬病毒后,将其包裹在内吞体里,随后,内吞体离开细胞表面,向细胞内移动,在此过程中,与溶酶体融合,而后者体内含有各种各样的水解酶,能够水解病毒,从而消灭病毒。
不过,病毒也在不断进化,利用一切手段逃过吞噬杀伤,比如病毒被吞噬后,会想办法脱去最外层的包膜,裸露出病毒核酸,然后将核酸从内吞体中,转运至巨噬细胞的细胞质中,在那里,病毒的核酸,则会复制组装成新的病毒,并被释放到细胞外。
如此一来,病毒借助此类非中和性抗体,将免疫细胞转变为病毒的宿主,化敌为友,逃逸免疫杀伤的同时,还实现自我扩增。潘雷霆说。
那么,非中和性抗体是否弊大于利?
答案也不是,这要取决于时相。黄波告诉记者,在病毒感染的早期阶段,巨噬细胞各方面功能完好,即便有部分病毒逃逸到胞浆,巨噬细胞启动的干扰素信号通路,也能够有效抑制病毒的复制和扩增。
不过,在病毒感染的中后期,巨噬细胞的功能出现变化,病毒则利用可乘之机,一方面逃逸到胞浆,一方面大量扩增,而大量扩增的病毒,反过来迫使巨噬细胞激活,进而释放大量的促炎因子,造成对肺组织的损伤。
所以我认为,非中和性抗体在早期阶段能够发挥抗病毒作用,但在中后期,可能则会导致肺部免疫损伤。黄波说,对于抗体的复杂性,需要人们有足够的认识。
中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报
责编:沙 琼
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邱晨辉
2月27日,在首都医科大学附属北京佑安医院内的献血车上,两名新冠肺炎康复患者捐献血浆。这两名患者于1月底被确诊新冠肺炎,在佑安医院分别住院治疗6天和10天后康复出院。陈钟昊/摄(新华社发)
3月1日,宁夏血液中心工作人员向捐献血浆的新冠肺炎康复者叶先生(右二)表示感谢。新华社记者 冯开华/摄
连日来,多地新冠肺炎康复者捐献血浆的新闻频频走进公众视线,不时也有专家向更多康复者呼吁捐献血浆。国家卫健委在印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》中,明确提及对重型、危重型病例增加康复者血浆治疗,建议适用于病情进展较快、重型和危重型患者。
血浆治疗?一个让不少人略感陌生的词汇。在接受记者采访时,中国免疫学会副理事长、中国医学科学院基础医学研究所副所长黄波说,在没有疫苗的情况下,无论是政府部门、科研团队还是普通民众,都在期盼抗体药物的出现,而SARS期间的血浆治疗实践,直接折射出抗体对于治疗此类感染疾病的重要性。
那么,康复者血浆治疗患者的科学原理是什么?效果如何?血浆治疗是否意味着,只要人类的机体产生抗体,就能控制住病毒?在黄波看来,要回答这一个个追问,先要对血浆、抗体,以及它们之间的关系有一个科学认识。
或御敌于国门外,或杀敌于国门内
所谓血浆,是指离开血管的全血,在经过抗凝处理后,通过离心沉淀,所获得的不含细胞成分的液体,富含血浆蛋白和各种抗体。
这其中的抗体,就是人类机体对抗病毒感染最重要的武器之一。黄波告诉记者,人类机体对付病毒的一个重要机制,就是产生抗体与病毒结合,然后通过多种形式来杀灭病毒。
他以新冠病毒的感染入侵为例,该病毒通过自身表面一种形状类似钉子的spike蛋白(也称钉子蛋白记者注),与人体肺部上皮细胞表面的一种称为血管紧张素转化酶2(ACE2) 的蛋白质结合,ACE2蛋白随后发生形状结构变化,携带病毒进入人体细胞,并利用细胞自身分子,通过化学反应合成新的病毒。这些新的病毒,随后释放到人体细胞之外,利用同样方式感染周围正常的细胞,如此循环。
如果有一种抗体打破这一过程,就相当于立了大功。比如,结合新冠病毒表面的spike蛋白,阻断这一蛋白与人体的ACE2蛋白受体结合,从而阻断病毒进入细胞。黄波说。
这种针对spike蛋白的抗体,被称作中和性抗体,阻断spike蛋白于人体细胞之外,可谓是御敌于国门外。相应地,细胞外的病毒,就会逐渐分解。
