“表里不一”的地球： 内核自转速率竟快于地表
是什么导致了地球内核的差速旋转？专家指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。
近日，美国南加州大学的研究团队重新分析了1969年和1971年2次地下核试验后近6年的地震波数据，发现地球内核自转速率在1969—1971年比地球整体慢了0.1度，而在1971—1974年又比地球快了0.29度。这标志着科学家首次通过地震学观测，验证了地球内核6年周期往复振荡的理论。
为何地球内核与地球的旋转速度会不一致？宇宙中其他天体也存在这种现象吗？科学家又是如何“透视”天体内部情况的？
地球内核被称为“星球内的星球”
很多人认为，地球应是一个整体，内核的旋转速度和方向应该和地球保持一致。可是事实却非如此。“地球从诞生伊始发生了多种动力学过程，如星子汇集聚合、沉积分异、岩浆海和地壳冷却等，这使得地球整体由外向内出现了地壳、地幔、液体外核、固体内核等类似洋葱或煮熟鸡蛋那样的分层结构。”中国科学院国家天文台研究员平劲松表示。
地球物理学家、北京大学讲席教授宋晓东对科技日报记者表示，地球作为一个天体，是整体自转的；但是根据以往的观测，地球内核自转与地球自转在速率上稍微有点差别，这就是内核的“差速旋转”。因此，地球内核也被称为“星球内的星球”。最新数据显示，地球与地球内核的转动速率每年相差大约0.1度，不过这个速率很可能随时间而变化。
是什么导致了地球内核的差速旋转？宋晓东指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。理论上，内核自转既可以比地球自转快，也可能稍慢。
记者了解到，目前地核研究的主流理论模型认为，地球内核的转速是恒定的，地球自转存在一个约6年（5.9年）的周期震荡。在解释6年周期震荡机理方面，科学家给出了包括地球内部地磁异常、核幔耦合振荡、地球内核震荡等多种推测。
不过，在本世纪初，平劲松所在的研究地球自转固体潮汐的团队使用长期固体潮汐监测数据发现了11.5—12年的地球内核振荡周期，这个周期与木星的轨道周期一致。“地球自转5.9年的周期变化，正是木星公转周期的一半。”平劲松认为，正是木星协同太阳合相作用在地球壳、幔上力矩大小的周期变化，引起了地球内核自转速率的变化。
“地球内核的自转速度或许会稍快于地幔，但是速率会一直保持恒定。而地壳和地幔的自转因受到内部和外部的力矩、荷载等因素影响，转速会出现时快时慢或相对方向变化的现象。”平劲松说，多重因素作用下，导致地球自转变化不可简单预测、预报。
平劲松指出，除了地球之外，内部结构与地球类似的伴星如月球，以及金星、火星和气体行星的卫星、矮行星等，其自转也会发生时快时慢或方向变化的现象。
其中，人类已利用地月激光测距技术对月球自转周期的变化持续观测了约50年；近几年，火星的自转变化也被“洞察”号上的星地微波链路所证实。
法国图卢兹天体物理和行星研究所博士后李刚补充道，恒星内部圈层间也存在自转速度的差别，被称作“较差自转”。天文学家发现，小到白矮星、中子星等，大到星团和星系都存在较差自转。以太阳为例，在深度为0.7个太阳半径处，有一个厚度为0.04个太阳半径、被称作“差旋层”的区域，以这里为界线，太阳的自转情况发生了急剧变化：在差旋层以里，太阳的较差自转不是很明显；而在差旋层以外，太阳在不同深度和不同纬度都呈现出非常明显的较差自转。
天体“气质”与其内核密切相关
所有行星内核都存在差速旋转机制吗？平劲松介绍，行星的内核主要有3种类型，分别为固体核、液体核以及液体外核与固体内核的组合体。地球的内核归属于第三类，既包括一个巨大的液体外核，又含有一个富含铁镍的固体内核。
固体核与液体核的行星“气质”各不相同。平劲松指出，固体核的行星，其核心的转动与行星整体保持同步。而液体外核，液体或半液体核幔边界的行星，其固体内核或固体核的转动可以与幔不同步。
一个拥有液体内核的行星，极大可能是处于行星形成的早期阶段，其自身的转动有点像一个旋转着的生鸡蛋，转速较快且方向和转速都不稳定；随着能量耗散衰减、分层固化，自转速度逐步减慢和稳定。
那么，恒星的内核又是什么样子的？李刚表示，恒星通常有一个正在核反应燃烧的内核。不过，不同年龄的恒星内核差别也很大。他举例道，太阳这类正值壮年的恒星，有着燃烧氢元素的内核；而年老的恒星，有的内核可能已停止燃烧，但存在一层围绕内核燃烧的包层；有的可能内核被再次点燃，继续燃烧氦元素或者更重的元素；还有的可能最终走向死亡，只留下一个燃烧殆尽、慢慢冷却的内核。
“恒星内核的性质直接决定了恒星的外貌。”李刚解释说，相比于太阳，年老的恒星大多温度低但明亮；而已经死亡的恒星，如白矮星和中子星则显得暗淡但温度高。
借助震动波透视天体内核
科学家是如何透过天体表面，探测天体内核旋转方向的？
宋晓东告诉记者，一直以来，科学家通过地震波来探测地球内核的多种物理特性。他解释道，地球发生地震之后会产生地震波，地震波会向地球深部传播，研究地震波的传播速度等性质，可以了解地球深部的结构分层及运动状况。
宋晓东及其团队于1996年首次观测到了地震波通过地球内核时的时间和速度产生了变化，从而推测出地球内核是相对于地幔发生旋转的。不过，地球内核的旋转速率目前仍有不确定性，因为旋转速率本身也很可能在变化。
