第二章 鼠年大疫中的大道理 ——病毒与免疫的永恒对决
2020年春节前夕,没人会料到,鼠年发生的第一件大事就是新冠病毒感染的“鼠年大疫”。甲子轮回,开年凶险。千年进化,带来亘古的挑战,病毒和免疫是永恒的相爱相杀。
人类历史也是一部悲壮的与病毒博弈的历史,各种病毒引起的烈性瘟疫曾给人类带来过惨痛的记忆,远的有天花、脊髓灰质炎(小儿麻痹症),近的有严重急性呼吸综合征(SARS)、埃博拉、中东呼吸综合征(MERS)、甲型流感等。
目前全球每年有291 000~646 000人因流感病毒相关的呼吸系统疾病而死亡。如果你觉得这些数字离你还是很远的话,那么你一定还记得有篇文章——《流感下的北京中年》——让所有人知道了一个事实,一次不经意的病毒流感带来的不仅仅是花费巨大的医疗抢救过程,也是一个放大镜,能看清楚一个人的社会职责、家国情怀、名气财富、生活态度,乃至生命抉择。
而这一切,其实一直离我们很近,根本经不起考验。从远古走来,从 SARS 到新型冠状病毒传染,病毒对人类的威胁从未走远。
多数病毒感染引起的肺炎,临床症状表现轻微,通过适当休息和对症治疗后都会好转,甚至可以痊愈。普通季节性流感就是这样,没有人会害怕普通流感,只要自身免疫力好,病毒就会被主动清除,因此这些病毒性疾病也可以称作自限性疾病。
但当人体免疫力下降,可能普通的病毒感染也会引发严重的并发症,如呼吸衰竭甚至多器官衰竭,导致病情危重,需要重症监护室(ICU)收治,进行抢救治疗,而且还有一部分患者会因此而失去生命。而特殊变异的病毒,如这次的新冠病毒不仅传染力强、毒性大,而且对免疫系统也进行攻击,导致危重症病例多,死亡率高。
更可怕的是除了疾病风险,突发疫情往往会转折成社会事件的“黑天鹅”,引起社会秩序的混乱和巨大的心理恐慌,这也是这些病毒带来的最大挑战。而此次发生的新冠肺炎疫情,谁也没想到会带来美股的熔断和全球性的经济危机。
世界其实就是一个命运共同体!
为什么这次的新冠病毒感染会导致这么严重的后果呢?关键点有三:首先,这类病毒传染性强,可以高效人传人;其次,该病毒感染没有特效药物,疫苗很难研发;最后,也是最重要的,多数人存在自我免疫防御能力的降低。
为什么病毒治疗没有特效药呢?病毒学家可能会告诉你什么蛋白外壳、遗传物质、DNA、RNA、逆转录、酶系统等很多知识点,有没有头晕啊?
其实你只要知道一点:所有的病毒都没有细胞结构,所以其只能侵入其他物种细胞内,借助其他物种的细胞加工遗传物质、加工蛋白,不停地繁衍出下一代的病毒(寄居的感觉)。病毒入侵机体,它要的不仅是生命营养支持,还要占领土地,繁殖后代。因此,想要消灭病毒,要么精准地阻断病毒的复制(很难,因为病毒在不断变异),要么把病毒赖以生存的细胞连根拔除(代价很大,杀敌一千自伤八百)。
这次新冠肺炎难治,特效药难寻,其原因有:①因为新冠病毒会钻到细胞里,而且很可能是我们的淋巴细胞里,把它的遗传物质插入到细胞内的染色体上,所以能够干扰病毒复制的药,就难免会引起人的细胞功能异常。②新冠病毒繁衍速度较快,不停地发生突变。疫情流行一个月时,已经发生了149个位点突变,因此即使刚研发出药物,病毒可能又变了。③病毒种类太多,共性少,很难找到广谱的抗病毒药物,因此研发抗病毒药物难度较大。
那么很多病毒感染,就像轻型流感是怎么治愈的呢?其实靠的是我们人体的免疫力。无论有没有治疗药物,人体的自身免疫防御机制都非常重要。
新冠肺炎患者早期主要症状是发热、乏力、干咳,其化验实验室检查结果为淋巴细胞计数减少(战斗的士兵数量不足)。干咳,意味着虽然人体启动了咳嗽反射,但想要把病毒或坏死物质排出体外基本做不到,因为狡猾的病毒藏匿在了细胞里。气道内分泌物少、痰少,虽然可以通过咳嗽将一部分病毒随飞沫排出体外,但这并不能有效地去除病原体,却恰恰满足了病毒为了繁衍自己、加快传播的本性。
所以,肺泡细胞不断受到攻击,而人体却很难通过咳痰将它们有效地排出去。咳不出来,再加上对抗病毒的部队——淋巴细胞又减少,这两种关键的防御能力下降了。此时,病毒就会不断地复制并且广泛侵犯机体其他细胞,严重的病例,在两三天之内大部分肺泡细胞都被攻陷,X线或CT检查显示为“白肺”。
新冠肺炎主要通过飞沫传播,病毒颗粒能够突破人体天然屏障,侵入人体呼吸道黏膜进入细胞内。此时,人体被病毒感染的细胞立即发出报警信号,旁边未感染的细胞接收早期预警信号,紧急动员并作出免疫应答反应。数分钟至数小时内,固有免疫体系就进入战备状态,发挥抑制病毒的扩增作用,虽不能及时杀死病毒,但这是人体免疫系统最早发挥抑制新冠病毒数量增长的有效措施。
新型冠状病毒
