什么是血清和血浆?两者有何区别?(什么是血清淀粉样蛋白A偏高要紧吗)

本报北京2月14日电(记者孙自法)新型冠状病毒肺炎疫情防控已进入“总攻”阶段。最近,在“疫情”战争前线的专家、医生和团体呼吁新冠肺炎的康复病人捐献血浆,用康复血

本报北京2月14日电(记者孙自法)新型冠状病毒肺炎疫情防控已进入“总攻”阶段。最近,在“疫情”战争前线的专家、医生和团体呼吁新冠肺炎的康复病人捐献血浆,用康复血浆中的抗体来治疗血清重症病人。

什么是血清和血浆?两者有何区别?(什么是血清淀粉样蛋白A偏高要紧吗)

图:医护人员正在无偿献血。中新社发史贝贝摄

对此,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、北京协和医学院免疫学系常务副主任黄波教授14日通过网络做了详细的科普血清治疗,强调要认清抗体的利弊。“我们需要对抗体的复杂性甚至疾病加重的一面有足够的了解。要谨慎从事,深入细致地开展工作。”

应该认识到抗体的复杂性。

他说,无论是政府部门、科研团队还是普通民众,大家都在期待抗体药物的出现,而非典期间直接采集康复患者血清治疗重症患者的做法,直接体现了抗体在治疗此类传染病中的重要性。诚然,抗体是对抗病毒感染的最重要武器之一。一旦产生针对病毒的中和抗体,它不仅数量大而且持久,从而高效地阻止病毒进入细胞。但如果病毒进不了细胞,就无法繁殖和扩增,细胞外的病毒就会逐渐自我分解。这就是抗体的魔力。如果将灭活的病毒颗粒直接注入体内,使机体产生针对病毒的抗体,这就是传统疫苗的作用。目前,新冠肺炎的疫苗研发也遵循这一基本原则。

“不过,只要身体产生抗体,就能控制病毒。这种想法可能只是一种错觉,但事实远非如此。有些抗体甚至可以促进新冠肺炎的发展。所以,这是危言耸听还是科学?”黄波指出,事实是,以前在新冠肺炎的许多危重病人身上产生过抗体。为什么这些抗体不能控制病毒?这是由于抗体的复杂性。

产生相同的病毒和多种抗体。

据黄波·科普介绍,人体内有20种氨基酸,它们通过化学共价键连接在一起形成长链,也就是俗称的蛋白质。抗体是一种蛋白质分子,呈Y型结构,类似树枝,分支部分识别并结合抗原(通常是异种蛋白)。自然界有各种各样的外星蛋白质。抗体需要识别它们,它们的分支也相应的多种多样(生物学上称分支为抗体的可变区),甚至形成各种抗体,但这些不同抗体的主干部分基本相同(生物学上称之为抗体的恒定区)。

新冠肺炎的核酸物质RNA位于核心,被核衣壳蛋白包裹,再被一层包膜包裹,包膜包括刺突蛋白(扩增后形似指甲,称为指甲蛋白)、包膜蛋白(包膜蛋白)和膜蛋白(膜蛋白)。除了这些维持病毒结构的蛋白质外,病毒的核酸遗传物质还可以指导其他不参与病毒结构的病毒蛋白质的产生(这些病毒蛋白质存在于被感染的细胞中,但不存在于病毒颗粒中)。所有这些病毒蛋白都是外源蛋白。对于任何外来的蛋白质,身体都可能产生专门针对它的抗体。因此,当新冠肺炎感染人类时,个体可以产生多种不同的病毒抗体。

大多数抗体缺乏抗病毒作用。

“既然人体产生多种针对病毒的抗体,那么每种抗体是否都起到了针对病毒的保护作用?答案是否定的。”黄波指出,抗体发挥抗病毒作用的先决条件是它们识别并结合病毒颗粒。然而,非结构性病毒蛋白并不存在于病毒颗粒中(在被感染的细胞中)。因此,针对这一大类病毒蛋白的抗体实际上没有抗病毒作用。

