為什么孩子更不容易感染新冠肺炎?
海上生明月,天涯共此時。
《賽先生》祝大家中秋快樂,闔家歡樂。
撰文 | Sara Reardon
譯者 | 趙金瑜
● ● ●
隨著新型冠狀病毒肺炎(Covid-19)病例在世界各地激增,對無數(shù)將未接種疫苗的孩子送回學(xué)校的父母來說,他們的生活變得復(fù)雜起來。盡管美國的一些州試圖禁止學(xué)校要求學(xué)生戴口罩等措施,一些公共衛(wèi)生專家仍在為高傳染性德爾塔變種病毒的大規(guī)模暴發(fā)做準(zhǔn)備,一些專家指出,兒童感染這種病毒的風(fēng)險很低。
科學(xué)家們也想知道病例激增對兒童意味著什么。他們也想知道,這些孩子會教給他們什么。為什么Covid-19在成年人中如此嚴(yán)重?兒童生物學(xué)是否能提供戰(zhàn)勝病毒的線索?這些問題很難研究,證據(jù)也因新型變異毒株的出現(xiàn)而混亂。但是研究人員開始收集可以解釋為什么兒童在很大程度上幸免于難的生物數(shù)據(jù)和社會模式的片段。
以下是迄今為止學(xué)到的經(jīng)驗教訓(xùn)。
總的來說,兒童在這場大流行中是幸運的:盡管尚不清楚他們感染或傳播Covid-19的可能性是否低于成人,但他們患病的可能性要小的多。
根據(jù)美國疾病預(yù)防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention)的數(shù)據(jù),截至8月25日,美國只有約400名18歲以下的兒童死于新冠肺炎。而且,在除紐約市以外的24個州中,只有0.1%至1.9%的病毒檢測呈陽性的兒童住院。最近英國的一項通過app獲得的眾源健康信息發(fā)現(xiàn),只有1.8%的患病兒童在感染8周后仍有癥狀。
盡管如此,自新冠大流行開始以來,兒童仍占美國所有病例的近15%,而且現(xiàn)在的比例要高得多:截至8月26日,約占當(dāng)周病例的22.4%。
目前還沒有證據(jù)表明德爾塔毒株對兒童的危害比以前的病毒更大,但目前還沒有針對12歲以下兒童的疫苗,許多地方已經(jīng)放松了公共衛(wèi)生限制,而德爾塔病毒的傳染性非常強,因此正在迅速傳播。8月24日至8月30日這一周,平均每天有350名18歲以下的兒童住院,一些州的兒童醫(yī)院已經(jīng)沒有床位了。
孩子們適應(yīng)力的部分解釋可能在于他們的整體健康狀況。兒童不太可能患有肥胖癥和糖尿病等疾病,這會增加患重癥新冠肺炎的可能性。
但生物學(xué)也在發(fā)揮作用。兒童的鼻腔通道似乎含有較少冠狀病毒用于進入細胞的ACE2受體,而氣道細胞顯示出差異,這可能有助于他們及早發(fā)現(xiàn)病毒。而且兒童的免疫系統(tǒng)還不太發(fā)達,這實際上可能是一種優(yōu)勢。
人們認為,嚴(yán)重的新冠病例和死亡往往不是由冠狀病毒本身引起的,而是由免疫系統(tǒng)攻擊肺部炎癥的過度反應(yīng)引起的。這種“細胞因子風(fēng)暴(cytokine storm)”在兒童中比在成人中更少見。
不過,事情可能要復(fù)雜得多,因為兒童的免疫系統(tǒng)與成人的免疫系統(tǒng)在本質(zhì)上是不同的,這些方面仍在研究中。例如,科學(xué)家們知道,新冠病毒并不是唯一被證明對兒童危害較小的病原體。成年人往往會因肝炎和腮腺炎等疾病而病情加重;患有肝炎的孩子通常根本沒有任何癥狀。
然而,對于其他一些病毒來說,情況恰恰相反。與呼吸道合胞病毒(RSV)一樣,流感對幼兒的危害比對65歲以下的健康成年人更大。在這些情況下,一個人一生中接觸病毒的次數(shù)越多,他們的免疫反應(yīng)就越強。這使得在未來更容易抵抗感染。

如圖所示,兒童僅占美國Covid-19確診病例的小部分。但由于最近兒童確診病例的比例增加,累計確診百分比穩(wěn)步上升:在截至2021年8月26日的一周中,兒童約占美國新冠病例的22.4%。該圖表還顯示出,病毒檢測呈陽性的兒童的住院率非常低。
一個主要的免疫學(xué)差異可能有助于解釋這些事實。與成人相比,兒童的T細胞更“原始”,它們是專門用來識別特定病原體的。一個人到30多歲時,這些原始細胞中的許多將遇到病原體并轉(zhuǎn)變成“記憶”T細胞,如果再次遇到相同或類似的病原體,它們可以更快地做出反應(yīng)。
