不可小覷的免疫衰老:人老可能導致疫苗無效
2020年11月10日10:06

  來源:十點科學

  由於免疫系統衰老,疫苗對老年人的效用更低。比起研發老年人專用疫苗,科學家認為,研發能增強老年人免疫功能的藥物更重要,用途也更廣。

和皮膚一起衰老的,還有免疫系統。|圖蟲創意
和皮膚一起衰老的,還有免疫系統。|圖蟲創意

  最近,韓國流感疫苗致多人死亡事件引發關注。截至10月31日,死亡人數上升至83人,其中70歲以上的有71人(佔比85.5%)。除了疫苗本身可能的質量問題,也提醒了我們一個事實:疫苗對於年輕人和老年人的作用存在差異。

  而這也是新冠病毒(COVID19)疫苗研發的一個難點。

  漸增的年齡,和衰老的免疫系統

  隨著人年齡增長,我們經曆著聽力減弱、皮膚鬆弛、關節損傷等一系列身體變化,甚至免疫系統的活力也逐漸降低,這一現象被稱為“免疫衰老”。這也是老年人成為新冠病毒感染和致死主要對象的原因。

  面對美國新冠疫情失控,以及歐洲第二輪疫情高峰的出現,疫苗研發在各國開展得如火如荼,被寄望成為扭轉局面的救命稻草。

  然而,像疫苗這種“通過主動調動人體免疫系統,以預防真正病毒攻擊”的手段,在老年人群體中的效果通常遠不如年輕人——老年人對疫苗的免疫反應常常更弱。即老年人的免疫系統更難被疫苗調動。

  這意味著,疫苗可能無法保護最需要保護的人。

  那麼,免疫系統是如何衰老的呢?

  我們的身體對大部分病原體都有天然的抵抗力,儘管環境里都是病原體,我們大部分時候仍然活得好好的。

  而人的免疫系統分為先天免疫和獲得性免疫兩大部分。前者是通用免疫,當身體遇到外來物入侵(比如皮膚、粘膜)時,先天免疫就會迅速響應。但是,它雖然響應快,卻能力有限,經常被突破。比如,遇到新冠病毒,它就頂不住了。

  後者則是身體後天習得的免疫,就是對一些沒有見過的病原體,身體要先和它交手一次,學習一番,才能獲得對它的免疫。獲得性免疫的力量非常強大,只要身體能在“學習”中扛住病原體攻擊,以後再遇到相同病原體,就完全不在話下了。比如,天花和水痘等傳染病,得過一次一般就不會再得了。

  當身體受到外來病原體——比如病毒入侵時,先天免疫和獲得性免疫會協同抵抗。

  在先天免疫系統中,吞噬細胞和自然殺傷細胞等免疫細胞,會先識別甚至吞噬病毒,並分泌大量細胞因子,召喚更多不同功能的免疫細胞加入戰鬥。其中一些細胞,比如吞噬細胞和樹突細胞,還會將這些病毒的抗原(能引起抗體生成的物質)傳遞給隨後趕來的T細胞和B細胞,它們是獲得性免疫細胞的代表。

  T細胞和B細胞(圖為B細胞產生抗體)是免疫細胞的代表,以成熟的部位得名,前者成熟於胸腺(英文thymus),後者成熟於骨髓(英文bone marrow)。兩者均是明星免疫細胞。|圖蟲創意

  這兩種細胞不僅能產生抗體和細胞因子,快速消滅病毒,還能形成特異的記憶細胞,以備再次遇到相同的病毒之後,可以快速響應。

  在免疫系統消滅病毒時,免疫細胞會在身體局部聚集,形成紅腫熱痛,這就是我們通常所說的炎症。其間分泌的促炎性因子,如白細胞介素-1、腫瘤壞死因子α等,能夠促進對病原微生物的清除,但過度的炎症則可能會引發細胞因子風暴,甚至危及生命。而另一類抑炎性因子,如白細胞介素-10,則可以防止過度炎症,維持身體環境平衡。

  這些因素共同構成了我們的免疫力。

  而隨著年齡增長,我們的免疫功能又會發生什麼變化?對疫苗開發又有何影響呢?

  相比年輕人,老年人的免疫衰老主要表現在兩個方面:

初始T細胞和B細胞數量變少。疫苗主要是刺激B細胞產生抗體,只有機體中存在大量的、受體多樣性高的B細胞,識別抗原的幾率才越大,才能形成具有靶向性(指向性)的抗體以及記憶性B細胞。——B細胞變少無疑會削弱這種作用。

接種疫苗後容易出現慢性低度炎症。老年人體內衰老壞死的細胞不能及時被清除,即會持續性地刺激免疫系統,造成免疫細胞(如巨噬細胞)一直不斷地分泌促炎性細胞因子,免疫反應無法終止。後果就是在下次病原微生物攻擊人體時,免疫系統無法做出反應,也就是免疫功能障礙。

  這些導致疫苗在老年人和年輕人中,會產生不一樣的效果。

  “免疫衰老”下的疫苗研發:

  專用疫苗,還是逆轉衰老的輔助藥物?

