呼吸道冠状病毒清除者

    引发中东呼吸综合征的新型冠状病毒。

  引发S A R S的冠状病毒

    呼吸道冠状病毒，对这个略显专业的词汇，很多人会觉得陌生。但由呼吸道冠状病毒引发的两种疾病———SARS(严重急性呼吸窘迫综合征)和MERS (中东呼吸综合征)，不少人就会觉得心惊肉跳了。由广州医科大学、中科院广州生物医药与健康研究院共建的呼吸疾病国家重点实验室，日前在呼吸道冠状病毒研究上取得新突破。呼吸疾病国家重点实验室赵金存教授与美国爱荷华大学StanleyPerlman教授合作首次证实，在MERS和SARS冠状病毒感染过程中，气道记忆性CD4+T细胞能间接起到清除病毒作用。这一发现将有助于呼吸道冠状病毒疫苗的开发。该成果已于6月21日发表于免疫学《Immunity》杂志上。该研究获得中国中组部千人计划、广州市医疗健康协同创新传染病专项，以及美国国立卫生院项目的支持。

    十几年间

    两次“肆虐全球”

    冠状病毒家族，是目前已知基因组最大的RNA病毒，包括多位成员，可以感染多种家养和野生动物以及人类，引起脑炎、肝炎和肺炎等疾病。近十几年来，呼吸道冠状病毒在全球范围内造成了两次重大的疫情。2003年，SARS在中国暴发流行，疫情传播到29个国家和地区。根据世界卫生组织统计，SARS冠状病毒共感染8422人，死亡率约为8%。

    9年后，SARS病毒的“表亲”又出现了。一种新型冠状病毒肆虐全球，它被称为“类SARS病毒”，即“中东呼吸综合征”(MERS)，为全球公共卫生安全带来了新挑战。就在去年，广东的惠州就输入了首例中东呼吸综合征确诊患者。截至2016年6月22日，MERS病毒已感染1768人，其中630例死亡，死亡率高达35%。MERS首发于沙特阿拉伯，并已传播到包括我国在内的27个国家和地区，目前仍在中东地区流行。

    特异性T细胞

    延长疫苗保护时程

    在中国谈起SARS，人们都有“一朝遭蛇咬，十年怕井绳”的感觉。也难怪，只有中国才真正见识到了SARS疫情的凶险。面对如此凶猛的冠状病毒，科学家们正在夜以继日地研发抗病毒疫苗，提前为这场无声的“战争”做好准备。

    病毒感染后，我们的机体内主要由抗病毒中和抗体阻断病毒入侵细胞，并由T细胞清除病毒感染的细胞，防止病毒播散，促进疾病好转。因而T细胞又被称为免疫系统中的“杀手”。赵金存介绍，这个杀手团队主要由两个成员组成，CD8+T细胞是杀灭病毒的行刑者，直接杀死病毒感染细胞。而另一个关键成员，即CD4+T细胞不但可以辅助中和抗体的产生，还可促进CD8+T细胞增殖，并指引其前往杀灭病毒的战场。“没有CD4+T细胞，病毒中和抗体下降，CD8+T细胞不但兵力不足，而且就像失去了眼睛和耳朵。”

    赵金存说，目前已有研究表明，冠状病毒感染后，中和抗体存在时间远远短于病毒特异性T细胞。比如，大多数MERS病人痊愈后9个月，中和抗体就已大大降低。而在SARS和流感病人中，病毒特异性T细胞却可以持续数年。因此，研究一种冠状病毒特异性T细胞相关的疫苗，或将其设计为中和抗体疫苗的一个组分，将可以大大延长疫苗的保护时程和效能。

    疫苗载体“整容”

    让病毒与杀手细胞对抗

    有了这个前提背景，那接下来就要验证CD4+T细胞的作用了。CD4+T细胞能否抗击呼吸道冠状病毒的感染？赵金存的合作团队试图用实验来证明。

    首先，要构造一种能诱发CD4+T细胞的疫苗。新型疫苗载体———委内瑞拉马脑炎病毒复制颗粒(VRP)进入了赵金存的视野，这个疫苗载体好比一辆汽车，要搭载什么则由研究者决定。接下来，赵金存对疫苗载体进行“整容”，搭载了针对SARS和MERS冠状病毒的CD4+T细胞表位基因，一旦经过包装后的疫苗进入动物体内，就会刺激机体免疫系统，诱导病毒特异性CD4+T细胞的扩增。

