COVID免疫:未来之路

这个月，全世界终于摆脱了含铅汽油，到处都是笑容。经过20年的运动和国际组织之间的密切合作，阿尔及利亚，最后一个仍在使用含铅燃料的国家，终于完全转向使用无铅燃料。但是，我们一开始为什么要使用含铅汽油?它是如何把我们置于危险之中的?伊娃·希金波坦接受了联合国环境规划署的罗布·德·朗的采访。

几十年前，全世界都在使用含铅汽油，因为在20世纪初，大约20世纪20年代，人们发现如果在燃料中添加一些铅，它会增加辛烷值，这意味着它可以防止汽缸中的预点火，发动机会运行得更好。所以当他们发现这一点时，基本上世界上所有的燃料，所有的汽油都开始添加铅。在20世纪60年代和70年代，全世界使用的燃料都是这种含铅燃料。

伊娃-加铅有什么问题?

添加铅的问题是它不会在发动机中燃烧，但它可以起到催化剂的作用。所以它和废气一起进入大气。当然，在我们的汽车行驶的地方，人们在呼吸，所以每个人都在呼吸这些细小的铅颗粒，这些铅颗粒很好地分散在汽车尾气中。吸入铅，它进入你的肺部，甚至通过肺部，进入你的血液。在六七十年代，或者五六十年代，人们发现血液中的铅对身体有害，对健康有多种影响。事实上，医生说你身体的每一个部位都会受到血液中铅的负面影响。

伊娃:所以我们试着远离铅，因为铅对住在附近的人有不好的健康影响。

罗布:这不是唯一的原因。所以它确实对健康有严重的影响，但它也阻碍了儿童大脑的智力发育。这也限制了智力的发展，在使用含铅汽油的环境中长大的孩子智商要低5到10分。第三个原因是在七十年代，过滤器被发明出来可以过滤废气，它们被称为催化转换器，现在是每辆车的标准配置。但是这些催化转化器不能使用含铅汽油，所以只有当我们改用不含铅的燃料时，那些能过滤掉汽车80%到90%污染的过滤器才能起作用。

伊娃:那么这种转变是如何开始的，从每个人都使用含铅汽油，到不再使用含铅汽油?

你可以想象这是一个重大的转变。世界上每一辆车都在使用含铅汽油，现在我们不得不使用无铅汽油。这在发达国家起了很快的作用——在80年代和70年代，80年代和90年代，大多数发达国家禁止在燃料中添加铅，很快它们就无铅了。然而，在21世纪初，仍有100多个国家在使用含铅汽油，而且几乎所有这些国家都是低收入和中等收入国家，这些国家还没有开始实施这些计划。

伊娃:如果你需要铅来让引擎更好地工作，我们现在怎么能不使用它呢?

有不同的方法来补偿移除铅。最常见的方法是改变提炼过程——这需要一些投资。你生产的燃料——燃料是不同成分的混合物，这些成分略有不同——然后你可以通过改变炼油过程来提高辛烷值，提高燃料的质量，提高辛烷值。也有其他的可能性。你可以添加另一种添加剂来代替铅、乙醇或锰。因此，发达国家有不同的方法基本上可以完全消除含铅汽油，并保持燃料的质量不变。

Eva:在最终实现不使用含铅汽油的过渡过程中，有哪些挑战?

低收入和中等收入国家，也就是全球南方国家，要跟随发达国家的脚步，面临着许多挑战。其中一些挑战是，消费者缺乏意识。几十年来，人们一直在使用含铅汽油，现在这个产品出现了，无铅汽油，稍微贵了一点。他们知道这件事，也没有人告诉他们为什么要这么做。另一个问题是，当地石油贸易商和化工行业反对停止使用这种添加剂。人们从中获利，他们试图阻止它。坊间流传着这样的神话——当你的车队很老的时候，你不能使用这种新的现代燃料，你的车就会坏掉。你的引擎会坏掉。在我们合作多年的许多国家，部长和决策者说，无铅对发达国家来说是好事，但在我们的情况下，当我们的车队老旧时，我们的汽车无法承受它。这些都不是真的。 These are myths. And we debunked them with publications and showing that actually it did work, but it took a bit of time and a bit of effort. In addition to that, the producers of the additive, they actually bribed some government officials to keep buying the lead additive and keep adding it to fuels. And so some of these countries, their refineries, they created huge stockpiles. So those were a number of challenges we had to overcome in the past years to get the whole world to move to unleaded petrol

伊娃:那么我们可以期待什么样的好处呢?

