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2023-01-22 12:39

病毒干扰:为什么流感、呼吸道合胞病毒在大流行早期消失?

大流行已经三年了,COVID-19仍在流行,引发了一波又一波的浪潮,病例数飙升、下降,然后再次上升。

但在刚刚过去的这个秋天,我们看到了一些新的——或者更确切地说,是一些旧的东西:流感的回归。此外,呼吸道合胞病毒(RSV)——一种在正常年份很少成为头条新闻的病毒——在自己的激增中被点燃,造成了“三重流行病”。

这些老对手的激增尤其引人注目,因为流感和RSV在大流行的头两个冬天几乎消失了。

更令人惊讶的是,在早期的COVID大流行期间,一种特定的流感可能已经灭绝了。自2020年3月以来,世界卫生组织的监测项目尚未确定检测到B/Yamagata流感毒株。

孟菲斯圣裘德儿童研究医院的病毒学家理查德·威比(Richard Webby)说:“我认为没有人会冒着风险说病毒已经消失了。”但是,他补充说,“我们希望它被挤出去了。”

威比说,这样的灭绝将是一个超级罕见的事件。

但是,过去几年是人类与病毒关系非常不寻常的时期,封锁和口罩在防止流感和RSV渗入人类鼻孔方面发挥了很大作用。

尽管如此,威比认为,在新冠疫情肆虐期间,另一个因素可能使他们陷入困境。这被称为病毒干扰,它只是意味着一种病毒的存在可以阻止另一种病毒。

什么是病毒干扰?

病毒干扰可能发生在实验室的单个细胞中,也可能发生在暴露于多种病毒的单个动物和人身上。但它也可以在整个人群中发挥作用,如果有足够多的人感染了一种病毒,从而大规模地阻碍了其他病毒的繁殖。

这导致了由轮流占主导地位的单个病毒引起的一波又一波的感染。

威比说:“回顾过去几年,我很有信心地说,COVID肯定可以阻止流感和RSV。”

这并不是科学家们第一次观察到这种模式。

例如,在2009年,令人恐惧的病毒是猪流感,它在当年春天从猪传染给了人。随着秋天的到来,它似乎蓄势待发,但突然间,在欧洲的一些地区,它停滞了。

导致普通感冒的鼻病毒可能由返校儿童传播,在猪流感重新占据主导地位之前的几个星期里,鼻病毒一直是人们关注的焦点。这种流感毒株将RSV在秋季的典型上升推迟了两个半月之久。

干涉是如何起作用的?

干扰可以通过多种方式发生在体内。一种发生在两种病毒使用相同的分子进入宿主细胞时。如果病毒A先到达那里,抓住所有这些分子门把手,那么病毒B就不走运了。

如果两种病毒在细胞内争夺相同的资源,比如制造新病毒蛋白的机制或逃离该细胞感染其他细胞的手段,则可能会发生另一种干扰。

威比说:“把它想象成两种病毒之间的比赛。”

但最容易理解的干扰方法涉及一种叫做干扰素的防御性分子,它是由所有有脊椎的动物(可能也包括一些无脊椎动物)的细胞产生的。

事实上,病毒干扰是干扰素得名的原因。当细胞感应到病毒,任何病毒,它就开始制造干扰素。而这反过来又激活了大量的防御基因。这些基因的一些产物在细胞内或细胞边界起作用,它们阻止其他病毒进入细胞,并阻止已经存在的病毒复制或离开细胞。

细胞向周围环境分泌干扰素,警告其他细胞提高警惕。这一切的结果是:如果第二种病毒出现,细胞的防御系统已经被激活,它们可能会将其拒之门外。

这个“小心”的信息会扩散到全身。因此,从理论上讲,感染鼻病毒等呼吸道病毒可以激活肠道中的防御系统,保护同一个人免受完全不同的病毒(如诺如病毒)的侵害。

但情况会因涉及的病毒、产生的干扰素数量和其他因素而有所不同。

“大多数病毒本身都有办法中和干扰素系统,”俄亥俄州克利夫兰诊所的病毒学家加内斯·森(Ganes Sen)说,他在2015年为病毒学年度评论撰写了关于干扰素和病毒之间相互作用的文章。“这是一场拉锯战。”

科学家们在实验室里对动物和其他系统进行反复研究。

例如,耶鲁大学医学院的免疫学家艾伦·福克斯曼(Ellen Foxman)研究了实验室培养的由真正的人类气道细胞制成的组织中的病毒相互作用。在一个实验中,她研究了猪流感和鼻病毒家族的典型代表。当研究人员先用鼻病毒感染人体组织,然后再用猪流感感染时,干扰素阻止了流感的立足之地。

在类似的研究中,她发现鼻病毒感染也会干扰随后的SARS-CoV-2感染。

从实验室中的组织推断到人或人群是不确定的,但福克斯曼认为这些研究反映了生物学的真理。

她说:“很可能如果你感染了鼻病毒,这将使你在一段时间内对另一种病毒具有相对抵抗力。”福克斯曼推测,这种保护作用可能会持续几天或几周。

但不要指望感冒能让你暂时对其他病毒产生免疫力。

不保证会有干扰:当然有可能同时感染多个病毒。

干扰素也不总是有益的。有时,它会使人们更容易受到感染,而不是更少。一个众所周知的例子是,流感使人们更容易受到继发性细菌感染。

干预是如何影响“三联流感”的?

在持续的大流行中,仍然很难说干扰在全球人群中关闭RSV和流感方面发挥了多大作用(如果有的话)。

在2020年的第一次COVID浪潮期间,福克斯曼认为,感染COVID的人还不够多,不足以大规模干扰其他病毒。(RSV在2021年经历了一个不同寻常的夏季高峰,因为人们放松了口罩和其他预防措施。)

但到2021-2022年的第二个COVID冬季,威比认为他看到了人口水平的干扰证据。他说,流感在秋天开始流行,但随后新冠病毒的欧微米变种突然出现。流感发病率下降了——尽管人们都回到了工作、上学和度假旅行中。

他说,冠状病毒在那个季节有很大的优势,因为许多人仍然对它缺乏免疫力。这并不意味着COVID在未来总是会战胜流感。

在北半球正在经历的第三个新冠冬季,情况再次有所不同。许多人现在对COVID有免疫力,因为最近的一次发作或接种了疫苗,但在最近的记忆中,很少有人经历过RSV或流感。这为流感和RSV进行大规模的双重反击奠定了基础,并在早期进行了猛烈的打击。

一旦流行病学家可以回顾这个季节,看看每种病毒是否轮流出现,2022-2023年冬季的任何潜在干扰都将变得更加明显。

已经有迹象表明,秋季RSV和流感的激增可能已经达到顶峰,而新冠病毒在寒假后呈上升趋势。但未来几个月仍将寒冷,这为这三家公司中的任何一家再次崛起提供了充足的机会。

Amber Dance是洛杉矶《Knowable》杂志的撰稿人。

本文最初发表于《Knowable Magazine》,这是《年度评论》的独立新闻刊物。订阅时事通讯。