    赵金存介绍，实验通过两种方式为小鼠“打疫苗”，一种是鼻腔滴注，一种是皮下注射。6周龄小鼠要通过两次疫苗免疫，间隔6-7周。武器有了，敌人也就要出场了。研究人员将SARS和MERS病毒从小鼠鼻腔滴进去攻击小鼠，接下来病毒与T细胞在小鼠体内“捉对厮杀”。

    使用疫苗后

    小鼠生存率达九成

    经过厮杀，打了疫苗后的小鼠果真受到保护。赵金存说，实验数据显示，没有使用疫苗的小鼠病毒感染后死亡率是100%，而经疫苗保护后，死亡率降低至10%，即九成都活了下来。且令人意外的是，两种免疫方式效果不一，只有从鼻腔滴注的方式才能有效保护小鼠，而皮下免疫的小鼠大部分死亡。

    研究人员进一步发现，鼻腔和肺部相连，只有鼻内免疫后，CD4+T细胞才出现在肺部气道内，皮下免疫后则出现在血液和其他器官。难道是气道内的这群细胞发挥的保护作用？研究人员采用特定的“删除法”，删除气道内的CD4+T细胞，让血液和其它器官内的CD4+T细胞继续存在，再用病毒攻击。这次，小鼠又大批量死亡，之前的保护机制消失了。“这就证明，气道内的CD4+T细胞确实是疫苗发挥保护作用的关键。”

    实验最终也揭开了这群细胞的作用机制。由于细胞可长期驻留于气道，并在感染后第一时间通过分泌γ*素，这个*素“通风报信”，提醒机体病毒来袭，进入“战争状态”，并增强抗病毒CD8+T细胞免疫反应，从而有效清除病毒感染细胞。

    释疑

    1

    研究结果

    对疫苗研发有何用处？

    赵金存说，目前世界上尚没有上市的呼吸道冠状病毒疫苗可以用于人体。大多数研究都集中在可诱导产生中和抗体的疫苗上，主要存在两方面缺陷：一是由于诱导的是综合抗体，持续时间较短；二是病毒可以通过自身突变逃避抗体识别。

    而这一研究提供了新思路：疫苗最好可以诱导产生记忆性气道C D 4+T细胞，或将其设计为中和抗体疫苗的一个组分，可以大大延长疫苗的保护时程和效能。

    而且研究还有另一个意外发现，此CD 4+T细胞识别的病毒靶点在不同呼吸道冠状病毒，在人类及动物间均相似，这意味着设计抗击其中一个病毒的疫苗，也可以对抗它的各种“表亲”。“这提醒我们可以开发人类广谱呼吸道冠状病毒疫苗”。

    证实C D 4+T细胞有效的过程，也是设计疫苗的过程。“这次经过整容后的疫苗可以作为以后研究疫苗的模板，但仍需大量的前期基础性研究。”

    2

    SARS出现后消失

    疫苗研发还有意义吗？

    人们也许在猜测着，是否MERS疫情也会像SARS一样，在治愈了病人、控制了宿主之后而消失不见呢？“目前下此结论还为时尚早。”

    赵金存说，MERS冠状病毒并不是人类的新朋友，而是老相识。在20多年前它就感染了人类的伙伴骆驼作为它的中间宿主，并潜伏下来，悄悄地等待着合适的时机，给人类一个突然袭击。由于文化、宗教和管理水平的原因，在中东地区完全隔离骆驼种群和疑似病例并不现实。可能MERS冠状病毒会像流感病毒一样，在人群中停留下来，并不断变异以适应人类。“一想到这种结局，人们可能会感到如鲠在喉。”

    放大视野来看，冠状病毒虽是起源于5000万年前的古老病毒种属，却保持着活跃的进化，在历史的长河流淌到21世纪的时候，与人类两次不期而遇。“但我们真的可以确定这是第一和第二次吗？在人类现代文明崛起之前，又曾发生过多少次SARS和MERS呢？那在未来呢？所以，冠状病毒研究之路依旧长远。”

    出品：南方都市报科学新闻工作室

    主持：陈养凯

    采写：南都记者 阳广霞 实习生 廖欣 通讯员 汪乾 黄博纯