人体对新冠病毒产生的免疫力能够持续多久一直是人们关注的问题,这关系到曾经受到新冠病毒感染的人群是否对再次感染产生保护能力,以及新冠疫苗提供的保护能力的持久性。此前的一些研究显示,COVID-19康复患者血液中针对新冠病毒的中和抗体水平在受到感染后2-3个月内会显著下降。这让人们对免疫力的持久性产生了忧虑。不过,人体对新冠病毒产生的免疫反应包含多个方面,除了产生中和抗体以外,还激发针对新冠细胞的T细胞反应和免疫记忆。免疫记忆中重要的一部分是针对新冠病毒的B细胞会转化为记忆B细胞。这些细胞记住了新冠病毒抗原的“模样”,当再次遇到新冠病毒时能够迅速增殖和生成中和抗体,它们是提供长久保护能力的关键因素之一。

记忆B细胞的生成过程

日前,在《科学》子刊Science Immunology上发表的一篇最新研究显示,在曾经感染过新冠病毒的患者中,针对新冠病毒刺突蛋白和核衣壳蛋白(nucleocapsid proteins,NCP)的记忆B细胞迅速增加,并且在患者体内持续存在至少8个月。这一研究结果意味着新冠疫苗很有可能为接种人群提供长久的保护力。

在这项研究中,由澳大利亚蒙纳士大学( Monash University)学者构成的联合团队对25名COVID-19患者进行了长期随访研究,从出现症状4天到242天,总计收集了36个血液样本。其中11名患者提供了两个血液样本,一个在出现症状后21-106天获得,另一个在出现症状后116-242天获得,用来比较免疫力的持久性。

对这些血液样本中包含的中和抗体的分析显示,中和抗体滴度在出现COVID-19症状后大约20天左右达到峰值,随后会出现下降。在11名进行了两次重复取样的患者中,所有患者的第二个样本中的中和抗体滴度都有所下降,其中7名患者的中和抗体滴度低于阳性标准。这一研究验证了此前针对新冠病毒的中和抗体水平会下降的观察。

中和抗体滴度随时间推移的变化

而当研究人员检测记忆B细胞时却发现了另一番景象。所有患者体内的记忆B细胞在COVID-19症状出现后迅速增加。最初这些记忆B细胞主要表达IgM抗体,随着时间的推移,记忆B细胞中表达IgG1抗体的比例显著增加。这一转变体现了B细胞成熟的正常过程。B细胞最初生产的IgM抗体虽然也可以起到中和病毒的效果,但是它们的中和效力并不见得最好。B细胞在成熟的过程中会通过基因突变,调整中和抗体与抗原的亲和力,生成与抗原亲和力更高,中和能力更强的IgG抗体。

表达针对新冠病毒刺突蛋白受体结合域(RBD)抗体的记忆B细胞产生抗体类型的比例,深灰色为IgM抗体,橙色为IgG1抗体

对记忆B细胞长期水平的分析显示,患者体内的记忆B细胞水平在这项研究中保持稳定,尤其是产生IgG的记忆B细胞,在症状出现后200天以上获得的样本中它们的比例并没有减少。对这些细胞的生物标志物的分析也显示,它们有能力迅速对再次新冠病毒感染做出反应。研究人员在文章的讨论环节中表示,这种全身性的免疫记忆可以预防严重COVID-19的发生,从而让再次新冠病毒感染可能只制造成轻微或无症状的上呼吸道感染。

针对新冠病毒刺突蛋白RBD的记忆B细胞(上图)和针对新冠病毒核衣壳蛋白的记忆B细胞(下图)数目随时间的变化(蓝色数据点代表一个患者在不同时间提供的2个样本)

“这些结果很重要,因为它们确凿地显示,受到新冠病毒感染的患者能够保持对病毒和COVID-19的免疫力。”这项研究的资深作者,蒙纳士大学免疫学和病理学系教授Menno van Zelm博士说:“新冠疫苗保护力的持久性一直被一片阴云笼罩,这一结果给予人们希望,这些疫苗将能够提供长期保护。”