新型冠狀病毒肺炎的潛在抗體依賴性增強(qiáng)效應(yīng)*

張一敏，胡 晨 綜述，何 勇 審校

(陸軍特色醫(yī)學(xué)中心呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，重慶 400042)

由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)所引發(fā)的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)已成為全世界關(guān)注的焦點。根據(jù)世界衛(wèi)生組織最新實時統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止至2020年11月,全球累計COVID-19確診病例超過5 000萬例，累計死亡病例130萬例。到2020年11月為止,國內(nèi)外尚無治療COVID-19的特效藥物。雖然國內(nèi)疫情逐漸趨于穩(wěn)定，但疫情防控仍然任重道遠(yuǎn)?？贵w依賴性感染增強(qiáng)(ADE)效應(yīng)是一種在低濃度免疫血清中的病毒復(fù)制被促進(jìn)而不被抑制的現(xiàn)象，COVID-19是否存在ADE而導(dǎo)致疫情加重？這是值得在2021年冬春季節(jié)注意的一個問題。

1 ADE的定義

人體感染病毒時會產(chǎn)生抗體，但當(dāng)病毒發(fā)生變異后，先前產(chǎn)生的抗體可能會幫助病毒損害人體的免疫系統(tǒng)從而加重病情，即為ADE效應(yīng)。ADE是一種免疫介導(dǎo)的機(jī)制多樣的病毒感染效應(yīng)，除病毒蛋白和宿主受體之間的相互作用外，還可通過病毒/抗體免疫復(fù)合物與Fc受體(FcR)、補(bǔ)體受體結(jié)合等機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞，或通過誘導(dǎo)包膜糖蛋白的構(gòu)象改變(此種糖蛋白是病毒與細(xì)胞膜融合所需要的)導(dǎo)致感染加重[1]。SMATTI等[2]發(fā)現(xiàn)當(dāng)非中和抗體與新近感染的病毒結(jié)合后，會促進(jìn)表達(dá)Fcγ受體的宿主細(xì)胞攝取病毒。總的來說，ADE效應(yīng)不但將導(dǎo)致先前產(chǎn)生的抗體無法發(fā)揮殺滅病毒作用，甚至還有助于二次感染的病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，造成或加重感染。

2 ADE在病毒感染中的作用

研究證實多種病毒感染均會導(dǎo)致ADE效應(yīng)，例如登革熱、SARS冠狀病毒(SARS-CoV)、中東呼吸癥候群冠狀病毒(MERS-CoV)和羅斯河病毒(RRV)等。此外，ADE還一直是埃博拉病毒和艾滋病毒感染的研究熱點[3-4]。

2.1 ADE被認(rèn)為是二次感染登革熱病毒(DENV)導(dǎo)致重癥登革熱的機(jī)制

DENV包含4種不同的血清型(DENV1-4)，單一血清型自然感染會使感染者產(chǎn)生終身免疫，但對異型血清型只有短期交叉保護(hù)作用。DENV特異性中和IgG抗體可持續(xù)數(shù)十年，而該抗體對其他血清型病毒的交叉反應(yīng)活性卻隨時間逐漸降低[5]。因此，當(dāng)患者初次感染DENV后數(shù)月或數(shù)年，若患者再次感染其他血清型DENV，先前產(chǎn)生的特異性抗體將與之結(jié)合形成復(fù)合物，并通過FcR介導(dǎo)的通路及減弱免疫細(xì)胞對病毒復(fù)制的抑制效應(yīng)而進(jìn)入免疫細(xì)胞，促進(jìn)DENV增殖并最終誘導(dǎo)免疫細(xì)胞死亡[6]，使得二次感染發(fā)展為重癥登革熱，如登革熱出血熱/登革休克綜合征(DHF/DSS)。寨卡病毒(ZIKV)感染也與DENV的ADE效應(yīng)有關(guān)，ZIKV感染更容易發(fā)生在以前有過DENV感染的地方，其原因可能是DENV的免疫血漿與ZIKV有著明顯的交叉反應(yīng)，從而導(dǎo)致ADE效應(yīng)[7]。

