Nature子刊:疫苗免疫的分子生物標志物
日期:2013-12-19 09:15:43
在臨床試驗中檢測疫苗的有效性,需要花費幾年、甚至幾十年的時間。然而,諸如艾滋病、瘧疾和革登熱這樣具有挑戰性的傳染病在今天非常引人關注。為了加速疫苗的檢測,美國埃默里大學疫苗中心的科學家們,已經建立了研制一種“疫苗基因芯片”的目標。
該裝置可以在一種測試疫苗接種幾天之內,讀取白血細胞中基因組所有基因的活動。讀取這樣的“分子標簽”,將快速幫助研究人員預測疫苗刺激免疫系統和預防疾病的能力。
現在,由Bali Pulendran博士帶領的科學家們,通過比較5種迥然不同的疫苗在人類志愿者免疫系統中誘發的分子標簽,已經向制造這樣一種芯片邁出了重要一步。這項研究成果發表在12月15日的Nature Immunology雜志上。
本論文的資深作者Pulendran,是埃默里大學醫學院的病理學和檢驗醫學教授,也是Yerkes國家靈長類動物研究中心的研究員。共同第一作者分別是博士后Shuzhao Li博士、傳染病助理教授Nadine Rouphael和博士后Sai Duraisingham博士。
他們在這項研究中所檢測的兩種疫苗,目的在于刺激抗腦膜炎雙球菌——能引起危及生命的腦膜炎或敗血癥的一種細菌——的免疫性。
研究人員用兩種不同類型的腦膜炎球菌疫苗——現在已經標準化的MCV4和一個較舊版本MPSV4,使30位健康的志愿者獲得免疫力。他們調查了來自志愿者血樣中的人類基因活動等級,將其與他們以前調查“對黃熱病和季節性流感疫苗的反應”時獲得的結果進行比較。
Pulendran的實驗室率先使用這樣一種“系統學”方法來預測早先采用黃熱病和季節性流感疫苗的研究中的疫苗免疫性。他說,他的團隊正在探究,疫苗有效性是否有“通用”的分子標簽,能夠預測任何疫苗的抗體反應。“我們的研究結果表明,抗體反應的基因表達預測,不可能是‘通用’的,而是依賴于疫苗的類型。”
例如,相似的標簽與兩種腦膜炎球菌疫苗的碳水化合物成分的抗體反應有關聯,而一種不同的標簽,與喚起對諸如季節性流感疫苗這樣的抗體反應有關。
他說:“這些結果代表了發現可能預測不同類型疫苗免疫性的分子標簽的第一小步,但是很顯然,這需要更多比較性的工作,來定義更寬范圍疫苗也許共有免疫的強健性和預測因子。”
為了全面分析抗腦膜炎的基因活化反應,并將它們與其它疫苗反應數據進行比較,Pulendran和同事們不得不為稱做“血轉錄模塊”的免疫學定制構建了基因網絡。這些資源也可被其他科學家使用和共享。
盡管這個領域還處于新生狀態,但其已經開始為免疫系統的研究工作提供了出人意料的見解。Pulendran實驗室最近在Science上發表的論文中(Vaccine Activation of the Nutrient Sensor GCN2 in Dendritic Cells Enhances Antigen Presentation, Science, Published online 5 Dec 2013),利用一種系統方法研究黃熱病疫苗的免疫性,演示了疫苗免疫性和細胞的古老饑餓反應之間存在的一種未被承認的關系。
MPSV4疫苗,自20世紀70年代開始使用,含有細菌多糖外涂層。MCV4是過去十年首次被引進的幾個腦膜炎結合疫苗之一。MCV4將多糖涂層和白喉菌的一個毒素蛋白連接起來。MCV4被認為對兒童、青少年和較年輕的成年人比較好,而MPSV4被用于超過55歲的成年人。這兩種疫苗在形式上,都有別于從黃熱病(活的減弱病毒)和流感(活的減弱或滅活病毒)疫苗。
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