新冠病毒感染的早期,由于感染的病毒数目不多,破坏的呼吸道细胞数量有限,人体出现的临床症状并不明显。然而,可能是新冠病毒繁殖力太强,或者是该病毒感染早期能够防碍这种预警信号的发出,侵入的新冠病毒无限制扩增,不断侵入和破坏新的细胞、扩增、再感染其他细胞,引起发热、咳嗽和其他的症状,如乏力、腹泻等,并向人群传播。
此时,人体免疫系统中的自然杀伤细胞感受病变环境中不断增强的干扰素警示信号而开始活化,发动对已经被病毒感染细胞的溶解,限制新冠病毒扩增,这是人体免疫系统发挥早期(1~4天)抗病毒感染的另一重要举措。如果人体此时能够控制病毒的扩散,则为轻症患者,很快会自我修复,病毒核酸检测转阴。如果一时控制不了,还须依赖人体免疫系统中特异性的免疫细胞和免疫分子来发挥作用。
在感染3~5天后,人体免疫系统中特异性毒性T细胞(CD8+ T细胞,特战老兵,有战斗力)——一类被新冠病毒蛋白诱导出来的T细胞开始发挥作用。这种特异性的T细胞能够识别被新冠病毒感染的细胞,接触并立即杀死它们,而且能发挥连续杀伤作用,直到鞠躬尽瘁。特异性毒性T细胞杀死被病毒感染的靶细胞,虽能做到定点清除病毒,然而呼吸道和肺泡的上皮组织同时也遭受重创,因此出现肺炎、呼吸功能损害等症状。可想而知,这类患者病毒多,损伤多,症状重。
针对新发的新冠病毒感染,约10天后,人体免疫系统中B淋巴细胞(火箭军部队)接收到T细胞的信号,并被新冠病毒蛋白抗原诱导出来,开始分泌针对新冠病毒的特异性抗体(导弹来了)。虽然抗体来得晚了一些,但这种特异性抗体发挥抗病毒作用的效率极高,拥有它,人体免疫系统就有了“人若犯我,我必犯人”的作战勇气,可彻底将新冠病毒精准清除。
《美国医学会杂志》在线发表了武汉大学中南医院重症医学科主任彭志勇关于新型冠状病毒感染的论文。该篇论文充分说明了免疫力是新型冠状病毒感染的特效药。
彭志勇的这篇论文共纳入138例患者,平均年龄56岁,其中36名为转入ICU的危重症患者,危重症率为26%。36人中最终有6人死亡,意味着这批患者的病死率为4.3%。进入ICU的存活患者,9人出院,10人病情平稳后转出ICU,11人仍在ICU。
白细胞数据图
上图为白细胞数据对比,图中黑色横线为正常白细胞指标上限。可以看到,存活患者的白细胞指标从发病到第19天未超过正常上限,而死亡患者的白细胞指标第7天左右开始快速上升,第9天超过正常值上限,且此后维持在较高水平。
下图为中性粒细胞计数对比,黑色横线代表正常值上限。可以看到,与上图情况类似,死亡患者的中性粒细胞指标也于7~9天走高并在此期间超过正常值,此后维持较高水平。
中性粒细胞计数对比
以淋巴细胞计数为例,下图中黑色横线为正常淋巴细胞计数的下限。可以看到,不论是死亡患者还是存活患者,淋巴细胞计数都是偏低的,只不过死亡患者的淋巴细胞计数比存活患者下降得更多,不仅起点更低,且更长时间地维持在非常低的水平。从病程时间上看,死亡患者的淋巴细胞计数在第5天就跌到了极低水平,下降非常明显,而存活患者的淋巴细胞下降较为缓和,于第9天到达第一个低点。
淋巴细胞计数
这些数据说明,新冠病毒感染不直接导致患者死亡,而是患者的免疫力下降,甚至是免疫代偿能力不足、免疫代偿储备能力不够,才会导致病毒强烈攻击机体细胞,最后激活粒细胞或吞噬细胞的功能,导致细胞因子风暴和多器官功能衰竭,最终导致患者死亡。目前所有资料和数据都显示,对抗新冠病毒没有特效药,只有靠自己的免疫力。
随着对新冠病毒研究的深入,我们发现病毒不仅通过飞沫传播,还能够从体液、粪便、尿液、脑脊液、血液中检测出来。尸体病理解剖发现,除了肺部,脾脏、淋巴结、骨髓、心脏、肝脏、胆囊、胃肠道、肾脏等都出现了损伤。因此我们认为这个病毒感染的不仅是肺部,所以被称为新冠病毒肺炎并不合适,应该称为新冠病毒感染。
钟南山院士也提到,仅有极少数病例早期会发现发烧,不到50%的病例出现肺部改变,而多达89%的病例出现淋巴细胞的降低,尤其是危重症病例和死亡病例,淋巴细胞趋近于衰竭水平,因此这是一个攻击免疫系统的病毒,我们研究和治疗的方向应该从免疫系统入手,而不是仅仅针对肺部。
打个比方,新冠病毒是一个前所未有的狡猾的敌人,主要从我们的肺部潜入身体王国内部,然后悄悄地散布到我们的各个重要器官,并主要攻击削弱着我们的军事力量——淋巴细胞。当淋巴细胞衰竭,军事力量崩溃时,我们的肺部自然也受到了严重伤害。因此,如果仅针对肺部进行治疗,其实有点上了狡猾的敌人的当,忽略了敌人的真实意图。
不仅是新冠病毒,SARS病毒、季节性流感病毒、HIV病毒等都是可以显著降低淋巴细胞亚群的敌人。病毒与我们人类是相爱相杀的,在人类的基因里,据说有8%左右是古老病毒的痕迹。这也进一步说明,未来人类面对未知的病毒挑战,免疫力才是我们的根本防线。