一个普遍的误解是,只要是抗体就能杀死病毒。
我之前写过很多关于疫苗的文章,但是现在回想起来,反倒是漏了最基础的这个。
一
先说一下病毒的结构,就以新冠病毒为例。
和其他病毒一样,新冠病毒的结构也很简单,由外面的蛋白质和里面的核酸组成。新冠病毒的核酸是RNA,它是一种RNA病毒。
而外面的蛋白质具体来说,新冠病毒包含四种主要的结构蛋白(图1):
-表面的刺突蛋白(Spike Protein,简写是S)
-膜蛋白(M)
-包膜蛋白(E)
-核衣壳蛋白(N)
在这四种蛋白中,最重要的就是刺突蛋白(S蛋白)了。S蛋白包含S1和S2两个亚基,其中S1包含N末端域(NTD)和受体结合域(RBD)。新冠病毒通过S蛋白的RBD与人体细胞表面的受体ACE2结合,就像一把钥匙配一把锁一样,新冠病毒打开了进入宿主的通道。
二
那么抗体又是什么?
抗体本质上也是一种蛋白质,长得像树杈似的,树杈部分用来识别和结合抗原,而这些抗原大多数是异己蛋白质(图2)。
所以原则上来说,只要是异己蛋白质进入人体,就会被免疫系统识别,然后产生相应抗体。但问题是在我们产生足够的抗体(以及其他物质比如细胞因子)对抗病毒之前,病毒可能会先杀死我们,这也就是为什么需要疫苗的原因。疫苗的本质是一种抗原,只不过它通过改造已经没有了病毒的毒性。
说回抗体。当新冠病毒入侵人体之后,由于它本身有几种不同的蛋白,因此人体会产生不同的抗体。
然而,并非所有的抗体都有抗病毒的作用。
比如新冠病毒内部的N蛋白,即便疫苗产生了针对N蛋白的抗体,但由于这个抗体无法接触到N蛋白,因此并不能发挥作用。
在比如新冠病毒表面的M蛋白和E蛋白,这两种蛋白并不介导病毒与人体细胞表面受体的结合,因此相应抗体与它俩结合后,很可能也不影响病毒进入细胞。
三
所以,只有S蛋白的抗体是真正能阻止新冠病毒入侵的,S蛋白抗体与新冠病毒S蛋白结合后,新冠病毒就失去了与人体细胞ACE2受体结合的能力。
你可能之前一直有听过中和抗体这个词,现在你知道什么才是中和抗体了吧?
这就是为什么大多数疫苗的临床试验中不仅要测总的抗体水平,更重要的是要单独测中和抗体水平。
当然,非中和抗体并非没有用处,它们也可以介导病毒进入巨噬细胞。然而非中和抗体的作用非常复杂,它们也可能引起人体其他的不良免疫反应,比如肺部免疫损伤,比如抗原抗体复合物沉淀引发的一些问题等,甚至加重病情。
因此这就是为什么无论国内国外,几乎所有的mRNA疫苗(辉瑞疫苗、Moderna疫苗)、重组蛋白疫苗(Novavax疫苗)、腺病毒载体疫苗(康希诺疫苗、牛津疫苗、大卫星疫苗、强生疫苗)等全都只选择新冠病毒的S蛋白为抗原,因为S蛋白是问题的核心所在。
另外上面一部分疫苗用的是经过改造后更加稳定的S-2P(图3),使S蛋白的构象更加稳定。这个黑科技下次再细说,发明这个技术的是中国科研人员。
所以,如果新冠病毒的S蛋白在几年之后出现很大的变异,那么基本上所有的疫苗都会失效,无论是灭活疫苗还是mRNA疫苗还是腺病毒载体疫苗,因为别的蛋白产生的抗体并不能有效阻止病毒入侵。
但是这个时候,不同疫苗的应变能力就体现出巨大差别了。mRNA疫苗只要一周时间就能设计制造出针对变异病毒的疫苗,而灭活疫苗需要几个月的时间。
这也是为什么我们一定要研发属于自己的mRNA疫苗。