2.2 MERS-CoV和SARS-CoV感染可誘導(dǎo)產(chǎn)生ADE效應(yīng)

與DENV不同的是，MERS-CoV相關(guān)ADE效應(yīng)與二次感染無關(guān)。MERS-CoV受體結(jié)合域的特異性中和單克隆抗體可通過模仿病毒受體的功能來調(diào)節(jié)MERS-CoV的ADE效應(yīng)[8]。RAJ等[9]發(fā)現(xiàn)以MERS-CoV刺突蛋白的受體結(jié)合域(RBD)為靶點的單抗可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)產(chǎn)生構(gòu)象改變，有助于MERS-CoV與其受體二肽基肽酶4(DPP4)相互作用，從而促進(jìn)宿主細(xì)胞感染MERS-CoV。

2003年，由SARS-CoV所引發(fā)的嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)在中國大暴發(fā)，感染例數(shù)超過8 000例，病死率高達(dá)10%[10]。WANG等[11]發(fā)現(xiàn)，高濃度抗SARS-CoV的免疫血清可中和SARS-CoV，然而經(jīng)大量稀釋過的免疫血清可顯著增強(qiáng)SARS-CoV感染，誘發(fā)ADE效應(yīng)。因此，SARS-CoV感染中ADE效應(yīng)得到確定。

2.3 可致ADE效應(yīng)的其他病毒

巨噬細(xì)胞是RRV感染的主要細(xì)胞[12]。在RRV抗體的作用下，RRV對巨噬細(xì)胞的感染力及其在巨噬細(xì)胞內(nèi)的生長速度都顯著增強(qiáng)，因此表現(xiàn)出ADE效應(yīng)。

絲狀病毒感染所誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體可致ADE效應(yīng)。KUZMINA等[4]分離大量絲狀病毒科病毒的不同單克隆抗體，研究其對多種來自單核巨噬細(xì)胞系的免疫細(xì)胞的作用。研究發(fā)現(xiàn)，非中和抗體可增強(qiáng)感染，中和抗體在亞中和濃度時也可以表現(xiàn)出感染增強(qiáng)效應(yīng)。

急性人類免疫缺陷病毒(HIV)-1感染可誘導(dǎo)產(chǎn)生非中和抗體。WILLE等[3]利用表達(dá)補(bǔ)體受體2(CR2；CD21)的T細(xì)胞系對補(bǔ)體介導(dǎo)的抗體依賴性增強(qiáng)進(jìn)行縱向研究發(fā)現(xiàn)，在HIV感染早期可以持續(xù)觀察到ADE效應(yīng)，其感染增強(qiáng)效應(yīng)可超過350倍。

3 COVID-19是否存在ADE及應(yīng)對措施

到目前為止還無法證實SARS-CoV-2病毒感染存在ADE效應(yīng)。但就目前的臨床證據(jù)表明，ADE完全可能出現(xiàn)在COVID-19中[13]。一項納入222例COVID-19患者的研究結(jié)果顯示，患者病情的嚴(yán)重程度與增強(qiáng)的IgG反應(yīng)有關(guān)[14]；而重病患者不僅有更強(qiáng)的IgG反應(yīng),且其總抗體滴度更高,預(yù)后更差[15-16]。綜合兩項研究結(jié)果可以得知，IgG滴度越高，COVID-19患者病情越嚴(yán)重。基于以上結(jié)果，CAO[14]研究顯示，ADE效應(yīng)存在于SARS-CoV-2感染是很有可能的。不同國家所報道的病例間嚴(yán)重程度存在差異，發(fā)病的地理差異和療效的個體差異也引起越來越多的關(guān)注。研究者發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2感染更容易影響患有并發(fā)癥的老年男性,甚至導(dǎo)致致命的呼吸道疾病[17]，可能是由于老年患者之前多數(shù)有暴露于其他冠狀病毒，并由此產(chǎn)生病毒抗體以致產(chǎn)生SARS-CoV-2的ADE效應(yīng)。

重癥患者也許曾暴露于冠狀病毒，由于抗原表位的異質(zhì)性，使得患者遭受ADE效應(yīng)[13]。ZHOU等[18]發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2與SARS-CoV的基因組序列相似度達(dá)79.6%，且SARS-CoV-2及SARS-CoV均以ACE2作為病毒受體?？紤]到SARS-CoV-2和SARS-CoV具有病原體相似、靶細(xì)胞和受體相同的特征，因此SARS-CoV-2同樣有可能誘導(dǎo)ADE效應(yīng)。從臨床表現(xiàn)上來講，ADE效應(yīng)減弱了機(jī)體控制肺部和其他地方炎癥的能力，這可能會導(dǎo)致急性呼吸損傷、急性呼吸窘迫癥[13]。綜上所述，受ADE效應(yīng)的影響，從SARS-CoV-2感染中康復(fù)患者不僅有二次感染的可能，并且可能因ADE效應(yīng)，導(dǎo)致更嚴(yán)重的病情。那么針對感染且治愈的患者就十分有必要防止其二次感染。