研究表明，改用无铅汽油每年可避免约120万人过早死亡。所以这是环境和健康的重大成功。但同时也对经济产生了影响，甚至对犯罪率也产生了影响——在我们停止让孩子们接触含铅汽油并影响他们的大脑后的20年里，犯罪率急剧下降。因此，这场运动产生了许多重大影响，我们今天基本上已经结束了，因为世界上不再有含铅汽油了。至少不会再有汽车用含铅燃料了。

来自瑞士的研究人员高兴地跳上了他们的纳米发电机。来自Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) zrich和瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa) dbendorf的团队设计了一个A4大小的木地板原型，能够为小型电子设备和LED灯泡供电。小组组长Guido Panzarasa从他对纳米发电机的设想开始……

哈利——你听到了吗?对，那是我家地板嘎吱作响的声音，在这种情况下，这是个不祥的征兆。因为刚才锅炉漏水了，把地板都胀起来了。这不是一个好的声音，但是如果这个声音可以和一些好的东西联系起来，比如储蓄，会发生什么呢?如果你的地板真的可以产生能量，会发生什么呢?嗯，它可以，它被称为摩擦电。圭多·潘扎拉萨将向我解释这到底是什么。

圭多-从物理的角度来看，这种现象和产生静电是一样的。这和你向后拍猫的效果是一样的。这是因为当两种不同的材料接触时，分离的电子聚集在一种材料上，产生电场，进而产生电流。这些电流可以被收集起来用于实际用途。

摩擦电材料是能够产生这种静态能量的材料。木头是好东西吗?摩擦电材料?

圭多:不。木材作为摩擦电材料是非常可怕的。这意味着木材没有很强的倾向，既不吸引也不失去电荷。木材需要处理。这种方法是利用木材的典型结构。

实际上，圭多拿了两片木头，把它们放在一起。其中一块被浸泡在一种普通的硅中，这种硅以吸收电子而闻名，而另一块则生长着倾向于失去电子的纳米晶体。当这两种物质分开或紧紧地压在一起时，它们处于平衡状态。它们不产生电荷。只有当它们相互摩擦时才会这样。值得一提的是，这些材料的来源是可持续的，与木地板的主题保持一致。在该团队的原型中，这块A4大小的小地板实际上可以为led、小型电子设备甚至家用灯供电。但是，不要误解。这不是其他可再生能源的替代品，但它可以提高房屋周围的能源效率。只剩下一个问题了，这些智能房子会持续给我带来静电吗?

哦，不，不，不。发电机制将隐藏在木地板内部。在摩擦电木地板上行走绝对不会有触电的危险。

尽管接种了疫苗，但在可预见的未来，这种新型冠状病毒似乎仍将继续传播。那么，为什么我们看到的情况是，尽管接种了疫苗，甚至感染了病毒，人们仍然容易受到感染?亚当·墨菲采访了伦敦帝国理工学院的免疫学家彼得·奥彭肖，以找出答案。

这是一场免疫系统和病毒之间的战争，其他病毒突破之前感染并引起免疫反应。我研究了30年的一种叫做呼吸道合胞病毒的病毒会引起毛细支气管炎，但它仍然可以在人的一生中再次感染，尽管有96人在3岁之前就被感染了。所以这并不罕见。免疫系统所做的一件事是记住，另一件事是忘记，如果没有反复提醒的话。

亚当:这只是接种COVID-19疫苗后的情况。随着时间的推移，越来越多的人变得更容易受到影响，我们能指望这种情况继续发生吗?

