免疫系統面對冠狀病毒感染的反應-人類可以「與病共舞」?

免疫系統面對冠狀病毒感染的反應-人類可以「與病共舞」?

微免科 郭敏玲教授

2019 年底開始爆發的冠狀病毒疾病(Coronavirus disease 2019COVID-19),已知是由嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒第 2 (SARS-CoV-2,以下簡稱新冠肺炎病毒)感染所引起,截至 6 月底,全世界的確診數已突破 1000 萬例,並有超過 50 萬人因此而喪生,且數字仍持續攀升,各國醫療體系與人類健康受到嚴苛的考驗。為了防疫啟動的各種隔離政策,造成經濟活動的停滯,對社會與文化造成巨大的衝擊。被感染者除了出現類似流感症狀,也有嗅覺或味覺喪失、或腸胃道症狀。而有慢性疾病的高齡者則容易發展出嚴重肺炎、甚至引發呼吸或是多重器官衰竭而死亡;反之,某些被篩檢出陽性反應的人,則相對是輕症或甚至完全沒有症狀。一般民眾對於出現如此程度不同臨床症狀的情形充滿疑惑,甚至被不實的廣告誘騙而購買各種保健產品。

新冠肺炎病毒是利用其棘蛋白(S protein)結合細胞上的血管張力素轉化酶 2(angiotensin converting enzyme 2, ACE2)而感染細胞,人體免疫系統偵測到外來病原體時會啟動先天性(innate)免疫反應,此時自然殺手細胞(natural killer cell)與巨噬細胞(macrophage)會試著清除被病毒感染的細胞,並釋放干擾素(interferon)或是相關發炎細胞激素;之後巨噬細胞再將病毒抗原呈現給T輔助細胞(T helper cell)並活化B細胞(B cell)製造抗體,也活化 T 毒殺細胞(T cytotoxic cell)殺死被病毒感染的細胞,共同清除病毒,並發展出特異性(adaptive)免疫反應的記憶功能。在這樣複雜的過程中,第一時間入侵的病毒量多少,常常就是病程發展的關鍵因素。人體若面對少量的病毒,則有足夠的時間來啟動與活化各種防禦細胞與製造適量細胞激素,逐步清除病毒,因此病人可能出現輕症或是無症狀;反之,若入侵病毒量過多時,不但會快速複製,造成肺部組織或其他器官的損傷,這些被大量破壞的體內細胞,進一步對免疫系統發出求救訊號,引發急性、大量、無法被控制的強烈反應,造成大規模具摧毀性的組織傷害,讓身體來不及修補而出現嚴重的臨床病徵,例如在 2003 SARS 流行期間,許多病人體內出現的細胞激素風暴(cytokine storm)與高致死率,就是明顯的例子。

以義大利對病患的統計,新冠肺炎疾病的致死率於 30 - 39 歲之間的病患為 0.3%、但是於 80 歲以上的長者則高達 20%,這是因為高齡者除了造血系統功能較差、導致特異性免疫反應清除病毒的功能不足之外,也被測出體內有更高發炎細胞激素濃度與嗜中性白血球容易聚集於肺部的現象,再加上高齡者常伴有心血管疾病、糖尿病、或是癌症等,增加多重器官容易受損的機率。

雖然目前各國科學家積極利用歷年來因應流行病建構好的研發平台來開發新冠肺炎疫苗,包含減毒病毒株、重組蛋白、RNA DNA 疫苗、病毒載體或佐劑、甚或奈米顆粒等來增進各項免疫反應,但是疫苗在正式被核准之前均需嚴格把關其安全性與有效性。估計至少需要一年以上的時間來完成各項檢測與臨床試驗,加上短時間內無法生產足夠供應全球的劑量,因此真正能應用於抵擋這一波疫情的疫苗機會不大;而病毒本身的高突變率也是人類與病毒之間競爭的另一變數。因此目前各國競相投入的疫苗開發工作,較可能適用於未來新冠肺炎若變為類似流感疫情時,每年常規施打時來使用。不過有些研究指出,施打卡介苗(Bacillus Calmette-Guérin vaccine, BCG)或是其他病毒疫苗,發現會增進共通性先天性免疫反應,進而提升對抗 SARS 或是新冠肺炎病毒的感染,目前也有一些臨床試驗對醫護人員施打 BCG 來檢驗是否可降低新冠肺炎感染正在進行。

在還沒有對抗新冠肺炎病毒的疫苗前,目前各國醫師也嘗試使用幾個藥物作治療,例如瑞德西韋(Remdesivir)或是羥氯奎寧(hydreoxychloroquine),但是各機構的研究結果並不一致,也常出現嚴重的副作用。而由已康復患者體內純化的血清抗體,則有協助阻擋病毒入侵細胞與複製的機會,目前也有幾篇論文呈現不錯的效果,但是因為在實務上,醫師於這些發表的研究中,對重症患者除使用血清抗體,也需併用其他抗發炎藥物(例如類固醇),緊急時更無法進行安慰劑比對,因此目前尚未能宣稱血清抗體的確效。而血清抗體要有足夠康復患者捐贈與合規格的藥廠來進行抗體純化工作,加上病毒也可能突變等因素,因此目前也無法成為常規的治療方案。

在防疫期間常被討論的「群體免疫(Herd immunity)」理論,其立論基礎是群眾施打疫苗或自然獲得抗體至一定的比例(通常是 70%)以上的時候,則可以達到阻斷病毒持續於人群中傳播,有機會讓大部分的人獲得保護力,而這一些疫苗本身通常也不會讓人生病,因此不會需要大量醫療資源。但是如果是要讓這樣高比例的人被感染,尤其是大家面對新型病毒,身體都沒有抗體時,則就會有大量的民眾生病、甚至死亡,讓醫療體系無法負荷,甚至危害到醫護人員。因此原先英國政府想利用「群體免疫」理論來對抗疫情,終究仍得回歸封城等策略才能止住疫情的發展。

因此,在目前還沒明確的藥物或是疫苗的時期,建議民眾仍然要努力執行「防疫新生活」的各項規範,勤洗手、保持社交距離或戴口罩,就算不小心接觸到被感染者,也希望能降低入侵的病毒數量,讓身體的免疫系統能夠有時間來製造對抗病毒的免疫細胞數量與發展適當活性;再加上如果入侵的病毒量不多,也可降低免疫系統被激發出細胞激素風暴的機率,不至於產生重症反應,讓身體可以逐漸康復。