当非洲国家的婴儿几内亚比绍和乌干达接种了结核疫苗后,发生了一件非同寻常的事情。
疫苗不是仅针对目标细菌提供保护 -结核分枝杆菌– 结核疫苗提供了针对一系列不相关感染的广泛保护,包括呼吸道感染以及严重的并发症,例如败血症。
澳大利亚研究人员现已查明结核疫苗脱靶效应背后的生物机制。
研究小组在 63 名婴儿出生后 10 天内接种了卡介苗 (BCG) 疫苗,并将他们的进展情况与 67 名未接种 BCG 疫苗的对照组婴儿进行了比较。
研究人员从婴儿身上采集了血液样本,并检查了两组中称为单核细胞的循环白细胞。
单核细胞是人体先天免疫系统的一部分,它提供了抵御病原体的第一道防线,并且不针对任何一种疾病。
观察这些单核细胞,研究人员发现了不同的表观遗传差异——基因表达方式的变化或控制哪些基因处于活跃状态、哪些基因被关闭——在接种疫苗组和未接种疫苗组之间,这种变化平均在接种疫苗后持续约 14 个月。
在接种疫苗的婴儿中,卡介苗疫苗对单核细胞进行了重新编程或“训练”,使其对一般病原体更加敏感,并且这种表观遗传特征在接种疫苗后一年多的时间里被传递给下一代单核细胞。
根据研究人员,这就是卡介苗疫苗在非洲国家发挥广泛保护作用背后的机制。
“我们首次展示了卡介苗疫苗如何对婴儿的免疫系统产生持久的影响,”说鲍里斯·诺瓦科维奇 (Boris Novakovic) 是澳大利亚墨尔本默多克儿童研究所 (MCRI) 的资深作者和分子生物学家。
研究人员还使用了体外实验去探索这些详细。
他们从健康成年人中分离出单核细胞,并将这些细胞暴露于两种类型的卡介苗疫苗中,并检测到不同类型的表观遗传修饰的明显变化。
这些包括DNA甲基化– 装饰 DNA 序列的分子标签 – 和组蛋白 – DNA 链缠绕的大块蛋白质。
单核细胞利用细胞外表面的受体对病原体做出反应。
当这些受体接触病原体时,它会触发单核细胞“吃掉”病原体(吞噬作用),这也会在细胞内引起一系列事件,其中一种蛋白质会打开另一种蛋白质,依此类推,直到触发单核细胞的变化。细胞的基因表达。
诺瓦科维奇告诉 ScienceAlert,之前接触卡介苗疫苗会重新包装单核细胞 DNA,从而加快整个过程,并快速启动应对威胁所需的基因。
让单核细胞处于高度戒备状态,使它们对所有感染(而不仅仅是结核病)更敏感。
此前人们认为先天免疫系统无法记住以前的感染情况,与适应性免疫系统(使用 T 细胞和特定的记住它以前遇到过的病原体)。
在过去的十年中,科学家发现先天免疫系统实际上可以产生非特异性记忆,称为“训练免疫”。
“这是一个突破,”诺瓦科维奇告诉 ScienceAlert。
不仅仅是卡介苗疫苗会导致先天免疫系统过度反应。 其他使用弱化形式的减毒活疫苗预防脊髓灰质炎、麻疹等疾病天花有类似的效果。
给身体带来压力的情况,例如肥胖和高胆固醇,或受伤,也会使先天免疫系统更加脆弱反应灵敏。 这并不总是一件好事。
虽然诺瓦科维奇及其同事的研究重点是经过训练的免疫力的潜在生物学机制,但也有一些现实世界的影响。
在婴儿死亡率较高的国家,接种结核病、麻疹或天花疫苗可能会降低死亡率。有益效果保护婴儿免受一系列其他感染。
诺瓦科维奇说,在澳大利亚,婴儿很少死于传染病,因此人们对卡介苗疫苗预防儿童过敏和湿疹的潜在用途更感兴趣。
人们的想法是,卡介苗疫苗可能具有对发育中的免疫系统有益。
A学习MCRI 研究人员发表在过敏去年发现卡介苗接种有适度的有益效果预防易患常见皮肤病的婴儿出现湿疹。
这研究发表于科学进步