Science Immunology：初生牛犊不怕虎！新冠病毒为何对婴幼儿伤害更小？

当父母的人都知道，婴儿容易患上呼吸道感染。婴幼儿的抵抗力比成年人要低许多，没能有足够的抗体让病原体绕道走。但是根据目前的研究数据来看，儿童似乎能免于发展成为新型冠状病毒肺炎重症患者，病毒对儿童的影响不像对成年人那么严重。许多传染性疾病，从常见的水痘和麻疹，到新出现的严重急性呼吸综合征（SARS）和中东呼吸综合征（MERS），都存在类似特点。目前，医生们也并未完全了解这一现象的原因。 

《Science Immunology》期刊12月10日刊登的一篇文章，或许能帮助解释儿童能躲过新冠病毒肺炎重症的原因。文章题为《通过增强的 T 细胞受体信号转导婴儿T细胞在发育上适应强大的肺免疫反应》，文中的研究结果表明，婴儿免疫系统比大多数人想象的要更强大，并且在抵抗新病原体方面的表现击败了成人免疫系统。该研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）和 Helmsley 慈善信托基金的支持。

DOI: 10.1126/sciimmunol.abj0789

与成人相比，人们普遍认为婴儿的免疫系统更脆弱，还没有完全发育好。领导这项研究的哥伦比亚大学瓦格洛斯临床与外科医学院微生物学和免疫学教授、外科系George H. Humphreys II教授Donna Farber 博士认为，这种比较并不公平。

观察 T 细胞对流感抗原的反应，有助于研究人员确定为什么来自幼鼠的幼稚 T 细胞（如上所示）比来自成年小鼠的相同细胞对病原体的反应更快、更强烈。图像中的颜色代表参与 T 细胞活化的不同分子。图片来源：Farber实验室/哥伦比亚大学欧文医学中心

与成人相比，婴儿确实会因流感和呼吸道合胞病毒等病毒感染许多呼吸道疾病。但与成人不同的是，婴儿是第一次见到这些病毒。“成年人不会经常生病，因为我们的身体记录了对这些病毒的记忆，它可以保护我们，”Farber说，“但婴儿遇到的一切对他们来说都是全新的。”

在这项新研究中，Farber及其同事为保证公平竞争，只测试了儿童及成人的免疫系统对新病原体做出反应的能力，试验从基本上消除了来自免疫记忆的任何影响。为进行头对头的比较，研究人员分别从婴儿和成年小鼠中收集了幼稚 T 细胞（CD4+ T细胞），并将细胞置于感染病毒的成年小鼠体内。幼稚 T细胞是一种从未被病原体激活的免疫细胞。

在这场根除病毒的竞争中，婴儿T 细胞获得了轻而易举的胜利：与成年细胞相比，婴儿小鼠的幼稚 T 细胞检测到更低的病毒水平，并且婴儿细胞繁殖得更快，到达感染部位的细胞数量更多，从而迅速建立起对病毒的强大防御能力。 

在这项研究中，研究人员使用体内小鼠共转移模型证明，婴儿 T 细胞由于增强的 T 细胞受体(TCR) 介导信号，与同一宿主中的成人 T 细胞相比，能产生更多数量的肺归巢效应细胞以响应流感感染。婴儿小鼠T细胞比成人T细胞对低抗原剂量表现出更高的敏感性，这起源于T细胞和携带抗原的辅助细胞之间的交互——通过肌动蛋白介导的信号分子对免疫突触产生驱动。在人类婴儿与成人T 细胞中也观察到了这种增强的信号传导。

婴儿需要协调免疫反应，以在生命早期阶段抵抗多种感染，尤其是呼吸道感染的挑战。研究结果为婴儿如何控制病原体负荷和传播提供了一种机制，这对于设计有针对性的发展策略，以在这个脆弱的生命阶段促进免疫反应极为重要。

 “我们正在研究从未被激活的幼稚 T 细胞，令人惊讶的是，它们会因年龄而异，” Farber博士说，“这意味着婴儿的免疫系统强大而且高效，可以在早期清除病原体。婴儿的免疫系统可能在某些方面甚至比成人免疫系统还要好，因为它就是被设计用来应对大量的新病原体。”

上述研究发现看上去也正在新冠感染病例中发挥作用。“新冠病毒对每个人来说都是新的，所以我们得以看到了成人和婴儿免疫系统的自然、并排比较，而且孩子们的情况要好得多。” Farber说， “成年人面对一种新型病原体时，反应较慢。这让病毒有机会复制更多，这个时候就会容易受到感染。”

这些研究发现还有助于解释为什么疫苗在儿童时期特别有效，因为那时T细胞非常强大。“儿童时期也是接种疫苗的最佳时候，你不必担心在这个窗口内接种多种疫苗。”Farber说，“生活在世界上的所有孩子，特别是在我们开始戴口罩之前，每天都会接触到大量的新抗原。他们早已在处理多重感染接触了。”

该研究可能会为儿童带来更好的疫苗设计。“大多数疫苗配方和剂量对所有年龄段都是相同的，但了解儿童时期不同的免疫反应，表明我们可以为儿童使用较低的剂量，并可帮我们设计出对这个年龄段更有效的疫苗，” Farber说。

参考资料：

[1]https://www.cuimc.columbia.edu/news/infant-immune-systems-are-stronger-you-think

[2]Puspa Thapa, Rebecca S. Guyer, Alexander Y. Yang, Christopher A. Parks, Todd M. Brusko, Maigan Brusko, Thomas J. Connors, Donna L. Farber. Infant T cells are developmentally adapted for robust lung immune responses through enhanced T cell receptor signaling. Science Immunology, 2021; 6 (66)