平劲松指出，利用地震波探测天体内部的方法十分普遍，19世纪科学家就用它对地球分层结构进行了探测；20世纪70年代美国月球探测任务用地震波探测月球的内部分层构造；近年来，欧洲火星探测任务将其用于探测火星的内部构造。
对于恒星，天文学家更难以直接观测到恒星内部的结构，于是他们借助“星震学”来探测恒星内部。
李刚表示，星震学与地震学很类似，都是通过研究天体内部的震动波来推断天体的内部结构，有点像日常生活中我们通过“拍西瓜”来判断瓜熟不熟。但是星震与地震的不同之处在于，星震是持续不断的震动，而地震只是偶然发生。恒星的震动波会局部压缩气体，从而造成恒星温度和亮度的变化。基于这一特性，天文学家通过长时间监测恒星亮度的变化来观测恒星的震动，并测量震动的频率。
恒星震动的频率会因其内部不同物理过程的扰动而有所变化。“打个比方说，熟西瓜和生西瓜用手拍一拍，听到的声音也不相同。”李刚说，天文学家通过高精度的频率测量和细致的物理模型推演，来计算恒星内部旋转速率、元素分布等不同物理特性。
比如对恒星年老后形成的红巨星，天文学家通过分析一些红巨星的震动信号发现，红巨星有着非常强烈的较差自转现象，其内核自转速率一般比表面快数十倍。
来源：科技日报
是什么导致了地球内核的差速旋转？专家指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。
近日，美国南加州大学的研究团队重新分析了1969年和1971年2次地下核试验后近6年的地震波数据，发现地球内核自转速率在1969—1971年比地球整体慢了0.1度，而在1971—1974年又比地球快了0.29度。这标志着科学家首次通过地震学观测，验证了地球内核6年周期往复振荡的理论。
为何地球内核与地球的旋转速度会不一致？宇宙中其他天体也存在这种现象吗？科学家又是如何“透视”天体内部情况的？
地球内核被称为“星球内的星球”
很多人认为，地球应是一个整体，内核的旋转速度和方向应该和地球保持一致。可是事实却非如此。“地球从诞生伊始发生了多种动力学过程，如星子汇集聚合、沉积分异、岩浆海和地壳冷却等，这使得地球整体由外向内出现了地壳、地幔、液体外核、固体内核等类似洋葱或煮熟鸡蛋那样的分层结构。”中国科学院国家天文台研究员平劲松表示。
地球物理学家、北京大学讲席教授宋晓东对科技日报记者表示，地球作为一个天体，是整体自转的；但是根据以往的观测，地球内核自转与地球自转在速率上稍微有点差别，这就是内核的“差速旋转”。因此，地球内核也被称为“星球内的星球”。最新数据显示，地球与地球内核的转动速率每年相差大约0.1度，不过这个速率很可能随时间而变化。
是什么导致了地球内核的差速旋转？宋晓东指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。理论上，内核自转既可以比地球自转快，也可能稍慢。
记者了解到，目前地核研究的主流理论模型认为，地球内核的转速是恒定的，地球自转存在一个约6年（5.9年）的周期震荡。在解释6年周期震荡机理方面，科学家给出了包括地球内部地磁异常、核幔耦合振荡、地球内核震荡等多种推测。
不过，在本世纪初，平劲松所在的研究地球自转固体潮汐的团队使用长期固体潮汐监测数据发现了11.5—12年的地球内核振荡周期，这个周期与木星的轨道周期一致。“地球自转5.9年的周期变化，正是木星公转周期的一半。”平劲松认为，正是木星协同太阳合相作用在地球壳、幔上力矩大小的周期变化，引起了地球内核自转速率的变化。
“地球内核的自转速度或许会稍快于地幔，但是速率会一直保持恒定。而地壳和地幔的自转因受到内部和外部的力矩、荷载等因素影响，转速会出现时快时慢或相对方向变化的现象。”平劲松说，多重因素作用下，导致地球自转变化不可简单预测、预报。
平劲松指出，除了地球之外，内部结构与地球类似的伴星如月球，以及金星、火星和气体行星的卫星、矮行星等，其自转也会发生时快时慢或方向变化的现象。
其中，人类已利用地月激光测距技术对月球自转周期的变化持续观测了约50年；近几年，火星的自转变化也被“洞察”号上的星地微波链路所证实。
法国图卢兹天体物理和行星研究所博士后李刚补充道，恒星内部圈层间也存在自转速度的差别，被称作“较差自转”。天文学家发现，小到白矮星、中子星等，大到星团和星系都存在较差自转。以太阳为例，在深度为0.7个太阳半径处，有一个厚度为0.04个太阳半径、被称作“差旋层”的区域，以这里为界线，太阳的自转情况发生了急剧变化：在差旋层以里，太阳的较差自转不是很明显；而在差旋层以外，太阳在不同深度和不同纬度都呈现出非常明显的较差自转。
天体“气质”与其内核密切相关
所有行星内核都存在差速旋转机制吗？平劲松介绍，行星的内核主要有3种类型，分别为固体核、液体核以及液体外核与固体内核的组合体。地球的内核归属于第三类，既包括一个巨大的液体外核，又含有一个富含铁镍的固体内核。
固体核与液体核的行星“气质”各不相同。平劲松指出，固体核的行星，其核心的转动与行星整体保持同步。而液体外核，液体或半液体核幔边界的行星，其固体内核或固体核的转动可以与幔不同步。
一个拥有液体内核的行星，极大可能是处于行星形成的早期阶段，其自身的转动有点像一个旋转着的生鸡蛋，转速较快且方向和转速都不稳定；随着能量耗散衰减、分层固化，自转速度逐步减慢和稳定。