Peter -很可能人们会不断地增强免疫力，并随着时间的推移积累一些相当好的免疫反应。如果我们认为大多数普通感冒冠状病毒是在儿童时期感染的，这通常是一种相当轻微的感染-它只是引起一点普通感冒-然后当人们在以后的生活中再次接触时，他们通常不会患上非常严重的疾病，因为他们已经有了免疫记忆，这是从童年接触中建立起来的。这种发展记忆，维持或失去记忆的游戏只是我们免疫系统的终身特征。

亚当:你认为我们会看到这种事情发生在COVID身上吗?也就是说，我们将再次变得易感，但这将是不同的事情——它将比COVID更冷。

彼得:是的，这就是我们认为可能发生的事情。这是我们第一次真正能够使用现代免疫学中我们所拥有的所有工具实时观察这种病毒的进化。对于免疫学家和病毒学家来说，这是一个激动人心的时刻，因为我们对免疫系统的理解发生了一场革命。

亚当:这在不同的病人群体之间是如何起作用的，比如老年人和年轻人，或者免疫系统不太正常的人?他们能长期得到同样的好处吗，还是弊大于利?

彼得:是的。有些人的免疫系统较弱，要么是因为他们患有慢性疾病，要么是因为他们在服用抑制免疫系统的药物，特别是那些接受过移植手术的人，那些接受过癌症化疗的人——他们不会有这么好的免疫记忆，因为免疫记忆依赖于形成新的细胞。如果这些没有形成，因为有人在接受化疗，那么免疫记忆就不会发展。事实上，有相当多的人患有慢性疾病，他们不会发展出如此好的免疫记忆。在老年时期，建立良好的免疫记忆有时也不那么安全。所以我们可能需要重新给人们接种疫苗，以增强他们的免疫反应，也可能将免疫反应引导到鼻子和肺部，这是我们真正需要的地方。当然，疫苗会在血液中产生非常好的抗体，但并没有真正告诉免疫系统它需要关注的地方是鼻子和肺的内壁。

亚当-你刚才说的是下一个给谁接种疫苗。疫苗接种和免疫联合委员会(JCVI)和政府之间在是否为12至15岁的儿童或有健康问题的更大的儿童接种疫苗方面存在某种紧张关系?你在这条线上处于什么位置?

Peter -我认为JCVI关注那些将从疫苗接种中获益最多的人是绝对正确的。但请记住，给他们的简要说明是真正考虑个人的利益，而不是更广泛的公共卫生影响，或者说，优先考虑的是让孩子们回到学校，并试图减少病毒在学校的传播，因为这将导致缺课，对孩子和工作人员来说都是如此。因此，考虑这个问题不是JCVI职权范围的一部分，我认为非常重要的是要认识到，当他们做出判断时，它实际上是基于与个人利益有关的已证实的事实。他们非常担心这些心脏炎症的报道，心肌炎或心包炎心脏周围的炎症，这是非常非常罕见的，实际上在COVID感染后相当普遍。似乎这种炎症可能与实际的刺突蛋白有关。在接种疫苗后，它实际上是非常轻微和自限性的——我更担心的是，如果我们让感染在青少年中肆虐，它可能会持续更久，更严重。

我们现有的COVID-19疫苗继续发挥着惊人的作用，保护人们免受严重疾病的侵害。但是，正如我们所听到的，它们在预防感染方面不太好，而且它们的有效性确实会随着时间的推移而下降。那么，我们能否改进它们来克服这些弱点呢?这是伊利诺伊州西北大学的Pablo penalosa - macmaster为自己设定的目标，他称之为“新冠疫苗2.0”，即下一代新冠疫苗，正如他向克里斯·史密斯解释的那样……

Pablo -大多数SARS-CoV-2疫苗仅基于刺突抗原，即SARS-CoV-2的表面蛋白。这些疫苗非常有效。但正如你所说，有证据表明出现了突破性感染。所以我们想更进一步，我们问了一个非常简单的问题。如果我们教免疫系统，不仅是病毒的外表，还有病毒的内部呢?为此，我们给老鼠注射了这种疫苗，它不仅表达病毒的外部蛋白质，还表达病毒的内部或内脏。我们看到的是，这些老鼠对突破性感染有更好的保护。

巴勃罗:我们选择核衣壳或内部蛋白质有两个原因。第一，因为它在冠状病毒的生命周期中高度表达。所以它是免疫系统早期发现的完美目标。但第二，因为它非常稳定，通过许多不同的变体，甚至其他冠状病毒株，它不会像刺突蛋白那样发生突变。这是第一部分。

