新型冠状病毒肺炎的潜在抗体依赖性增强效应*

张一敏，胡 晨 综述，何 勇 审校

(陆军特色医学中心呼吸与危重症医学科，重庆 400042)

由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)所引发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)已成为全世界关注的焦点。根据世界卫生组织最新实时统计数据，截止至2020年11月,全球累计COVID-19确诊病例超过5 000万例，累计死亡病例130万例。到2020年11月为止,国内外尚无治疗COVID-19的特效药物。虽然国内疫情逐渐趋于稳定，但疫情防控仍然任重道远。抗体依赖性感染增强(ADE)效应是一种在低浓度免疫血清中的病毒复制被促进而不被抑制的现象，COVID-19是否存在ADE而导致疫情加重？这是值得在2021年冬春季节注意的一个问题。

1 ADE的定义

人体感染病毒时会产生抗体，但当病毒发生变异后，先前产生的抗体可能会帮助病毒损害人体的免疫系统从而加重病情，即为ADE效应。ADE是一种免疫介导的机制多样的病毒感染效应，除病毒蛋白和宿主受体之间的相互作用外，还可通过病毒/抗体免疫复合物与Fc受体(FcR)、补体受体结合等机制进入细胞，或通过诱导包膜糖蛋白的构象改变(此种糖蛋白是病毒与细胞膜融合所需要的)导致感染加重[1]。SMATTI等[2]发现当非中和抗体与新近感染的病毒结合后，会促进表达Fcγ受体的宿主细胞摄取病毒。总的来说，ADE效应不但将导致先前产生的抗体无法发挥杀灭病毒作用，甚至还有助于二次感染的病毒进入宿主细胞，造成或加重感染。

2 ADE在病毒感染中的作用

研究证实多种病毒感染均会导致ADE效应，例如登革热、SARS冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸症候群冠状病毒(MERS-CoV)和罗斯河病毒(RRV)等。此外，ADE还一直是埃博拉病毒和艾滋病毒感染的研究热点[3-4]。

2.1 ADE被认为是二次感染登革热病毒(DENV)导致重症登革热的机制

DENV包含4种不同的血清型(DENV1-4)，单一血清型自然感染会使感染者产生终身免疫，但对异型血清型只有短期交叉保护作用。DENV特异性中和IgG抗体可持续数十年，而该抗体对其他血清型病毒的交叉反应活性却随时间逐渐降低[5]。因此，当患者初次感染DENV后数月或数年，若患者再次感染其他血清型DENV，先前产生的特异性抗体将与之结合形成复合物，并通过FcR介导的通路及减弱免疫细胞对病毒复制的抑制效应而进入免疫细胞，促进DENV增殖并最终诱导免疫细胞死亡[6]，使得二次感染发展为重症登革热，如登革热出血热/登革休克综合征(DHF/DSS)。寨卡病毒(ZIKV)感染也与DENV的ADE效应有关，ZIKV感染更容易发生在以前有过DENV感染的地方，其原因可能是DENV的免疫血浆与ZIKV有着明显的交叉反应，从而导致ADE效应[7]。

2.2 MERS-CoV和SARS-CoV感染可诱导产生ADE效应

与DENV不同的是，MERS-CoV相关ADE效应与二次感染无关。MERS-CoV受体结合域的特异性中和单克隆抗体可通过模仿病毒受体的功能来调节MERS-CoV的ADE效应[8]。RAJ等[9]发现以MERS-CoV刺突蛋白的受体结合域(RBD)为靶点的单抗可诱导蛋白质产生构象改变，有助于MERS-CoV与其受体二肽基肽酶4(DPP4)相互作用，从而促进宿主细胞感染MERS-CoV。

2003年，由SARS-CoV所引发的严重急性呼吸综合征(SARS)在中国大暴发，感染例数超过8 000例，病死率高达10%[10]。WANG等[11]发现，高浓度抗SARS-CoV的免疫血清可中和SARS-CoV，然而经大量稀释过的免疫血清可显著增强SARS-CoV感染，诱发ADE效应。因此，SARS-CoV感染中ADE效应得到确定。

2.3 可致ADE效应的其他病毒

巨噬细胞是RRV感染的主要细胞[12]。在RRV抗体的作用下，RRV对巨噬细胞的感染力及其在巨噬细胞内的生长速度都显著增强，因此表现出ADE效应。

丝状病毒感染所诱导产生的抗体可致ADE效应。KUZMINA等[4]分离大量丝状病毒科病毒的不同单克隆抗体，研究其对多种来自单核巨噬细胞系的免疫细胞的作用。研究发现，非中和抗体可增强感染，中和抗体在亚中和浓度时也可以表现出感染增强效应。

急性人类免疫缺陷病毒(HIV)-1感染可诱导产生非中和抗体。WILLE等[3]利用表达补体受体2(CR2；CD21)的T细胞系对补体介导的抗体依赖性增强进行纵向研究发现，在HIV感染早期可以持续观察到ADE效应，其感染增强效应可超过350倍。