那么，恒星的内核又是什么样子的？李刚表示，恒星通常有一个正在核反应燃烧的内核。不过，不同年龄的恒星内核差别也很大。他举例道，太阳这类正值壮年的恒星，有着燃烧氢元素的内核；而年老的恒星，有的内核可能已停止燃烧，但存在一层围绕内核燃烧的包层；有的可能内核被再次点燃，继续燃烧氦元素或者更重的元素；还有的可能最终走向死亡，只留下一个燃烧殆尽、慢慢冷却的内核。
“恒星内核的性质直接决定了恒星的外貌。”李刚解释说，相比于太阳，年老的恒星大多温度低但明亮；而已经死亡的恒星，如白矮星和中子星则显得暗淡但温度高。
借助震动波透视天体内核
科学家是如何透过天体表面，探测天体内核旋转方向的？
宋晓东告诉记者，一直以来，科学家通过地震波来探测地球内核的多种物理特性。他解释道，地球发生地震之后会产生地震波，地震波会向地球深部传播，研究地震波的传播速度等性质，可以了解地球深部的结构分层及运动状况。
宋晓东及其团队于1996年首次观测到了地震波通过地球内核时的时间和速度产生了变化，从而推测出地球内核是相对于地幔发生旋转的。不过，地球内核的旋转速率目前仍有不确定性，因为旋转速率本身也很可能在变化。
平劲松指出，利用地震波探测天体内部的方法十分普遍，19世纪科学家就用它对地球分层结构进行了探测；20世纪70年代美国月球探测任务用地震波探测月球的内部分层构造；近年来，欧洲火星探测任务将其用于探测火星的内部构造。
对于恒星，天文学家更难以直接观测到恒星内部的结构，于是他们借助“星震学”来探测恒星内部。
李刚表示，星震学与地震学很类似，都是通过研究天体内部的震动波来推断天体的内部结构，有点像日常生活中我们通过“拍西瓜”来判断瓜熟不熟。但是星震与地震的不同之处在于，星震是持续不断的震动，而地震只是偶然发生。恒星的震动波会局部压缩气体，从而造成恒星温度和亮度的变化。基于这一特性，天文学家通过长时间监测恒星亮度的变化来观测恒星的震动，并测量震动的频率。
恒星震动的频率会因其内部不同物理过程的扰动而有所变化。“打个比方说，熟西瓜和生西瓜用手拍一拍，听到的声音也不相同。”李刚说，天文学家通过高精度的频率测量和细致的物理模型推演，来计算恒星内部旋转速率、元素分布等不同物理特性。
比如对恒星年老后形成的红巨星，天文学家通过分析一些红巨星的震动信号发现，红巨星有着非常强烈的较差自转现象，其内核自转速率一般比表面快数十倍。
来源：科技日报
讲一个现在可能没什么人关心，但过段时间也有可能会被一些媒体「翻炒」的概念——抗原原罪。
为什么提到这个概念？2022 年 6 月 14 日，Science 发表一篇题为 Immune boosting by B.1.1.529 (Omicron) depends on previous SARS-CoV-2 exposure 的论文。研究发布后，其中一张图立刻引发了不少专业讨论和担忧。其中，一个并不常见的免疫学概念被反复提及——正是「抗原原罪」。
先来看看 Science 这篇文章讲了什么。
来自英国的研究人员跟踪了一批已经接种过三针 mRNA 新冠疫苗的医务工作者，并监测了他们的免疫反应。
在研究的第二部分，研究人员观测了有各种突变株感染史并接种了三针疫苗最后还是被 Omicron 突破感染的人，以此来观察不同免疫背景会对 Omicron 感染作出怎样的免疫反应。（图 1）
而令不少人担忧的结果也正来自这个部分。（图 2）
研究比较了四种不同的免疫背景：第一种情况没被感染过，第二种被原始毒株感染过，第三种被 Omicron 感染，最后一种是过去被原始毒株感染后再次被Omicron 感染。所有人群都接种了三针 mRNA 新冠疫苗。
根据研究结果显示，接种三针 mRNA 新冠疫苗再感染 Omicron 后，针对 Omicron 的中和抗体有显著提升，同时，在针对 Alpha、Beta、Gamma、Delta 时，中和抗体也比未感染或只感染原始毒株的要有所增加。
然而，接种三针 mRNA 新冠疫苗后，早期曾感染过原始毒株的人，再感染了 Omicron 后，针对 Omicron 的中和抗体虽然相对未感染或只感染原始毒株的有一定增加，但却要明显低于没有感染过原始毒株只感染了 Omicron 的人群。（图 3）
再翻译一下上面这段话，看图 3，从左到右标上序号 1234，即，4 虽然高于 12，但却低于 3。
按我们往常的设想来看，似乎曾经感染过原始毒株，应该多多少少能够获得一些对后续突变株的抵抗力，再感染 Omicron 时，中和抗体也应该多一点。但这张图的实际却恰好相反——感染了原始毒株+Omicron 的人，抗体产生情况还不如没感染过原始毒株的人。
也就是说，原始病毒株的感染史，似乎「干扰」了人体对于 Omicron 感染的常规免疫反应诱导。
论文发表后，这一现象立刻引发了诸多讨论和担忧：难道说，一个曾经感染过新冠的人在面对 Omicron 时，不仅没有获得一定程度的免疫力，免疫反应甚至比没有感染过的人更弱吗？
这里就要回到开篇我们提到过的免疫学概念——抗原原罪。
抗原原罪（original antigenic sin）也被称作免疫印记（immune imprinting），指的是当免疫系统对某个抗原建立免疫记忆后，再遇到一个类似但稍有不同的新抗原时，会优先激活针对最初抗原的免疫反应。
但是，新的抗原与原始抗原本身还是存在一定区别，因此，这样的受原始抗原「影响」的免疫反在应对新抗原时就不是「最优」的了，故有「原罪」一说。
