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新研究使得產(chǎn)生全身免疫防御成為可能

2017-11-27 14:25來源：生物谷

在接下來的幾個(gè)月中，數(shù)百萬人將接種疫苗以便能夠阻止流感病毒感染，以及隨之而來的發(fā)燒、疼痛和鼻塞。但是，一次疫苗注射如何引發(fā)一種從頭到腳保護(hù)人體的免疫反應(yīng)？


如今，美國哈佛大學(xué)文理學(xué)院系統(tǒng)生物學(xué)中心的Nicolas Chevrier說，答案部分上在于疫苗接種幾小時(shí)內(nèi)，一種抗病毒信號在全身擴(kuò)散從而讓記憶T細(xì)胞駐留在多種組織中。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Organism-Level Analysis of Vaccination Reveals Networks of Protection across Tissues”。

Chevrier說，“這項(xiàng)研究的起始點(diǎn)是我們?nèi)绾卧谡麄€(gè)有機(jī)體的水平上研究免疫系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)存在于人體的每個(gè)器官：肺部、心臟和皮膚，從而使得研究免疫系統(tǒng)在整個(gè)有機(jī)體中如何運(yùn)作是非常具有挑戰(zhàn)性的。之前的研究是孤立的。比如，人們僅研究肺部，或者僅研究血液。”

為了找到答案，Chevrier和同事們尋求兩種牛痘病毒（Vaccinia virus）---一種是致命性的牛痘病毒毒株，另一種是用于制備疫苗的的滅活的牛痘病毒毒株---的幫助。

他說，“為了驗(yàn)證我們的想法，我們想要比較單獨(dú)接種疫苗、單獨(dú)感染和接收疫苗接種的個(gè)人遭受感染時(shí)觸發(fā)的多種類型的免疫反應(yīng)。利用這種比較方法，我們可以詢問：當(dāng)在皮膚上接種疫苗時(shí)，這種免疫反應(yīng)是保持在局部還是在變成全身性的？如果是全身性的話，它會擴(kuò)散多遠(yuǎn)和多快？這是關(guān)于免疫系統(tǒng)在全身水平上的內(nèi)部工作機(jī)制的基礎(chǔ)問題?！?/span>

這些研究人員首先對小鼠進(jìn)行疫苗接種來研究它們的免疫系統(tǒng)如何對這種疫苗作出反應(yīng)，隨后讓這些相同的小鼠接觸這種牛痘病毒的致命性毒株以便研究這種毒株如何觸發(fā)它們的免疫防御。

Chevrier說，“我們很高興地看到我們的方法奏效了。我們能夠在全身范圍內(nèi)**觀察和追蹤免疫過程?；谶@些發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)了兩種新的對宿主至關(guān)重要的免疫保護(hù)機(jī)制。首先，我們發(fā)現(xiàn)在疫苗接種幾小時(shí)內(nèi)，一種被稱作I型干擾素的抗病毒分子在全身出現(xiàn)了，這就好似身體的免疫防御為了贏得這場戰(zhàn)斗，正在期待它的病毒對手的下一步行動?！?/span>

他解釋道，I型干擾素在免疫接種位點(diǎn)產(chǎn)生，并快速地通過血液擴(kuò)散到大多數(shù)組織中。

Chevrier說，多年來，科學(xué)家們認(rèn)為干擾素僅在局部對一種免疫觸發(fā)物產(chǎn)生免疫反應(yīng)，但是這項(xiàng)新的研究提示著它實(shí)際上可能在激活多種組織的抗病毒基因中發(fā)揮著重要作用，從而有助它們抵抗感染。相比之下，保護(hù)性反應(yīng)（protective response）似乎更多地局限于幾種器官中。

Chevrier說，“這種保護(hù)性反應(yīng)似乎更多地局限于病毒存在的部位。在我們的測試中，這種病毒感染是通過肺部進(jìn)行的，并且非?？斓?cái)U(kuò)散到肝臟和脾臟。但是，通過疫苗接種觸發(fā)的免疫防御非常高效地阻止存在在那里的病毒。我們發(fā)現(xiàn)記憶T細(xì)胞在接受指令后駐留在這些組織中，并且準(zhǔn)備抵抗?jié)撛诘脑俅胃腥??！?/span>

這一發(fā)現(xiàn)駁斥了人們普遍接受的看法，即這些記憶T細(xì)胞能夠通過在全身循環(huán)流通最有效地抵抗感染。然而，近年來，有證據(jù)表明這些駐留在組織中的記憶T細(xì)胞可能比最初認(rèn)為的更加強(qiáng)效和更加廣泛。

Chevrier說，“它們曾被認(rèn)為是局部的保護(hù)者。人們之前認(rèn)為當(dāng)你在皮膚上接種疫苗時(shí)，這些記憶T細(xì)胞駐留在皮膚中，但是我們發(fā)現(xiàn)它們在整個(gè)身體中更加廣泛地駐留著，即作為全身性保護(hù)者發(fā)揮作用。因此，一旦這種病毒侵入肝臟或脾臟，這些記憶T細(xì)胞被完美地調(diào)動起來來抵抗這種病毒感染的擴(kuò)散。”

他補(bǔ)充道，“我們的概念驗(yàn)證研究表明能夠在哺乳動物的全身水平上觀察和研究免疫系統(tǒng)，而不是一次僅針對一種或幾種組織。這就是說，如今還需付出很多努力在與健康和疾病相關(guān)的其他免疫過程中驗(yàn)證這種想法?！?/span>

參考資料：

Motohiko Kadoki, Ashwini Patil, Cornelius C. Thaiss et al. Organism-Level Analysis of Vaccination Reveals Networks of Protection across Tissues. Cell, 5 October 2017, 171(2):398–413, doi:10.1016/j.cell.2017.08.024