與此同時,人體產(chǎn)生原始T細胞的速度也會減慢。因此,當(dāng)像SARS-CoV-2(Covid-19的病因)這樣的全新病原體出現(xiàn)時,成年人沒有那么多的原始T細胞來識別和應(yīng)對新威脅?!皩⒆觽儊碚f,這就是他們所擁有的一切,”哥倫比亞大學(xué)的免疫學(xué)家唐娜·法伯(Donna Farber)說?!霸谀承┓矫?,他們更適應(yīng)碰到一種新的病原體?!?/span>
盡管如此,法伯認為,孩子們對SARS-CoV-2具有相對抵抗力還有一個更重要的原因。她說,可能冠狀病毒在那些特化的T細胞出現(xiàn)之前在很大程度上就已經(jīng)被清除了。
這種清除是由免疫系統(tǒng)的另一個分支完成的,這一分支在年輕人和老年人之間也有所不同:先天免疫系統(tǒng),其中包括吞噬外來入侵者和碎片的巨噬細胞和中性粒細胞等細胞。隨著人們年齡的增長,這種快速反應(yīng)的細胞系統(tǒng)往往會變得效率低下。
2020年的一項研究為這一想法提供了支持。通過追蹤一組感染了新冠的成人和兒童,該研究發(fā)現(xiàn),24歲以下兒童和青少年的血液中含有更高水平的IL-17a和IFN-γ細胞因子蛋白,它們會指示先天免疫系統(tǒng)進行攻擊。這一組蛋白因子的恢復(fù)速度也比成年人快得多。
2021年的一項來自法伯實驗室的研究發(fā)現(xiàn),患有Covid-19的兒童產(chǎn)生的針對性抗體種類更少,而且數(shù)量也少于成人。這可能是因為他們不需要,她說:先天免疫系統(tǒng)已經(jīng)處理了感染。

這張表列出了一些為什么孩子往往不會像成年人一樣患上新冠的潛在原因。
研究兒童傳播極其困難,尤其是因為許多兒童根本沒有表現(xiàn)出感染病毒的癥狀。北卡羅來納州達勒姆杜克大學(xué)(Duke University)的流行病學(xué)家丹尼·本杰明(Danny Benjamin)說,從理論上講,兒童的橫膈膜更小、更弱,意味著他們在呼吸或說話時不會將病毒噴出那么遠。
但現(xiàn)實生活中的孩子們不是這樣的。他說:“如果你把30個人塞進一個封閉的小房間,讓他們每天互相尖叫8個小時(也就是所謂的小學(xué)),他們完全有能力傳播病毒?!?/span>
盡管如此,如果兒童的免疫系統(tǒng)確實能迅速抵抗感染,那意味著他們傳播的病毒就會更少。一項針對冰島2500多人的研究似乎證實了這一點,冰島政府試圖追蹤每一次Covid-19暴露和感染。研究人員發(fā)現(xiàn),16歲以上的人的傳染性比兒童高出近60%。
盡管兒童仍然會傳播病毒,但很難知道學(xué)校在這條傳播鏈中的重要性。倫敦圣喬治醫(yī)院的兒科傳染病顧問沙米茲·拉哈尼(Shamez Ladhani)說:“這是一個非常困難的問題”。通常很難判斷學(xué)校是否是疫情暴發(fā)的源頭,或者僅僅反映了更廣泛社區(qū)的傳播率。
此外,拉哈尼說,因為大多數(shù)人在過去18個月里都被隔離了(這是一種非常不尋常的情況),如果人們更自由地移動,則確實存在的專門來自學(xué)校的數(shù)據(jù)并不能反映出兒童和學(xué)校將在大流行中發(fā)揮的作用。畢竟,許多學(xué)校仍然有保持距離的要求,孩子們可能不會像在其他地方那樣頻繁地互動,因為他們的家人正在避免社交。
到目前為止,許多研究報告稱,學(xué)校并不是主要的傳播源。例如,從2021年3月至2021年6月,本杰明的團隊跟蹤了北卡羅來納州的超過100萬名佩戴口罩的小學(xué)生和教職員工。在此期間,有7000多名感染新冠的兒童和工作人員在具有傳染性的情況下上學(xué),有4萬多人受到感染,因此不得不進行隔離。
然而,當(dāng)研究人員進行接觸者追蹤和檢測時,他們發(fā)現(xiàn)在此期間只有363例新冠病例在學(xué)校傳播。本杰明的結(jié)論是,如果口罩政策得以實施,學(xué)校將是最安全的公共建筑之一。在大流行期間學(xué)校仍開放的其他幾個州和國家也顯示出類似的趨勢。

加州州長加文·紐森(Gavin Newsom)參觀奧克蘭的一間小學(xué)教室。在加州,學(xué)校必須戴口罩,教師和學(xué)校員工需要接種疫苗或每周檢測Covid-19。美國各州的規(guī)定大相徑庭,許多州試圖禁止學(xué)校佩戴口罩。來源:SANTIAGO MEJIA / SAN FRANCISCO CHRONICLE VIA AP
但隨著高傳染性的德爾塔變異毒株的出現(xiàn),情況可能會發(fā)生變化。它在樣本中的達到的水平比原始毒株高1000倍,這可能是由于它在體內(nèi)的復(fù)制速度更快。