抗原原罪这个概念最早在流感中被提出。
流感也是突变率非常高的病毒，20 世纪 60 年代时有科学家提出，人体针对流感产生的抗体主要取决于第一次接触的流感病毒株，以后再感染时，哪怕病毒株已经因为突变产生了「抗原漂变」、与原来的病毒株有了差异，人体产生的免疫反应还是以针对最早接触的流感病毒株为主。
抗原原罪现象的产生植根于免疫记忆本身的特点。
以抗体为例，抗体是 B 细胞成熟后针对某个特异的抗原产生的。如果一个抗原是全新的，人体从未接触过，这时就会刺激幼稚 B 细胞（Naive B cell），后者通过识别抗原最后转化成可以产生特异性抗体的成熟 B 细胞，以及记忆 B 细胞。记忆 B 细胞不产生抗体，但可以识别这个抗原，一旦再度遇到该抗原就能迅速分化成浆细胞，大量产生特异性抗体。
无论从免疫反应的速度（如从接触抗原到产生抗体需要的时间），还是免疫反应的强度（如产生的抗体总量）来看，刺激记忆 B 细胞都比刺激幼稚 B 细胞来得更快更强。这也是为什么免疫记忆建立后，再度遇到病原体人体能更快清除，因为这时激活的主要是记忆 B 细胞，不再是从头开始刺激幼稚 B 细胞。
但是，如果再度遇到的抗原与最初建立免疫记忆的抗原有一定差异，这时免疫记忆有存在「帮倒忙」的可能。
例如，遇到了新抗原后，如果此时还是原来的记忆 B 细胞被优先刺激，产生的抗体对新抗原不是那么有效，但又因为大量抗体已经形成，新抗原也没法有效刺激幼稚 B 细胞。因此，免疫反应的最终效果可能不如没有过往免疫记忆，直接刺激幼稚 B 细胞，形成更有针对性的抗体。
不仅是 B 细胞为代表的体液免疫，以 T 细胞为代表的细胞免疫也存在抗原原罪现象。
抗原原罪带来的实际影响因病原体的不同而有所区别：是只有记忆 B 细胞被刺激，还是记忆 B 细胞被优先刺激但仍有一部分新的幼稚 B 细胞可以被激活？针对过往抗原的抗体，对新的抗原是完全无效，还是仍有一定作用？这些差异都会影响抗原原罪的最终影响。
截至目前，抗原原罪已被认为与登革热病毒、流感病毒、HIV 病毒有关。
一个可能的例子是 1918 年 H1N1 西班牙流感大流行，当时，分年龄阶段的死亡率在 28 岁段达到峰值。而这个年龄段对应的出生年份是 1890 年，彼时正是 H3Nx 俄罗斯流感大流行时期。
有推测认为，之所以在 28 岁出现死亡率峰值，这是因为这个年龄段的人群在幼儿时期对 H3Nx 产生了强大的免疫记忆，到了二十多年后，再次暴露于 H1N1 时，新的抗原激活了老的免疫，但产生的免疫应答无法很好地抵御 H1N1，因此死亡风险增加。（图 4）
另一个较为特别的例子是登革热。
登革热病毒有四个主要的血清型。只要感染过其中一种，或者如果以一种血清型的病毒制作疫苗进行接种，抗原原罪的反应程度就足以强到今后遇到其它任何一个血清型，产生的抗体都是针对最初那个血清型的，而对其它血清型无效。
那么，抗原原罪究竟会给新冠带来哪些变化？又会对我们造成哪些影响？
实际上，像登革热这种抗原原罪现象是非常极端的。
在 Science 这篇最新研究发表后，网络上的一些解读也误把登革热的极端现象视为普遍，错误认为只要有证据表明新冠出现抗原原罪，就意味着既往感染和疫苗接种全都无效了。
实际上，我们前面已经提到过，抗原原罪在不同的病原体之间可能存在程度上的不同，它也可能只是影响免疫反应的程度，而并非让免疫反应完全失效。
有研究曾分析过接种 2009 年 H1N1 大流行流感疫苗后的免疫反应，结果发现，如果在接种这个疫苗前的三个月内接种过季节性流感疫苗，那么针对 H1N1 流感抗体的增加幅度会小一些——这也是一定程度上的抗原原罪效应。（图 5）
不过，研究也显示，在接种过季节性流感疫苗的受试者里，也有超过 60% 的人接种完 H1N1 疫苗后针对 H1N1 病毒株的抗体有了超过四倍的增加。虽然不如未接种过季节性流感疫苗的 80% 多，但也不是说因为接种了季节性流感疫苗，再接种 H1N1 疫苗就无效了。
Science 最新论文也是一样，从研究的结果来看，过往自然感染依据其突变株的不同确实导致在同样接种三针疫苗后对各突变株的免疫识别有差异，特别是对 Omicron 这个与过往病毒株差异特别大的突变株。而这一情况也确实指向，新冠的过往感染可能有潜在的抗原原罪现象。
但是，我们不能忽略的情况是，目前更多证据表明，过往感染以及疫苗接种对 Omicron 的重症保护作用仍然良好，如卡塔尔一项研究发现，过往感染对有症状的 Omicron 防护有效性为 46.1%，而过往感染的基础上接种三针 mRNA 疫苗，有效性提升到 77.3%。
同时，还有一些研究显示，在接种完疫苗后人体对新冠的免疫识别广度也在增加，这个过程会在接种完疫苗后的好几个月里持续发生。
Cell 上的一篇论文就显示，接种完两种 mRNA 疫苗后，虽然中和抗体滴度随时间下降，但中和抗体本身的中和能力却随时间在提升。接种完第三针增强针后，那些能识别包括 Omicron 在内各种突变株的记忆 B 细胞又被迅速激活，产生大量中和效率非常高的抗体：（图 6）
而另一篇研究 Omicron 突破性感染后记忆 B 细胞变化的论文则发现，发生突破性感染后，记忆 B 细胞的应对也是非常讲究「策略」，主要扩增了那些识别各突变株的保守区域的记忆 B 细胞。