Pablo:第二部分，另一个数据是，我们已经证明，2003-2004年针对最初的SARS-CoV-1生产的SARS-CoV-1疫苗似乎也可以预防SARS-CoV-2。我们还在小鼠身上发现，一些普通的感冒冠状病毒感染似乎可以保护小鼠免受其他冠状病毒的侵害。所以这表明疫苗并不需要与病毒百分之百匹配。即使你的疫苗只有75%的匹配率，但仍然可以提供保护。接下来的理由是，有可能根据已知的冠状病毒序列建立一个疫苗库或储存库。然后在未来，在大流行的情况下，我们可以部署那些与大流行更匹配的抗原。

Chris -所以从本质上讲，使用病毒的其他部分来教育免疫系统，而不仅仅是外壳，这些刺突蛋白，可能会让免疫系统在处理病毒时获得更多的控制。那我们当初为什么不这么做呢?为什么我们使用的第一代疫苗只专注于刺突蛋白?

Pablo -原因是因为最初的SARS-1和MERS的数据已经确定病毒的刺突或表面蛋白是阿喀琉斯之踵。所以我们不想冒任何风险。我们去了最好的目标。我们并不是说基于刺突的疫苗比基于核衣壳的疫苗更糟糕。我们说如果你把它们结合起来，效果会好很多，但是如果你把它们放在一起比较——只使用尖刺和只使用核衣壳——那么只使用尖刺要好得多。因此，人们只是试图通过基于其他冠状病毒的有根据的猜测来快速制造疫苗。这就是为什么人们关注刺突蛋白。

克里斯-现在你又更进一步了。当你这样做时，在正面试验中效果会好多少?不可否认，这是在老鼠身上发生的。这不是在COVID-19患者身上，但你知道，我们可以通过这种方式学到一定的东西，不是吗?正如你所说，当你有冠状病毒的额外内脏时，就在刺突旁边，与只使用使用刺突的疫苗相比，效果会好多少?

Pablo -如果你比较远端部位，例如，如果你比较大脑，它在保护老鼠免受突破性感染方面似乎要好10倍以上。现在我们正试图通过结合其他疫苗来改善它。所以基本上，我们只是在努力增加疫苗的覆盖率。

从本质上讲，你可能掌握的是处理这个问题的能力，这个问题我们在节目中已经强调过好几次了，那就是目前我们有一个工具，可以很好地阻止人们住院。但它没有做到的是阻止病毒在社会上传播，这是我们最终真正想要实现的。有了这些增强疫苗所赋予的更好的免疫力，我们可能有办法做到这一点。

巴勃罗:没错。我们是这么认为的。

克里斯:我对你的想法很感兴趣，你认为也有可能研制出一种泛冠状病毒疫苗，这种疫苗可以对抗所有的冠状病毒和所有的变种，包括已知的和未知的。你有什么证据证明这是可以实现的?

Pablo -我们给老鼠接种了2003年的SARS-CoV-1疫苗。这是最初的SARS-1。我们观察到这些老鼠能够抵抗SARS-2的攻击。这是其中一个实验。另一个是我们用普通的感冒冠状病毒感染老鼠，然后它们受到保护，免受相关但不同的冠状病毒的侵害。这意味着疫苗不需要100%匹配。你可能有一些基因上的相似性，但不一定是100%匹配。所以这意味着你可以根据已知的冠状病毒序列储备疫苗，因为我们知道很多不同的序列。我们已经对很多不同的冠状病毒进行了测序。所以，只要在未来的流行病中，如果我们选择正确的，正确的武库，我们把它们从冰箱里拿出来——它们已经做好了——我们选择最接近的一个，从基因上讲，未来的流行病，然后我们可能能够对未来的流行病做出快速的反应。

克里斯-你认为这在这次大流行中是可以实现的吗?还是说现在还太遥远?我们这次能做到吗，还是需要更多的发展?

我真的不知道。我认为现在最重要的事情是让全世界都接种我们现有的疫苗，因为尽管它们不能预防感染，但它们确实可以预防严重的疾病和死亡。所以对我来说，这是最重要的。所以我会把重点放在让全世界都接种疫苗上。