人类的免疫系统可以对任何一种新病毒产生抗体吗？ 第1页

不能。人体免疫系统无法针对许多病原体产生有用的抗体。

这不限于“新病毒”。在没有疫苗和药物干预的情况下，许多老病毒、细菌、寄生虫狂扁免疫系统。人们尚未针对许多已知病原体开发出有用的疫苗和药物。

• 狂犬病毒、西尼罗河病毒之类侵入神经系统致病时，触发的免疫反应在患者死亡之前进度缓慢，起不到保护作用；麻疹病毒、艾滋病毒之类可以杀死免疫细胞来破坏免疫系统，麻疹病毒杀死记忆 B 细胞可以让患者曾获得的对其他病毒的特异性免疫减弱或失效^[1]。快速变异的病毒可以不断摆脱现有抗体。
• 在人身上只引起轻微疾病的水泡性口炎病毒在小鼠之类动物身上可以侵入大脑并致死。小鼠 B 细胞产生的抗体对水泡性口炎病毒完全无效。这可以用来研究在人身上引起类似现象的病毒。
• 感染过破伤风并痊愈的人不会因此获得有效的免疫，因为免疫系统对侵入体内的破伤风梭菌进行反应的速度慢于破伤风梭菌产生足以致命的毒素的速度。预先接种破伤风类毒素作为疫苗可以在大部分情况下预防破伤风。
• 免疫系统对血吸虫、丝虫之类的反应十分搞笑。抗体是有的，但充其量能用于确诊感染。
• 一些深海细菌的细胞膜与地面上的细菌有些微差异，人免疫系统不会对它们做出任何反应。目前还没有发现对人致病的深海细菌。

比那更糟糕的是，人体免疫系统产生的一些抗体有概率攻击人自己的组织，一些抗原抗体复合物有概率堆积在不正确的位置引起炎症反应，乃至引起失控正反馈、比病原体更有效地消灭人自己。

人的基因组不需要预先储存产生“一切可能的病原体的对应抗体”所需的信息。B 淋巴细胞的可变区可以通过体细胞超突变^[2]急速变化、产生多种可能有效的抗体^[3]，然后经过筛选、反复实验与类型转换重组^[4]，留下相对有用的 B 淋巴细胞来对抗病原体并迭代。

在 B 细胞通过 BCR 结合抗原而活化后，活化诱导激活的胞嘧啶核苷脱氨酶能够将脱氧胞苷脱氨来改变单个碱基对^[5]，诱导 B 细胞的抗原结合可变区的基因发生超突变，快速改变抗体分子，使其能更有效地附着在致病因子上。逆转录酶也对超突变有贡献。
B 细胞被抗原激活后会迅速增殖，此时 B 细胞基因组中编码重链及轻链^[6]可变区^[7]的基因会通过体细胞超突变过程发生异常高概率的点突变：每一次细胞分裂，在基因的可变区中会产生约一个核苷酸的变化^[8]。

抗原与从未接触过该抗原的 B 细胞接触，激活初次免疫，引起 B 细胞大量增殖，其中多数分化为效应 B 细胞（浆细胞）、分泌量更大·亲和力更强的抗体，少数分化为记忆 B 细胞。

免疫反应早期出现的、制造亲和力较低·特异性较低的抗体的 B 细胞在数天内就会程序性死亡；制造更有效的抗体的 B 细胞则迁移到骨髓和发炎的组织内部，长久生存、以基本恒定的速度缓慢地程序性死亡，让抗体浓度长时间维持在一定水平附近、缓慢地减少。

当同一种抗原再次入侵机体，记忆 B 细胞可以快速活化、增殖、分化为大量的效应 B 细胞，大量分泌高亲和力的抗体。

传统观点认为，中和抗体通过与病毒表面的蛋白质结合，来阻断“病毒与细胞表面受体相互作用从而感染细胞”的过程。2021 年，科学家发现一些中和抗体可以扭曲病毒颗粒的形状，使其失去与宿主细胞接触的能力。

超突变机制有概率错误影响抗原结合可变区之外的基因，降低染色体稳定性乃至造成 DNA 断裂，诱发原癌性的染色体易位，与 B 细胞淋巴瘤等疾病的发生密切相关。B 细胞之外的体细胞错误启动该机制也可能造成自身免疫反应或细胞癌变。

参考

1. ^ Mina MJ, Kula T, Leng Y, Li M, de Vries RD, Knip M, Siljander H, Rewers M, Choy DF, Wilson MS, Larman HB, Nelson AN, Griffin DE, de Swart RL, Elledge SJ. Measles virus infection diminishes preexisting antibodies that offer protection from other pathogens. Science. 2019 Nov 1;366(6465):599-606. doi: 10.1126/science.aay6485. PMID: 31672891; PMCID: PMC8590458.
2. ^ 超突变指让基因组以背景突变率的至少十万倍到百万倍的高频率发生突变的细胞机制，主要形式是点突变（单碱基取代），偶见碱基插入或缺失。免疫系统的 B 细胞和多种癌细胞都可以使用此机制。
3. ^ 对每一种生物来说，它能够产生的所有抗体的总体构造是很相似的，在蛋白质 Y 形分叉的两个顶端有一小部分可以发生数百万种细微的变化，以此作为抗原结合位来跟特定的抗原结合。在编码抗体的基因中，编码抗原结合位的部分可以后天反复进行随机组合和突变。
4. ^ 多种酶协作切掉抗体重链基因座中的一部分，附近的基因片段重新接合在一起，形成可以生产另一种有效抗体的功能基因。双链断裂发生在成为转换区（S区）的特定核苷酸基序上，位于编码抗体重链恒定区的基因上游。除δ链之外，其它类型的外显子都可能发生类型转换重组。接合的方式有非同源性末端接合和微同源末端接合。
5. ^ 例如将C变成U，DNA复制机制将U识别为T
6. ^ 染色体当中用于编码抗体的基因座范围很广，其中包含了编码各个结构域的基因。其中编码人类重链的基因座（IGH@）位于第14号染色体，而编码λ和κ型轻链的基因座（IGL@和IGK@）则位于第22号染色体和第2号染色体。
7. ^ 编码重链部分的基因座包含了65种不同的可变区基因
8. ^ 每一条重链和轻链的可变区是由若干个基因片段（亚基因）所编码的，这些片断分别被称为可变段（V）、多样段（D）以及连接段（J）。在哺乳动物基因中，V、D、J段的重复基因序列串联在一起，每段都有多个不同的拷贝，各段之间存在不同的组合方式。骨髓中正在发育的B细胞可以随机选择和组合V、D、J段各一段（轻链没有D段），称为V(D)J重组。 在免疫种型转换的过程中，B细胞可以修改重链的类型，能够制造有同样的抗原专一性的不同类型抗体，用于不同的免疫系统过程中，提高抗体的效率。