那么,抗体对病毒颗粒中的蛋白质有抗病毒作用吗(所谓靶向,通俗点说就是一个带核的萝卜,这个抗体专门结合这个蛋白质)?答:只有针对病毒表面蛋白质的抗体才能产生抗病毒作用。新型冠状病毒的表面是一层包膜,抗体无法接触包膜内的病毒蛋白。所以这部分抗体没有抗病毒作用。

黄波认为,一句话,病毒颗粒感染人体后,体内可以产生许多不同的针对病毒蛋白的抗体,但大多数抗体实际上没有抗病毒作用。只有识别病毒颗粒表面蛋白质的抗体才能起到抗病毒作用。

抗病毒有效抗体的作用方式

识别病毒颗粒表面蛋白质的抗体可以产生抗病毒作用,那么这些抗体是如何发挥作用的呢?黄波说,冠状病毒颗粒是通过病毒颗粒表面的刺突蛋白(钉蛋白)与肺上皮细胞表面一种叫做血管紧张素转换酶2(ACE2)的蛋白质结合而致病的。然后ACE2改变其形状和结构,使病毒进入细胞,利用细胞本身的氨基酸分子、核苷酸分子和脂质分子,通过化学反应合成新的病毒颗粒。这些新的病毒粒子被释放到细胞外,以同样的方式,它们感染周围的正常病毒。针对刺突蛋白的抗体与病毒颗粒表面的刺突蛋白结合,阻断刺突蛋白与ACE2的结合,也阻断了病毒进入细胞。

这种针对刺突蛋白的抗体称为中和抗体。中和抗体通过阻止病毒侵入细胞发挥保护作用,是抗体发挥抗病毒作用的主力。冠状病毒表面有ACE2包膜蛋白和膜蛋白,但这两种蛋白可能不介导病毒进入细胞。因此,抗体与包膜蛋白或膜蛋白的结合可能不影响病毒进入细胞。但如果这种结合影响了刺突蛋白的构象(三维空结构),就有可能阻碍病毒进入细胞(出现这种情况的可能性较低)。

针对包膜蛋白或膜蛋白的抗体,当与病毒表面的相应蛋白结合时,可以介导免疫细胞对病毒颗粒的吞噬作用,尽管它们不影响刺突蛋白介导的病毒进入肺上皮细胞。这是因为吞噬细胞表面有一种特定的蛋白质(称为Fc受体),可以识别抗体的主干部分,也就是恒定区。这样,抗体通过其可变区与病毒结合,通过其恒定区与吞噬细胞结合,从而大大促进吞噬细胞吞噬病毒颗粒,被吞噬的病毒在吞噬细胞内被分解清除。

总结一下,抗体发挥作用的方式有两种:中和表面抗体与病毒结合,阻止病毒进入细胞(御敌于国门之外);非中和性表面抗体结合病毒,介导免疫细胞吞噬和清除病毒(杀敌于国门)。

抗病毒抗体的不利方面

根据黄波的说法,非中和表面抗体与病毒结合,并介导免疫细胞的吞噬作用,免疫细胞主要是巨噬细胞(人体内的专业吞噬细胞)。巨噬细胞吞噬病毒后,病毒颗粒被包裹在一个称为内吞作用的囊泡中,然后内吞作用从细胞表面向细胞中心移动。在这个过程中,它与一种叫做溶酶体的小泡融合,溶酶体含有各种水解酶,可以水解病毒,从而杀死病毒。

但在免疫系统进化出这样的抗病毒机制的同时,病毒也在进化,用尽一切手段逃避吞噬和杀伤。其中一个机制是病毒在与溶酶体融合之前从内体逃逸。怎么逃?内吞作用包裹病毒后,内吞囊内的液体逐渐酸化(pH值降低)。病毒可以通过酸化脱去最外面的包膜,暴露病毒核酸,然后方便地将病毒核酸从胞吞作用转运到细胞质,在细胞质中病毒核酸可以复制,形成新的病毒颗粒并释放到细胞外。这样,在表面抗体的帮助下,病毒将免疫细胞转化为病毒中间体,以逃避免疫杀伤。