以上的研究相互佐证：人体对新冠的免疫识别具有高度灵活性，即便最初接触的抗原是原始病毒株或某个突变株，最终的免疫记忆却能有很好的广度。
因此，如果有人说新冠疫苗因此无效或既往感染完全没有免疫保护作用，未免言过其实。
*本文作者 @生物狗Y博
为什么提到这个概念？2022 年 6 月 14 日，Science 发表一篇题为 Immune boosting by B.1.1.529 (Omicron) depends on previous SARS-CoV-2 exposure 的论文。研究发布后，其中一张图立刻引发了不少专业讨论和担忧。其中，一个并不常见的免疫学概念被反复提及——正是「抗原原罪」。
先来看看 Science 这篇文章讲了什么。
来自英国的研究人员跟踪了一批已经接种过三针 mRNA 新冠疫苗的医务工作者，并监测了他们的免疫反应。
在研究的第二部分，研究人员观测了有各种突变株感染史并接种了三针疫苗最后还是被 Omicron 突破感染的人，以此来观察不同免疫背景会对 Omicron 感染作出怎样的免疫反应。（图 1）
而令不少人担忧的结果也正来自这个部分。（图 2）
研究比较了四种不同的免疫背景：第一种情况没被感染过，第二种被原始毒株感染过，第三种被 Omicron 感染，最后一种是过去被原始毒株感染后再次被Omicron 感染。所有人群都接种了三针 mRNA 新冠疫苗。
根据研究结果显示，接种三针 mRNA 新冠疫苗再感染 Omicron 后，针对 Omicron 的中和抗体有显著提升，同时，在针对 Alpha、Beta、Gamma、Delta 时，中和抗体也比未感染或只感染原始毒株的要有所增加。
然而，接种三针 mRNA 新冠疫苗后，早期曾感染过原始毒株的人，再感染了 Omicron 后，针对 Omicron 的中和抗体虽然相对未感染或只感染原始毒株的有一定增加，但却要明显低于没有感染过原始毒株只感染了 Omicron 的人群。（图 3）
再翻译一下上面这段话，看图 3，从左到右标上序号 1234，即，4 虽然高于 12，但却低于 3。
按我们往常的设想来看，似乎曾经感染过原始毒株，应该多多少少能够获得一些对后续突变株的抵抗力，再感染 Omicron 时，中和抗体也应该多一点。但这张图的实际却恰好相反——感染了原始毒株+Omicron 的人，抗体产生情况还不如没感染过原始毒株的人。
也就是说，原始病毒株的感染史，似乎「干扰」了人体对于 Omicron 感染的常规免疫反应诱导。
论文发表后，这一现象立刻引发了诸多讨论和担忧：难道说，一个曾经感染过新冠的人在面对 Omicron 时，不仅没有获得一定程度的免疫力，免疫反应甚至比没有感染过的人更弱吗？
这里就要回到开篇我们提到过的免疫学概念——抗原原罪。
抗原原罪（original antigenic sin）也被称作免疫印记（immune imprinting），指的是当免疫系统对某个抗原建立免疫记忆后，再遇到一个类似但稍有不同的新抗原时，会优先激活针对最初抗原的免疫反应。
但是，新的抗原与原始抗原本身还是存在一定区别，因此，这样的受原始抗原「影响」的免疫反在应对新抗原时就不是「最优」的了，故有「原罪」一说。
抗原原罪这个概念最早在流感中被提出。
流感也是突变率非常高的病毒，20 世纪 60 年代时有科学家提出，人体针对流感产生的抗体主要取决于第一次接触的流感病毒株，以后再感染时，哪怕病毒株已经因为突变产生了「抗原漂变」、与原来的病毒株有了差异，人体产生的免疫反应还是以针对最早接触的流感病毒株为主。
抗原原罪现象的产生植根于免疫记忆本身的特点。
以抗体为例，抗体是 B 细胞成熟后针对某个特异的抗原产生的。如果一个抗原是全新的，人体从未接触过，这时就会刺激幼稚 B 细胞（Naive B cell），后者通过识别抗原最后转化成可以产生特异性抗体的成熟 B 细胞，以及记忆 B 细胞。记忆 B 细胞不产生抗体，但可以识别这个抗原，一旦再度遇到该抗原就能迅速分化成浆细胞，大量产生特异性抗体。
无论从免疫反应的速度（如从接触抗原到产生抗体需要的时间），还是免疫反应的强度（如产生的抗体总量）来看，刺激记忆 B 细胞都比刺激幼稚 B 细胞来得更快更强。这也是为什么免疫记忆建立后，再度遇到病原体人体能更快清除，因为这时激活的主要是记忆 B 细胞，不再是从头开始刺激幼稚 B 细胞。
但是，如果再度遇到的抗原与最初建立免疫记忆的抗原有一定差异，这时免疫记忆有存在「帮倒忙」的可能。
例如，遇到了新抗原后，如果此时还是原来的记忆 B 细胞被优先刺激，产生的抗体对新抗原不是那么有效，但又因为大量抗体已经形成，新抗原也没法有效刺激幼稚 B 细胞。因此，免疫反应的最终效果可能不如没有过往免疫记忆，直接刺激幼稚 B 细胞，形成更有针对性的抗体。
不仅是 B 细胞为代表的体液免疫，以 T 细胞为代表的细胞免疫也存在抗原原罪现象。
抗原原罪带来的实际影响因病原体的不同而有所区别：是只有记忆 B 细胞被刺激，还是记忆 B 细胞被优先刺激但仍有一部分新的幼稚 B 细胞可以被激活？针对过往抗原的抗体，对新的抗原是完全无效，还是仍有一定作用？这些差异都会影响抗原原罪的最终影响。
截至目前，抗原原罪已被认为与登革热病毒、流感病毒、HIV 病毒有关。
