免疫系統使用一種特殊機制來保護兒童免受新型病毒的侵害——並且通常透過兩種不同的方式使他們免於罹患重症 COVID-19。在他們呼吸道的粘膜中，它比成人的粘膜活躍得多。在兒童中，該系統對從未遇到過的病毒（例如大流行病原體）反應更快。至少，柏林夏裡特醫院健康研究所的伊琳娜·萊曼及其同事最近的一項研究表明了這一點。
研究人員檢查了兒童和青少年粘膜細胞型別中的差異。正如該團隊在《自然-生物技術》雜誌上報道的那樣，兒童不僅在其粘膜中擁有更多的免疫細胞；他們還更快地產生 I 型干擾素，這對抵抗病毒至關重要。因此，這些關鍵分子也可能提供保護，使其免受許多 COVID-19 重症病例中發生的免疫系統失調的影響。
更快的病毒戰士
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“對抗病毒的防禦機制分兩個層面。首先，透過受體在細胞內獲得抗病毒反應，例如，受體會誘導干擾素的產生，”萊曼解釋道。“第二個層面是組織中的免疫細胞，例如活化的殺傷細胞和中性粒細胞。”她的團隊進行的研究表明，兒童體內的這兩種病毒控制水平都處於高度警戒狀態。該團隊分析了從 4 周至 77 歲的人的鼻粘膜拭子樣本中提取的近 27 萬個細胞。其中約一半感染了 SARS-CoV-2，即導致 COVID 的病毒。
樣本還顯示，兒童的細胞產生更多數量的免疫受體，這些受體可以識別病毒並觸發免疫反應。其中一種受體分子 MDA5 是一種感測器，用於檢測包括 SARS-CoV-2 在內的許多病毒中發現的外源 RNA。它還指導 I 型干擾素的產生，這對先天性或快速反應免疫系統抵抗病毒的能力至關重要。它們啟用免疫細胞，並使它們處於特殊的警戒狀態，從而使病毒難以繁殖。
“干擾素對於病毒感染非常有效，”海德堡德國癌症研究中心的馬可·賓德解釋說，他是《自然-生物技術》研究的合著者。然而，作為一種有效的對策，新型冠狀病毒擁有自己的蛋白質，可以阻止干擾素的產生。“SARS-CoV-2 在細胞中繁殖速度非常快，這意味著病毒蛋白質的形成速度也很快，”研究干擾素的賓德說。“而且它們對干擾素系統的抑制作用非常大，以至於我們在細胞培養物中感染時僅看到極少或沒有干擾素產生。”
干擾素的雙重作用
在肺上皮細胞的細胞培養物中，賓德測試了在兒童中觀察到的較大數量的 MDA5 是否可以保留干擾素反應。成人很少有這些受體——分子必須在發生感染時從頭開始產生。這會花費時間，而 SARS-CoV-2 正是利用這段時間來抑制整個免疫訊號系統。由於 MDA5 和類似受體更強的基本啟用，兒童似乎可以免受這種情況的發生。事實上，賓德的實驗表明，在兒童中，SARS-CoV-2 阻止細胞產生干擾素的速度太慢了。
因此，兒童實際上對 SARS-CoV-2 的重症病程具有雙重保護作用。I 型干擾素的作用不僅僅是向身體發出病毒警告。訊號分子調節一般免疫反應中的許多過程。研究表明，如果在 SARS-CoV-2 感染期間它們缺失，身體的防禦系統會在最糟糕的時刻失調。病毒的傳播會導致組織損傷，進而刺激免疫系統更猛烈地對抗病原體。
然而，由於缺乏 I 型干擾素，防禦反應已經處於危險的失衡狀態並矯枉過正。結果，即使在 SARS-CoV-2 的重症病程中，免疫反應也會對肺部造成嚴重的組織損傷。其他研究結果也表明了干擾素在此過程中的關鍵作用，這導致 I 型干擾素反應先天缺陷的人——或針對這些訊號分子的自身抗體——面臨感染 COVID-19 重症的高風險。
兒童仍然會患重病
兒童受益於他們超強的免疫系統使干擾素的反應速度比 SARS-CoV-2 阻止其產生的速度更快。“相反，如果 MDA5 的濃度增加，您就可以跳過蛋白質首先必須上調的第一步，”賓德解釋說。“這就是為什麼當細胞與病毒接觸時，立即產生可測量的干擾素的原因——甚至在 SARS-CoV-2 有機會干預之前。”
然而，如果兒童的干擾素系統受到干擾——例如，由於遺傳缺陷——這種保護作用就會消失。賓德說，這可能解釋了為什麼即使是一些表面上健康的兒童和年輕人仍然會生病。但重要的一點是，總的來說，兒童可以非常快速有效地抵抗未知病毒。
這種效應還在免疫反應的第二層面上繼續存在，因為必要的免疫細胞（如活化的殺傷細胞）已經存在並準備就緒。萊曼及其同事的研究的主要發現之一是，兒童粘膜中的這些細胞比成人多得多。“免疫細胞已經存在於組織中這一事實使您搶佔了先機，因為所有這些細胞都不必透過訊號物質來呼叫，”萊曼說。“當然，如果您在組織中減少一天的病毒不受阻礙的繁殖，那就會有所不同。”
為什麼成人仍然沒有保護
研究結果表明，兒童的免疫系統旨在在首次遇到病毒時特別有效地對抗病毒。紐約市西奈山伊坎醫學院的流感研究員彼得·帕萊塞等專家（他沒有參與這項工作）因此懷疑，在大流行中，兒童通常比成人狀況更好——這種效應據推測早在 1918 年就已觀察到。成人必須依賴適應性免疫反應——抗體和 T 細胞為個體病原體提供的特異性保護，這種保護僅在接觸病毒後一段時間才會發展。
這被證明在大流行中是一個明顯的劣勢。與季節性呼吸道病原體（由於免疫系統增強的效果，人們通常在兒童時期就能夠攔截這些病原體）相反，成人對於新病毒尤其沒有防禦能力。COVID-19 就證明了這一點，正如重症和死亡率所見證的那樣，這些比率在老年人口中幾乎呈指數級增長。
但為什麼只有兒童才具有這種高效的保護作用？賓德解釋說，有幾個原因。“如果身體總是啟用這個[過程]，那當然會對病原體產生難以置信的選擇壓力，”他說。病毒早就適應了。此外，身體無法長期承受這種系統。“在所有訊號系統中，干擾素反應引起細胞遺傳活動的最大變化，”賓德說。如果這種反應永久保持開啟狀態，它將對細胞活動以及整個身體產生巨大影響。
這絕不僅僅是一個理論問題。“眾所周知，先天性干擾素系統過度啟用的人通常患有非常嚴重的炎症性疾病，”賓德說。因此，干擾素抗病毒超級武器的代價是必須小心地將其鎖起來。結果，SARS-CoV-2 可以化解它——不僅突破了這條保護線，而且還使整個身體的防禦系統失調。然而，在我們生命的最初幾年，我們似乎實際上領先病毒一步。
本文最初發表於《Spektrum der Wissenschaft》，經許可轉載。