为什么婴幼儿不易感染新冠病毒？Cell重磅研究：婴儿与成人免疫反应差异如此巨大！

婴幼儿的免疫系统在组成和功能上与成人不同，在出生后的最初几周和几个月中经历了一系列的成熟过程。虽然以前的研究已经描述了健康婴儿的这一成熟过程，但对婴儿感染后的免疫反应进行详细的全系统纵向分析的工作尚未开展。

近日，由德国图宾根大学牵头，斯坦福大学、埃默里大学和美国辛辛那提儿童医院医学中心合作开展的研究对婴儿在出生后最初几个月感染 SARS-CoV-2 后的免疫反应进行了调查。

该研究发表在《细胞》（Cell）杂志上，题为 "Multi-omics analysis of mucosal and systemic immunity to SARS-CoV-2 after birth"。研究人员通过评估婴儿出生后早期对SARS-CoV-2的免疫力来填补这一知识空白。与成人相比，婴幼儿感染后症状较轻，但也有重症病例和死亡病例。研究中发现，婴幼儿产生的持久抗体反应可长达300天。

以前的研究主要描述了免疫系统相对成熟的大龄儿童（中位年龄为 5岁）对 COVID-19 的免疫反应，而对于尚未成熟的免疫系统在出生后最初几周和几个月对 SARS-CoV-2 感染的反应却知之甚少。

在这种情况下，出现了几个关键问题：

(1) 婴幼儿在多大程度上对 SARS-CoV-2 病毒产生了持久的抗体反应以及 T 细胞和 B 细胞记忆？

(2) 鉴于小儿COVID-19 的病程较轻，与成人相比，先天性免疫激活的特点是什么？

(3) 从长远来看，SARS-CoV-2感染如何影响正在发育成熟的婴儿免疫系统？

为了回答这些问题，该研究采用了一种多组学方法，包括全面的单细胞RNA 测序（scRNA-seq）和转座酶可访问染色质测序（ATAC-seq）分析，并对出生后最初几周和几个月的婴幼儿纵向队列进行了 SARS-CoV-2 感染免疫分析。

研究人员从辛辛那提儿童医院医疗中心 IMPRINT 队列中的婴幼儿身上采集了血液和鼻拭子样本。儿童每周接受一次 SARS-CoV-2 检测，队列中包括 54 名受感染的婴幼儿，其中包括 27 名感染前样本配对的婴儿。另外 27 名配对对照婴幼儿代表健康对照组，他们从出生到采样期间的检测结果均为阴性。

除儿科样本外，还从亚特兰大埃默里大学希望诊所和斯坦福大学医学中心采集了 48 名 COVID-19 成年患者和10 名健康对照者的 62 份血液样本。此外，还从 41 位患有轻度 COVID-19 的母亲（包括 3 位感染前配对样本和 3 位配对对照样本）那里获得了血液样本。

 强大而持久的抗体反应

与成人相比，婴幼儿对 SARS-CoV-2 表现出了强大而持久的抗体反应。这些抗体滴度在长达 300 天的时间里一直保持较高水平，而成人的抗体反应衰减得更快。

在血液中，儿童先天性细胞的活化标志物上调，但炎症细胞因子没有明显增加。婴儿的记忆 B 细胞和 T 细胞反应明显低于成人。不过，他们的多功能 T 辅助细胞 17 和 1 型 CD4 T 细胞有所增加，其特点是产生白细胞介素-2、干扰素-γ 和肿瘤坏死因子-α，使其呈现三重阳性。

强烈的粘膜免疫反应

婴儿产生了强烈的粘膜免疫反应，其特点是产生炎性细胞因子、干扰素α 以及与 T 辅助细胞 17 和中性粒细胞反应相关的标记物。这种粘膜反应在鼻粘膜中尤为明显。

虽然婴儿的多功能 CD4 T 细胞反应减少了大约两个数量级，但观察到的持续抗体反应却持续了更长的时间。研究结果提出了设计疫苗配方的可能性，以利用这些先天性免疫系统激活途径，避免引起通常与不必要的炎症相关的附带免疫病理。

参考资料：

Florian Wimmers et al, Multi-omics analysis of mucosal and systemic immunity to SARS-CoV-2 after birth,Cell (2023). DOI: 10.1016/j.cell.2023.08.044

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