一个可能的例子是 1918 年 H1N1 西班牙流感大流行，当时，分年龄阶段的死亡率在 28 岁段达到峰值。而这个年龄段对应的出生年份是 1890 年，彼时正是 H3Nx 俄罗斯流感大流行时期。
有推测认为，之所以在 28 岁出现死亡率峰值，这是因为这个年龄段的人群在幼儿时期对 H3Nx 产生了强大的免疫记忆，到了二十多年后，再次暴露于 H1N1 时，新的抗原激活了老的免疫，但产生的免疫应答无法很好地抵御 H1N1，因此死亡风险增加。（图 4）
另一个较为特别的例子是登革热。
登革热病毒有四个主要的血清型。只要感染过其中一种，或者如果以一种血清型的病毒制作疫苗进行接种，抗原原罪的反应程度就足以强到今后遇到其它任何一个血清型，产生的抗体都是针对最初那个血清型的，而对其它血清型无效。
那么，抗原原罪究竟会给新冠带来哪些变化？又会对我们造成哪些影响？
实际上，像登革热这种抗原原罪现象是非常极端的。
在 Science 这篇最新研究发表后，网络上的一些解读也误把登革热的极端现象视为普遍，错误认为只要有证据表明新冠出现抗原原罪，就意味着既往感染和疫苗接种全都无效了。
实际上，我们前面已经提到过，抗原原罪在不同的病原体之间可能存在程度上的不同，它也可能只是影响免疫反应的程度，而并非让免疫反应完全失效。
有研究曾分析过接种 2009 年 H1N1 大流行流感疫苗后的免疫反应，结果发现，如果在接种这个疫苗前的三个月内接种过季节性流感疫苗，那么针对 H1N1 流感抗体的增加幅度会小一些——这也是一定程度上的抗原原罪效应。（图 5）
不过，研究也显示，在接种过季节性流感疫苗的受试者里，也有超过 60% 的人接种完 H1N1 疫苗后针对 H1N1 病毒株的抗体有了超过四倍的增加。虽然不如未接种过季节性流感疫苗的 80% 多，但也不是说因为接种了季节性流感疫苗，再接种 H1N1 疫苗就无效了。
Science 最新论文也是一样，从研究的结果来看，过往自然感染依据其突变株的不同确实导致在同样接种三针疫苗后对各突变株的免疫识别有差异，特别是对 Omicron 这个与过往病毒株差异特别大的突变株。而这一情况也确实指向，新冠的过往感染可能有潜在的抗原原罪现象。
但是，我们不能忽略的情况是，目前更多证据表明，过往感染以及疫苗接种对 Omicron 的重症保护作用仍然良好，如卡塔尔一项研究发现，过往感染对有症状的 Omicron 防护有效性为 46.1%，而过往感染的基础上接种三针 mRNA 疫苗，有效性提升到 77.3%。
同时，还有一些研究显示，在接种完疫苗后人体对新冠的免疫识别广度也在增加，这个过程会在接种完疫苗后的好几个月里持续发生。
Cell 上的一篇论文就显示，接种完两种 mRNA 疫苗后，虽然中和抗体滴度随时间下降，但中和抗体本身的中和能力却随时间在提升。接种完第三针增强针后，那些能识别包括 Omicron 在内各种突变株的记忆 B 细胞又被迅速激活，产生大量中和效率非常高的抗体：（图 6）
而另一篇研究 Omicron 突破性感染后记忆 B 细胞变化的论文则发现，发生突破性感染后，记忆 B 细胞的应对也是非常讲究「策略」，主要扩增了那些识别各突变株的保守区域的记忆 B 细胞。
以上的研究相互佐证：人体对新冠的免疫识别具有高度灵活性，即便最初接触的抗原是原始病毒株或某个突变株，最终的免疫记忆却能有很好的广度。
因此，如果有人说新冠疫苗因此无效或既往感染完全没有免疫保护作用，未免言过其实。
*本文作者 @生物狗Y博
【“得州惨剧”背后：美国党争与千疮百孔的美墨边境】
#美国移民关键职位已空缺5年#
当地时间6月27日，美国得州一场惨剧触目惊心，震惊全美：美国警方在得州圣安东尼奥市郊区的一辆卡车内发现46具移民尸体，包括4名儿童在内的16人被送往医院。目前，死亡人数已经升至50人。
墨西哥外交部长证实，死者中有22名墨西哥人、7名危地马拉人和2名洪都拉斯人。这被认为是美国近年来最严重的偷渡移民死亡案例。
悲剧发生后，美国共和党和民主党第一时间“掐”了起来，互相指责。而事实上，美墨边境也早就成为了两党党争的“战场”，在他们的政治博弈中千疮百孔：执意“建墙”的特朗普下台后，拜登上任首日就承诺全面改革移民法案，但受制于党争，至今没什么成效；拜登提名的美国移民及海关执法局（ICE）局长一职一直未获国会确认，被提名人在得州发生悲剧的前一天，刚致信拜登表示退出；而这个事关移民的关键职位，已经空缺5年了……
关键职位空缺5年
也许是巧合，在得州惨剧发生的前一天，当地时间6月26日，拜登提名的美国移民及海关执法局（ICE）候选人埃德·冈萨雷斯（Ed Gonzalez）表示自己退出职位竞争。他等这项提名的确认，已经等了1年。
埃德·冈萨雷斯是得克萨斯州人口最多的哈里斯县的治安官，他在27日于推特上一连发布了5条推文，说明了自己的决定。冈萨雷斯说：“星期天（26日），我向拜登总统的政府致信表示，我恭敬地退出对美国移民及海关执法局（ICE）局长一职的考虑。”
他指出，自从拜登总统去年提名他担任这一重要职位以来，一年多的时间已经过去了。冈萨雷斯说他是经过深思熟虑才做出这一决定。他对拜登总统的提名自己表示感激，也希望拜登政府能够努力克服如今使国家瘫痪的政治僵局。他认为，这种僵局正在“威胁美国的心和灵魂”。
美国移民及海关执法局（ICE）是美国国土安全部的下属执法部门，主要负责识别、调查和处置美国移民、海关领域的违法犯罪活动，是个关键职位。