國外有個案報道，1例COVID-19患者在核酸檢測轉(zhuǎn)陰后1個月再次出現(xiàn)更加嚴(yán)重的COVID-19癥狀，且核酸檢測轉(zhuǎn)陽[19]。LAFAIE等[20]報道了3例COVID-19患者在經(jīng)積極治療后癥狀改善，但經(jīng)過數(shù)周到數(shù)月不等的時間內(nèi)，病情急劇惡化最終治療無效死亡。這些情況是否與ADE效應(yīng)有關(guān)？推測初次感染時產(chǎn)生的抗體未在其二次感染時起到保護(hù)作用。另一項病例報道也顯示，1例COVID-19患者在治愈4個月后發(fā)生二次感染，且其二次感染的病毒株是現(xiàn)在歐洲更普遍流行的D614G突變病毒株，抗體中和實驗顯示，首次感染的病毒產(chǎn)生的抗體對二次感染的病毒效果不佳[21]。2020年4月WHO已發(fā)出警告：目前還沒有證據(jù)表明從治愈的COVID-19治愈患者體內(nèi)抗體可防止二次感染。黃愛龍教授團(tuán)隊隨訪觀察了從SARS-CoV-2感染中康復(fù)個體的IgG和中和抗體水平發(fā)現(xiàn)，有部分患者的IgG和中和抗體水平在感染后2～3個月內(nèi)開始下降[22]。在另一項針對8例COVID-19康復(fù)期患者的中和抗體滴度動態(tài)分析顯示，4例患者在發(fā)病約7周后中和抗體減少[23]。上述研究提示，COVID-19患者免疫力的持續(xù)時間較短。所以，一些國家政府提倡發(fā)放“免疫護(hù)照”來對一些人群放松管禁是不可取的，因為還不知道這些產(chǎn)生過SARS-CoV-2特異性抗體康復(fù)人群的免疫力是否能禁得起二次感染，受到ADE效應(yīng)的威脅，群體免疫策略可能會產(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果。

ADE效應(yīng)可能還是開發(fā)SARS-CoV-2疫苗的重要障礙。因為如果疫苗濃度接種不當(dāng)，其所產(chǎn)生的病毒特異性抗體也許能提高病毒進(jìn)入靶細(xì)胞的能力,從而加重病情[24]。抗體的特異性、濃度、親和力和同種型等多個因素決定了抗體是否能中和病毒并保護(hù)宿主，或者是引起ADE和急性炎癥[25]。所以疫苗開發(fā)和基于抗體療法都必須把所有病毒亞型和抗體水平等多種因素考慮進(jìn)去，并且在評估疫苗安全性時應(yīng)充分考慮ADE效應(yīng)。據(jù)了解，截至2020年11月13日，全球已有12個疫苗進(jìn)入3期臨床試驗，其中已經(jīng)獲得批準(zhǔn)或者有限使用批準(zhǔn)的疫苗共5個。疫苗有望于2021年投入市場，但疫苗的安全性及病毒潛在的ADE效應(yīng)不可忽視。

總的來說，目前無法預(yù)測ADE是否會發(fā)生。因此，在進(jìn)行疫苗接種和抗體療法之前都必須要先找到預(yù)防ADE效應(yīng)發(fā)生和對抗ADE效應(yīng)的方法。進(jìn)入2020年秋冬季以來，國際疫情形勢依然十分嚴(yán)峻，我國北京、黑龍江、新疆、大連、青島等地都出現(xiàn)過小范圍聚集性感染事件，散在報道的無癥狀感染者，冷鏈環(huán)境中檢測出SARS-CoV-2等都表明我國疫情防控仍不可松懈。隨著大量COVID-19康復(fù)患者體內(nèi)抗體水平的降低以及人群流動性增加，對有可能發(fā)生的第二波疫情必須做好充分準(zhǔn)備，因為SARS-CoV-2的潛在ADE效應(yīng)，第二波疫情有可能比第一波更加猛烈。冬春季是呼吸道傳染病高發(fā)時期，在全球疫情加速蔓延的形勢下，我國疫情防控決不能掉以輕心。