澳大利亞迪肯大學(xué)(Deakin University)流行病學(xué)家凱瑟琳·貝內(nèi)特(Catherine Bennett)說:“孩子們擁有的任何優(yōu)勢現(xiàn)在都被更大的感染劑量淹沒了。”此外,德爾塔病毒暴發(fā)之際,許多地方正在放松口罩限制和社交距離。“一切都在變化,病毒也在變化,”她補充道。
例如,澳大利亞直到最近才在很大程度上避免了嚴(yán)重的新冠疫情暴發(fā)。貝內(nèi)特說,現(xiàn)在,布里斯班和昆士蘭其他地區(qū)的德爾塔變種的暴發(fā)似乎是由學(xué)校傳播引起的,例如在運動會上。她補充說,如果德爾塔病毒在人體內(nèi)快速復(fù)制,它可以縮短人被感染和開始傳播之間的時間,從而使隔離變得困難?!爱?dāng)你在一個學(xué)校發(fā)現(xiàn)問題時,它已經(jīng)影響到其他學(xué)校了。”
美國食品和藥物管理局(US Food and Drug Administration)等監(jiān)管機構(gòu)在批準(zhǔn)兒童治療時通常會更加謹(jǐn)慎。在與孩子打交道時,道德考慮和后勤工作更加困難。此外,孩子不僅僅是mini版成人:他們的生理機能、荷爾蒙和大腦都有所不同。
他們的肝臟可能不會像成人肝臟那樣代謝藥物,對成年人安全的治療可能會對他們的發(fā)育產(chǎn)生意想不到的影響。免疫系統(tǒng)存在差異,而且研究人員預(yù)計疫苗的效果也可能不同,特別是在它們提供保護的時間長短方面。盡管如此,人們普遍預(yù)計它們對兒童是安全有效的。
更困難的是,來自其他成熟疫苗的經(jīng)驗也無濟于事,因為許多疫苗是專門在兒童時期而非成年時期接種的,因而很難進行對比。對于所有年齡段的人都接種了的疫苗,例如流感疫苗,由于先前的病毒接觸,成年人已經(jīng)有機會產(chǎn)生免疫反應(yīng)。但新冠的情況并非如此。
“關(guān)于兒童和成人的反應(yīng)如何不同,還有很多東西需要了解。”法伯說道,“這是一個自然實驗,全世界都在對一種新的病原體做出反應(yīng)?!辈贿^她指出,令人振奮的是,12至15歲的兒童對mRNA疫苗的免疫反應(yīng)似乎比成年人略強。
為了收集更多的信息,F(xiàn)DA最近要求輝瑞和Moderna增加5至11歲兒童的試驗數(shù)量,以確保他們能夠發(fā)現(xiàn)任何罕見的副作用。到目前為止,接種疫苗引起的副作用在12至18歲的人群中似乎很少,這是美國目前能夠接種疫苗的最年輕的群體。
監(jiān)管機構(gòu)尤其關(guān)注心肌炎,這是一種與mRNA疫苗有關(guān)的心臟炎癥。來自以色列500多萬接種者的數(shù)據(jù)顯示,接受輝瑞 mRNA 疫苗的年輕男性患心肌炎的風(fēng)險很小——148例。這種風(fēng)險似乎在16至19歲的人群中最高。拉哈尼說,這就是為什么英國還沒有完全批準(zhǔn)16歲以下兒童接種疫苗的主要原因。他補充說,這是一件很難研究的事情,因為心肌炎可能不會立即出現(xiàn),或者可能非常輕微以至于無法引起注意。
如果試驗進展順利,輝瑞和Moderna計劃向FDA提交允許5至11歲兒童接種疫苗的緊急使用申請,F(xiàn)DA預(yù)計疫苗將在冬至前上市。
版權(quán)聲明
本文授權(quán)翻譯自Annual Reviews 旗下雜志 Knowable Magazine,點擊文末閱讀原文可訂閱其英文通訊。
Annual Reviews 是一家致力于向科研工作者們提供高度概括、綜合信息的非營利性機構(gòu),且專注于出版綜述期刊。
原文標(biāo)題“Why don’t kids tend to get as sick from Covid-19?”,作者Sara Reardon,發(fā)布于2021.09.02 Knowable Magazine。鏈接為https://knowablemagazine.org/article/health-disease/2021/why-dont-kids-tend-get-sick-covid19。
本文是Reset: The Science of Crisis & Recovery的一部分。這是一個正在進行的Knowable雜志系列,探索世界如何應(yīng)對冠狀病毒大流行、其后果和前進的方向。該項目由Alfred P. Sloan基金會資助。
作者Sara Reardon是蒙大拿州博茲曼市的自由科學(xué)記者。她曾是《自然》、《新科學(xué)家》和《科學(xué)》雜志的記者,擁有分子生物學(xué)碩士學(xué)位。http://www.sarareardon.com,推特@sara_reardon。