但是，综合CBS、《纽约时报》等美媒报道，ICE已经有5年多没有国会正式批准的局长了。冈萨雷斯被提名后也在国会耽搁至今，其背后原因就是共和党及民主党在移民问题上相互扯皮。
当地时间2022年5月9日，墨西哥恰帕斯州塔帕丘拉，大约200名移民准备搭乘移民大篷车启程前往美国。
不仅如此，早在拜登刚就任总统时，共和党人还阻挠过国土安全部长的提名。
美国有线电视新闻网（CNN）去年1月报道称，拜登对国土安全部部长马约卡斯（Alejandro Mayorkas）的提名，遭到了参议院共和党人“拖延战术”的阻挠。
尽管当时参议院民主党领袖舒默敦促尽快确认马约卡斯的提名，但是一些参议院共和党人认为，马约卡斯的提名“存在很多问题”，他在移民问题上没有得到适当的审查，并呼吁就马约卡斯的提名举行额外的听证会。
报道指出，使用“拖延战术”来延缓对手的提名或立法，长期以来一直是少数党政客青睐的手段，不论共和党还是民主党都干过。在特朗普政府时期，当试图破坏或推迟共和党议程时，参议院少数党领袖舒默就经常这么做。
拜登的政府，特朗普的政策
在特朗普执政时期，共和党人曾因新冠疫情原因提出的一个重要移民政策“第42条”（Title 42）移民驱逐令。该条令是由特朗普在2020年3月签署并实施。
但是，据《纽约时报》报道，这项被称为“第42条的政策产生了意想不到的效果：鼓励人们非法进入美国不止一次。
由于该命令允许边境人员以疫情为由迅速驱逐大多数移民，而不给他们申请庇护的机会。于是，许多人经常被遣返回墨西哥，而不会面临刑事处罚或拘留，这导致一些人多次试图越境。
官员们表示，每10个试图越境的成年人中，就有3个人不止一次这样做，有些人甚至尝试了10次。
美国前总统唐纳德特朗普在北美新冠疫情爆发时签署“第42条”移民驱逐令。
民主党人一直试图废除这条严厉的“移民驱逐令”，据美国有线电视新闻网（CNN）此前报道，有三名美官员透露，拜登政府计划在5月23日前终止特朗普时期颁布的“第42条”（Title 42）移民驱逐令。
5月1日，美国国土安全部长马约卡斯发出风声称，国土安全部正在为“第42条”法令被取消做准备，届时美墨边境每天可能有多达1.8万名的移民入境。
不过，拜登政府的愿望还是落了空。据美国“政客”新闻网报道，当地时间5月20日，由前总统特朗普任命的联邦法官萨默海斯（Robert R. Summerhays）阻止了拜登政府在23日前取消法令的努力，裁定“第42条”法令将继续生效，直至有关诉讼在法庭上得到最终解决。
此外，拜登还试图结束一项通常被称为“留在墨西哥”（Remain in Mexico）的政策，该政策要求来自第三国的移民通过南部边境抵达墨西哥，等待他们在墨西哥的庇护申请的结果。该政策目前正在美国最高法院审理，此前一些州提出诉讼，要求阻止拜登政府终止该项目。
这两项政策依然在实施意味着，尽管拜登在竞选中承诺改变对待移民的方式，但边境控制仍与特朗普时期基本相同。
回想拜登上任首日，他曾计划推出一项全面的移民法案，希望为1100万非法生活在美国的移民提供一个8年通往美国公民权途径，被认为是“大开国门”的举动。不过尽管该法案为近年来的非法移民获得公民身份提供了最快途径，但没有包括共和党人在意的对加强边境安全的权衡，当时就有媒体表示，这不太可能在国会通过。
如今一年半过去，这项法案的确还没什么动静。
千疮百孔的美墨边境
27日发生的悲剧被认为是近年来美墨边境发生的移民死亡事件中最严重的一次。但在美国多年来干涉南美内政、南美国家经济问题加剧的大背景下，这样的惨剧已经发生不止一次了。《纽约时报》27日盘点了美墨边境近年来几起触目惊心的移民死亡事件：
2003年，在得州南部城市维多利亚，警长的副手在一辆过热的卡车中发现了17具移民的尸体，其中包括一名7岁的男孩。
2012年，一辆载有20多名非法移民的福特皮卡撞到了两棵树，造成15人死亡。
2017年，得克萨斯州圣安东尼奥市出现一辆载有200多名非法移民的卡车，他们在没有水、食物和新鲜空气的情况下待了几个小时，最后有10名男子死亡，近30人住院。
2019年，一辆载有非法移民的SUV在被警察追捕后在得克萨斯州南部农村掉进沟里坠毁。当时是下雨天气，事故共造成6人死亡。
去年8月，一辆载有非法移民的面包车在得克萨斯州南部坠毁，造成至少10人死亡，另有20人受伤。
#美国移民关键职位已空缺5年#
当地时间6月27日，美国得州一场惨剧触目惊心，震惊全美：美国警方在得州圣安东尼奥市郊区的一辆卡车内发现46具移民尸体，包括4名儿童在内的16人被送往医院。目前，死亡人数已经升至50人。
墨西哥外交部长证实，死者中有22名墨西哥人、7名危地马拉人和2名洪都拉斯人。这被认为是美国近年来最严重的偷渡移民死亡案例。
悲剧发生后，美国共和党和民主党第一时间“掐”了起来，互相指责。而事实上，美墨边境也早就成为了两党党争的“战场”，在他们的政治博弈中千疮百孔：执意“建墙”的特朗普下台后，拜登上任首日就承诺全面改革移民法案，但受制于党争，至今没什么成效；拜登提名的美国移民及海关执法局（ICE）局长一职一直未获国会确认，被提名人在得州发生悲剧的前一天，刚致信拜登表示退出；而这个事关移民的关键职位，已经空缺5年了……
关键职位空缺5年