  對於新冠病毒,當前全球在測試中的疫苗約有50種,但科學家們仍不能確定疫苗對於老年人是否同樣有效。

  位於美國馬薩諸塞州劍橋的生物公司Moderna正在研發的疫苗之一“mRNA-1273”,在40名年齡56歲以上的受試者中產生的抗體水平和更年輕的受試者相仿。北京科興生物(biotech Sinovac)所研發的疫苗“CoronaVac”,在一期二期測試中對421名年齡在60~89歲的老年人進行了免疫,並在9月份宣佈疫苗在老年人和年輕人群體中的效果並無區別。

  然而,位於德國美因茨的製藥公司Pfizer和BioNTech在一期實驗中發現,疫苗“BNT162b2”在年長的受試人群中誘導的抗體水平僅為年輕人的一半。可以確定的是,接種疫苗後的老年人產生的抗體水平比同齡人感染病毒所引發的抗體水平要高,但這仍不足以說明“BNT162b2”誘發的抗體是否足夠保護老年人抵抗真正的病毒來襲。

  大部分正在研發的疫苗都有老年組受試者,但是最新出現的18個候選疫苗在臨床試驗中竟有超過一半沒有設置老年組,這樣的臨床試驗設計大大增加了疫苗對老年人的潛在風險。

  一些在研疫苗,對老年人可能存在隱患。|圖蟲創意
  一些在研疫苗,對老年人可能存在隱患。|圖蟲創意

  面對老年人免疫衰老的現象,科學家們也在積極尋找策略。

  主要包括以下兩個方面:

  (一)首先是如何增強疫苗誘導的老年人的免疫反應。

根據流感疫苗研發過程中的經驗,通常對老年人採用增加免疫刺激成分(如佐劑)或者提高病毒抗原劑量的方式,達到預期的抗體水平。

另外一些科學家則轉而研發增強老年人免疫系統功能的藥物,即接種疫苗的同時補充藥物,這種方式旨在促進老年人的免疫系統年輕化,甚至逆轉免疫衰老,也能在病毒感染時更有效的抵抗病毒。

  在以上兩種方案中,逆轉年齡尤其是逆轉免疫衰老的研究已經取得一定進展。在過去的20年中,科學家們找到了一些關鍵的小分子靶標。其中一類抗衰老藥物作用於細胞生長調節通路中的蛋白分子mTOR。實驗表明,抑製mTOR的表達能夠延長果蠅甚至小鼠的生命。

  美國馬薩諸塞州波士頓的生物技術公司resTORbio的創始人之一Joan Mannick表示,“mTOR參與眾多的生物調節機製,尤其是人體衰老以及器官功能減退的過程”。

  Mannick在美國馬薩諸塞州劍橋諾華(Novartis)研究所工作期間,曾於2018年發表過一篇關於mTOR蛋白的研究,試圖回答“降低老年人體內mTOR蛋白的含量能否提高老年人免疫系統的功能”這一問題。研究中的264名參與者分別接受了低劑量的mTOR抑製劑或安慰劑,六週過後對這些參與者當年流感病毒的感染率和流感疫苗的作用效果進行了跟蹤觀察。發現接受mTOR抑製劑的老年人群患流感的人數顯著降低,接種流感疫苗引起的免疫反應也更強烈。

  另一項研究表明,mTOR抑製劑RTB101能夠增強老年人在冠狀病毒感染後的免疫反應,接受mTOR抑製劑的老年人體內冠狀病毒的載量更低並且恢復的更快。目前resTORbio 正在對養老院的550名65歲以上老年人測試RTB101對於新冠病毒感染的預防或治療作用。

  另外至少有四個科研團隊正在研究雷帕黴素(rapamycin),另一種更成熟的mTOR抑製劑,對60歲以上老年人感染新冠的治療作用。

  此外,治療二型糖尿病的藥物二甲雙胍(metformin)也有抑製mTOR蛋白活性的作用。來自中國和美國的臨床數據均顯示,服用二甲雙胍的糖尿病或肥胖症病人感染新冠病毒的症狀更輕,死亡率更低。

  美國明尼蘇達大學的研究員Carolyn Bramante指出,糖尿病人和肥胖症患者表現的免疫缺陷和老年人極為相似。目前Bramante和他的同事正在展開一項有1500人參與的研究,探究服用二甲雙胍是否能預防新冠病毒的感染或減輕其症狀。雖然機製尚不明確,但數十年的臨床數據顯示二甲雙胍具有很高的安全性,可以用於兒童甚至孕婦,並且成本非常低,這些都是二甲雙胍的優勢所在。

  (二)第二個關鍵是如何避免引起、或者如何終止慢性炎症反應。

  研究發現,用於治療肌營養不良症(muscular dystrophy)的抑炎性(anti-inflammatory)藥物losmapimod能夠抑製慢性炎症反應,並且提高機體在病毒或細菌入侵時的響應作用。美國馬薩諸塞州劍橋的一家生物公司募集400名誌願者驗證losmapimod對新冠肺炎患者的治療作用,該藥物或能治療新冠病毒感染後呼吸衰竭等症狀,從而挽救患者生命。

  很多科學家表示,比起研髮針對老年人的新冠疫苗,研發增強老年人免疫功能的藥物更為重要,並且後者更具有普適性,能夠提高流感疫苗、新冠疫苗甚至未來的其他疫苗對老年人的保護效果。深入瞭解免疫衰老和其調控機製,研發相關藥物,也對其他疾病如糖尿病、癌症的治療有著深遠的啟示。

  總之,疫苗研發雖然總是有這樣或那樣、已知或未知的困難,但科學家們一直在努力,相信總會找到方法。

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