他指出,病毒在巨噬细胞中的细胞内扩张可能不是最糟糕的事情。更糟糕的是,病毒可能会通过巨噬细胞促进炎症风暴。新冠肺炎肺细胞的损伤通常不会直接导致患者死亡。患者死亡的主要原因是非特异性免疫细胞过度激活,释放大量促炎因子,如白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子等。,形成所谓的细胞因子风暴,被称为细胞因子释放综合征(CRS)。

CRS的病理损害主要表现在毛细血管。毛细血管的壁由单层血管内皮细胞构成,内皮细胞之间的间隙只有1-2 nm,内皮细胞之间的间隙只有5-8 nm。这是因为内皮细胞与内皮细胞交界的部分表面有很多连接蛋白,相互之间连接紧密,造成了这么小的缝隙。而上述促炎因子作用于肺组织的毛细血管内皮细胞,使内皮细胞表面不再表达或大大减少连接蛋白的数量,使内皮细胞之间的缝隙突然变得非常大,毛细血管中的血液从扩大的缝隙中流出,充满肺泡,这就是炎症风暴。

那么,引发炎症风暴的细胞因子是由什么样的免疫细胞释放的呢?巨噬细胞是罪魁祸首。巨噬细胞是体内重要的一线防御细胞,数量众多。病毒巨噬细胞感染可迅速激活巨噬细胞,诱导巨噬细胞释放促炎因子。然而,当病毒在巨噬细胞中增殖时,巨噬细胞的活化作用特别强,可以释放过量的促炎因子,引发细胞因子风暴。

非中和表面抗体的作用依赖于时相。

黄波说,既然病毒在巨噬细胞中繁殖,就有对身体造成巨大伤害的风险,难道非中和表面抗体就完全不好吗?“答案也不是。这要看阶段”。在病毒感染的早期,巨噬细胞各方面功能都很好,吞噬抗体介导的病毒,更多时候是在溶酶体中水解病毒。即使部分病毒逃逸到细胞质,巨噬细胞启动的干扰素信号通路也能有效抑制病毒复制和扩增。

在病毒感染的中后期,巨噬细胞不仅感受到病毒的信号,还感受到各种细胞因子的信号,巨噬细胞的功能发生变化。病毒趁机逃向细胞质,另一方面大量病毒被放大,进而迫使巨噬细胞被强烈激活,进而释放过多的促炎因子,造成肺组织损伤。

因此,中和抗体总是通过阻止病毒进入肺上皮细胞,对病毒表面蛋白起到保护作用。而非中和抗体主要是介导病毒进入巨噬细胞,在早期发挥抗病毒作用,但在中晚期可能主要导致肺部免疫损伤。

病毒的消除最终还是要靠T细胞。

黄波指出,中和抗体可以将病毒挡在细胞之外,但对已经进入细胞的病毒却无能为力。同时,中和抗体只能大部分阻止病毒入侵细胞,仍会有少部分或部分病毒进入细胞。

“对于藏在细胞里的病毒,最终的杀伤要靠人体内的T细胞”。在肺上皮细胞中,病毒表达感染细胞表面病毒蛋白的信息,而T细胞可以识别感染细胞表面病毒蛋白的信息,从而攻击并杀死感染细胞。结果,被感染的细胞死亡,隐藏在其中的病毒遭受降解的命运。所以,即使是中和抗体也不是万能的,但它可以排除障碍,让T细胞发挥最后的作用。

黄波总结说,对于新冠肺炎疫情,人们把太多的希望寄托在抗体上,但抗体并不像通常理解的那样简单——即只要身体有抗体,就能消灭病毒。我们需要足够了解抗体的复杂性,甚至疾病加重的一面。

同时对疫苗研发也有重要的指导意义,因为接种疫苗的目的是使机体产生抗体,实际上是要产生针对病毒颗粒表面蛋白的中和抗体。接种疫苗机体产生抗体很容易,但产生这样的保护性中和抗体却不容易,这也给疫苗研发带来了很大的挑战。(完)

编辑:沙琼

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