也许是巧合，在得州惨剧发生的前一天，当地时间6月26日，拜登提名的美国移民及海关执法局（ICE）候选人埃德·冈萨雷斯（Ed Gonzalez）表示自己退出职位竞争。他等这项提名的确认，已经等了1年。
埃德·冈萨雷斯是得克萨斯州人口最多的哈里斯县的治安官，他在27日于推特上一连发布了5条推文，说明了自己的决定。冈萨雷斯说：“星期天（26日），我向拜登总统的政府致信表示，我恭敬地退出对美国移民及海关执法局（ICE）局长一职的考虑。”
他指出，自从拜登总统去年提名他担任这一重要职位以来，一年多的时间已经过去了。冈萨雷斯说他是经过深思熟虑才做出这一决定。他对拜登总统的提名自己表示感激，也希望拜登政府能够努力克服如今使国家瘫痪的政治僵局。他认为，这种僵局正在“威胁美国的心和灵魂”。
美国移民及海关执法局（ICE）是美国国土安全部的下属执法部门，主要负责识别、调查和处置美国移民、海关领域的违法犯罪活动，是个关键职位。
但是，综合CBS、《纽约时报》等美媒报道，ICE已经有5年多没有国会正式批准的局长了。冈萨雷斯被提名后也在国会耽搁至今，其背后原因就是共和党及民主党在移民问题上相互扯皮。
当地时间2022年5月9日，墨西哥恰帕斯州塔帕丘拉，大约200名移民准备搭乘移民大篷车启程前往美国。
不仅如此，早在拜登刚就任总统时，共和党人还阻挠过国土安全部长的提名。
美国有线电视新闻网（CNN）去年1月报道称，拜登对国土安全部部长马约卡斯（Alejandro Mayorkas）的提名，遭到了参议院共和党人“拖延战术”的阻挠。
尽管当时参议院民主党领袖舒默敦促尽快确认马约卡斯的提名，但是一些参议院共和党人认为，马约卡斯的提名“存在很多问题”，他在移民问题上没有得到适当的审查，并呼吁就马约卡斯的提名举行额外的听证会。
报道指出，使用“拖延战术”来延缓对手的提名或立法，长期以来一直是少数党政客青睐的手段，不论共和党还是民主党都干过。在特朗普政府时期，当试图破坏或推迟共和党议程时，参议院少数党领袖舒默就经常这么做。
拜登的政府，特朗普的政策
在特朗普执政时期，共和党人曾因新冠疫情原因提出的一个重要移民政策“第42条”（Title 42）移民驱逐令。该条令是由特朗普在2020年3月签署并实施。
但是，据《纽约时报》报道，这项被称为“第42条的政策产生了意想不到的效果：鼓励人们非法进入美国不止一次。
由于该命令允许边境人员以疫情为由迅速驱逐大多数移民，而不给他们申请庇护的机会。于是，许多人经常被遣返回墨西哥，而不会面临刑事处罚或拘留，这导致一些人多次试图越境。
官员们表示，每10个试图越境的成年人中，就有3个人不止一次这样做，有些人甚至尝试了10次。
美国前总统唐纳德特朗普在北美新冠疫情爆发时签署“第42条”移民驱逐令。
民主党人一直试图废除这条严厉的“移民驱逐令”，据美国有线电视新闻网（CNN）此前报道，有三名美官员透露，拜登政府计划在5月23日前终止特朗普时期颁布的“第42条”（Title 42）移民驱逐令。
5月1日，美国国土安全部长马约卡斯发出风声称，国土安全部正在为“第42条”法令被取消做准备，届时美墨边境每天可能有多达1.8万名的移民入境。
不过，拜登政府的愿望还是落了空。据美国“政客”新闻网报道，当地时间5月20日，由前总统特朗普任命的联邦法官萨默海斯（Robert R. Summerhays）阻止了拜登政府在23日前取消法令的努力，裁定“第42条”法令将继续生效，直至有关诉讼在法庭上得到最终解决。
此外，拜登还试图结束一项通常被称为“留在墨西哥”（Remain in Mexico）的政策，该政策要求来自第三国的移民通过南部边境抵达墨西哥，等待他们在墨西哥的庇护申请的结果。该政策目前正在美国最高法院审理，此前一些州提出诉讼，要求阻止拜登政府终止该项目。
这两项政策依然在实施意味着，尽管拜登在竞选中承诺改变对待移民的方式，但边境控制仍与特朗普时期基本相同。
回想拜登上任首日，他曾计划推出一项全面的移民法案，希望为1100万非法生活在美国的移民提供一个8年通往美国公民权途径，被认为是“大开国门”的举动。不过尽管该法案为近年来的非法移民获得公民身份提供了最快途径，但没有包括共和党人在意的对加强边境安全的权衡，当时就有媒体表示，这不太可能在国会通过。
如今一年半过去，这项法案的确还没什么动静。
千疮百孔的美墨边境
27日发生的悲剧被认为是近年来美墨边境发生的移民死亡事件中最严重的一次。但在美国多年来干涉南美内政、南美国家经济问题加剧的大背景下，这样的惨剧已经发生不止一次了。《纽约时报》27日盘点了美墨边境近年来几起触目惊心的移民死亡事件：
2003年，在得州南部城市维多利亚，警长的副手在一辆过热的卡车中发现了17具移民的尸体，其中包括一名7岁的男孩。
2012年，一辆载有20多名非法移民的福特皮卡撞到了两棵树，造成15人死亡。
2017年，得克萨斯州圣安东尼奥市出现一辆载有200多名非法移民的卡车，他们在没有水、食物和新鲜空气的情况下待了几个小时，最后有10名男子死亡，近30人住院。
2019年，一辆载有非法移民的SUV在被警察追捕后在得克萨斯州南部农村掉进沟里坠毁。当时是下雨天气，事故共造成6人死亡。
去年8月，一辆载有非法移民的面包车在得克萨斯州南部坠毁，造成至少10人死亡，另有20人受伤。
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