3 COVID-19是否存在ADE及应对措施

到目前为止还无法证实SARS-CoV-2病毒感染存在ADE效应。但就目前的临床证据表明，ADE完全可能出现在COVID-19中[13]。一项纳入222例COVID-19患者的研究结果显示，患者病情的严重程度与增强的IgG反应有关[14]；而重病患者不仅有更强的IgG反应,且其总抗体滴度更高,预后更差[15-16]。综合两项研究结果可以得知，IgG滴度越高，COVID-19患者病情越严重。基于以上结果，CAO[14]研究显示，ADE效应存在于SARS-CoV-2感染是很有可能的。不同国家所报道的病例间严重程度存在差异，发病的地理差异和疗效的个体差异也引起越来越多的关注。研究者发现，SARS-CoV-2感染更容易影响患有并发症的老年男性,甚至导致致命的呼吸道疾病[17]，可能是由于老年患者之前多数有暴露于其他冠状病毒，并由此产生病毒抗体以致产生SARS-CoV-2的ADE效应。

重症患者也许曾暴露于冠状病毒，由于抗原表位的异质性，使得患者遭受ADE效应[13]。ZHOU等[18]发现，SARS-CoV-2与SARS-CoV的基因组序列相似度达79.6%，且SARS-CoV-2及SARS-CoV均以ACE2作为病毒受体。考虑到SARS-CoV-2和SARS-CoV具有病原体相似、靶细胞和受体相同的特征，因此SARS-CoV-2同样有可能诱导ADE效应。从临床表现上来讲，ADE效应减弱了机体控制肺部和其他地方炎症的能力，这可能会导致急性呼吸损伤、急性呼吸窘迫症[13]。综上所述，受ADE效应的影响，从SARS-CoV-2感染中康复患者不仅有二次感染的可能，并且可能因ADE效应，导致更严重的病情。那么针对感染且治愈的患者就十分有必要防止其二次感染。

国外有个案报道，1例COVID-19患者在核酸检测转阴后1个月再次出现更加严重的COVID-19症状，且核酸检测转阳[19]。LAFAIE等[20]报道了3例COVID-19患者在经积极治疗后症状改善，但经过数周到数月不等的时间内，病情急剧恶化最终治疗无效死亡。这些情况是否与ADE效应有关？推测初次感染时产生的抗体未在其二次感染时起到保护作用。另一项病例报道也显示，1例COVID-19患者在治愈4个月后发生二次感染，且其二次感染的病毒株是现在欧洲更普遍流行的D614G突变病毒株，抗体中和实验显示，首次感染的病毒产生的抗体对二次感染的病毒效果不佳[21]。2020年4月WHO已发出警告：目前还没有证据表明从治愈的COVID-19治愈患者体内抗体可防止二次感染。黄爱龙教授团队随访观察了从SARS-CoV-2感染中康复个体的IgG和中和抗体水平发现，有部分患者的IgG和中和抗体水平在感染后2～3个月内开始下降[22]。在另一项针对8例COVID-19康复期患者的中和抗体滴度动态分析显示，4例患者在发病约7周后中和抗体减少[23]。上述研究提示，COVID-19患者免疫力的持续时间较短。所以，一些国家政府提倡发放“免疫护照”来对一些人群放松管禁是不可取的，因为还不知道这些产生过SARS-CoV-2特异性抗体康复人群的免疫力是否能禁得起二次感染，受到ADE效应的威胁，群体免疫策略可能会产生更加严重的后果。

ADE效应可能还是开发SARS-CoV-2疫苗的重要障碍。因为如果疫苗浓度接种不当，其所产生的病毒特异性抗体也许能提高病毒进入靶细胞的能力,从而加重病情[24]。抗体的特异性、浓度、亲和力和同种型等多个因素决定了抗体是否能中和病毒并保护宿主，或者是引起ADE和急性炎症[25]。所以疫苗开发和基于抗体疗法都必须把所有病毒亚型和抗体水平等多种因素考虑进去，并且在评估疫苗安全性时应充分考虑ADE效应。据了解，截至2020年11月13日，全球已有12个疫苗进入3期临床试验，其中已经获得批准或者有限使用批准的疫苗共5个。疫苗有望于2021年投入市场，但疫苗的安全性及病毒潜在的ADE效应不可忽视。

总的来说，目前无法预测ADE是否会发生。因此，在进行疫苗接种和抗体疗法之前都必须要先找到预防ADE效应发生和对抗ADE效应的方法。进入2020年秋冬季以来，国际疫情形势依然十分严峻，我国北京、黑龙江、新疆、大连、青岛等地都出现过小范围聚集性感染事件，散在报道的无症状感染者，冷链环境中检测出SARS-CoV-2等都表明我国疫情防控仍不可松懈。随着大量COVID-19康复患者体内抗体水平的降低以及人群流动性增加，对有可能发生的第二波疫情必须做好充分准备，因为SARS-CoV-2的潜在ADE效应，第二波疫情有可能比第一波更加猛烈。冬春季是呼吸道传染病高发时期，在全球疫情加速蔓延的形势下，我国疫情防控决不能掉以轻心。