除了spike蛋白,新冠病毒的表面,还有包膜蛋白和膜蛋白。针对后两种蛋白的抗体,被称作非中和性抗体,这种抗体上阵杀敌的方法则是杀敌于国门内:与新冠病毒表面包膜蛋白或膜蛋白结合后,非中和性抗体依靠免疫机制,介导人类机体免疫细胞对病毒颗粒的吞噬。
因此,非中和性抗体是通过间接作用清除病毒,而中和性抗体,则是通过物理阻碍手段,直接发挥抗病毒效应,是抗体发挥抗病毒效应的主要力量。中国微循环学会微循环与血液治疗专业委员会常委、南开大学教授潘雷霆说,从这个角度来看,用于治疗新冠肺炎的血浆一定要含有高滴度的抗体,尤其是中和性抗体。
潘雷霆告诉记者,大部分新冠肺炎患者康复后,身体血液中都会产生针对新冠病毒的特异性抗体,提取康复者血浆输入患者体内,即引入外援抗体,帮助患者机体杀灭、中和病毒,这就是血浆疗法。
抗体的神奇之处也就在于此,这对于疫苗研发也有重要的指导意义。黄波说,如果将灭活的病毒直接注射体内,引发机体产生针对病毒的抗体,便是传统疫苗产生预防接种的效果。
在他看来,将疫苗接种机体,产生抗体很容易,但是要产生这种保护性中和抗体,却很不容易,也给疫苗研发带来巨大挑战。
抗体并非万能
不过,除了中和性抗体、非中和性抗体,其他抗体在新冠病毒面前就显得束手无策了。
只要人类的机体产生出抗体,就能控制住病毒?这种想法可能仅仅是一种错觉,真实情况远非如此,有些抗体甚至可以反过来促进新冠肺炎的发展。黄波告诉记者,抗体并非万能,一个事实是,有不少新冠肺炎重症患者的体内,先前已经产生抗体,但依然无法控制住病毒,这是由于抗体的复杂性所导致。
在他看来,抗体要发挥抗病毒的作用,前提条件是抗体要识别并结合病毒。但是,病毒感染人类机体后,人体内会产生针对病毒蛋白的多种不同抗体这其中,大多数抗体并没有抗病毒的作用,只有那些能够识别病毒表面蛋白的抗体,才可能有抗病毒作用。
即便是中和性抗体,也不是万能的。黄波说,对于已进入细胞内的病毒,中和性抗体是无能为力的,而在细胞之外抵御病毒时,中和性抗体也只能阻止其中大部分的病毒入侵。
这就意味着,仍有部分病毒会成为漏网之鱼,进入人体细胞。
黄波说,对于那些躲藏在人体细胞之内的病毒,最终还是要依赖人体T细胞进行剿灭。T细胞能够识别被感染细胞表面的病毒蛋白信息,从而对被感染的细胞发动攻击,并将其杀灭,其结局是,被感染的细胞死亡,躲藏在其内的病毒也遭受被降解的命运。
在黄波看来,从这个角度来说,中性和抗体能够很好地扫除障碍病毒,从而让T细胞踢好最后的临门一脚。
发挥作用取决于时相
至于非中和性抗体,也有不完美的地方。
潘雷霆介绍,非中和性抗体可与病毒结合,介导免疫细胞吞噬,这种免疫细胞主要就是巨噬细胞。正常情况下,巨噬细胞在吞噬病毒后,将其包裹在内吞体里,随后,内吞体离开细胞表面,向细胞内移动,在此过程中,与溶酶体融合,而后者体内含有各种各样的水解酶,能够水解病毒,从而消灭病毒。
不过,病毒也在不断进化,利用一切手段逃过吞噬杀伤,比如病毒被吞噬后,会想办法脱去最外层的包膜,裸露出病毒核酸,然后将核酸从内吞体中,转运至巨噬细胞的细胞质中,在那里,病毒的核酸,则会复制组装成新的病毒,并被释放到细胞外。
如此一来,病毒借助此类非中和性抗体,将免疫细胞转变为病毒的宿主,化敌为友,逃逸免疫杀伤的同时,还实现自我扩增。潘雷霆说。
那么,非中和性抗体是否弊大于利?
答案也不是,这要取决于时相。黄波告诉记者,在病毒感染的早期阶段,巨噬细胞各方面功能完好,即便有部分病毒逃逸到胞浆,巨噬细胞启动的干扰素信号通路,也能够有效抑制病毒的复制和扩增。
不过,在病毒感染的中后期,巨噬细胞的功能出现变化,病毒则利用可乘之机,一方面逃逸到胞浆,一方面大量扩增,而大量扩增的病毒,反过来迫使巨噬细胞激活,进而释放大量的促炎因子,造成对肺组织的损伤。
所以我认为,非中和性抗体在早期阶段能够发挥抗病毒作用,但在中后期,可能则会导致肺部免疫损伤。黄波说,对于抗体的复杂性,需要人们有足够的认识。
中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报
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