作者:林福玉 来源:中国科学报 发布时间:2013-1-2
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“T细胞战备资源”分布图:指引疫苗研发新方向

 
新闻背景:据生物通网站报道,哥伦比亚大学医学中心CUMC的研究人员通过分析器官捐赠者的组织,建立了首张人体T细胞分布图。这项研究为人们提供了独特的视野,有助于进一步了解T淋巴细胞在健康人体内的分布和功能,也为疫苗开发和免疫疗法提供了新思路。相关文章近日发表在Cell旗下的Immunity杂志上。
 
免疫系统会产生各种类型的细胞来帮助机体抵御癌细胞、病原体等入侵物质,这被称为细胞介导的免疫。T细胞是白细胞的一种,在细胞免疫中起主要作用。
 
这项研究建立了健康人体内T细胞免疫的基线,有助于人们进一步分析在特异性、系统性自身免疫疾病及炎症性疾病的情况下各组织的应答机制。研究人员还指出,这项成果开启了疫苗开发的新策略,在循环系统和感染位点同时激发T细胞活性可能得到更有效的疫苗。要开发这样的疫苗就需要首先了解目标组织内免疫细胞的类型和功能,而这项研究就是第一步。

 
林福玉:军事医学科学院博士,丹麦奥尔胡斯大学博士后;现任北京民海生物科技有限公司研发中心项目经理,主持基因工程疫苗研发工作。
 
■林福玉
 
机体防御病原体的免疫反应笼统可以分为B细胞分泌抗体的体液免疫和T细胞介导的细胞免疫,因此T细胞是机体抵御病原体的免疫系统两条“战线”之一。两种免疫反应孰轻孰重,视病原体的种类而定。
 
T细胞也有不同的亚类,也有明确分工。对于病原体的入侵之初,效应记忆性T细胞可能作为快速反应部队识别来犯之敌(病原体),发挥消灭功能,而对于抗原递呈细胞传递的病原体抗原识别主要由中枢记忆性T细胞完成。
 
早有模式生物小鼠的研究显示,记忆性T细胞作为机体的免疫“战备资源”存在于各种特定组织/器官,也在特定组织免疫防御中发挥特定的重要调节功能。哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员通过研究人体组织,最近在Immunity杂志上发表了首张人体T细胞分布“地图”,引起了全世界特别是生物医药领域的强烈关注。
 
记忆性T细胞的存在是疫苗研发和应用的基础。疫苗为人类与疾病斗争作出了巨大贡献,大幅降低一些传染病的发病率,但诸如HIV、HCV、结核病、癌症等多种疾病尚无疫苗可用。CUMC的研究为预防性/治疗性疫苗的研发提供了新思路,具体可以分为以下几个方面。
 
加速疫苗创新研发步伐
 
中国国内大多数疫苗企业主要依赖改进型传统品种,处于技术创新的金字塔底部,疫苗产品同质化严重,竞争非常激烈。
 
我国从国家层面到生物医药企业本身都在加大对研发的投入,渴望创新技术及疫苗产品。
 
人体内“T细胞亚型”分布图的研究有助于研究诸如自身免疫疾病及炎症等疾病中各组织的应答机制,从根本上革新了免疫学的疫苗基础理论,对疫苗的设计变得更加科学,迈出从源头上创新疫苗研发的坚实一步。
 
新的治疗性疫苗:T细胞疫苗
 
一种长远的新型T细胞疫苗可能会由于该项研究而产生,即可以通过T细胞的分类和区域分布图,将T细胞分离,然后体外进行病原体的刺激,生成各种记忆性T细胞并分拣出来,作为该病原体的疫苗使用。
 
这种疫苗的研发已经开始,T细胞在这种系统中与抗原递呈细胞及病原体共培养后能被有效免疫激活已经得以证明,但结果尚未发表。当然,这种方法可能需要建立体外组织/器官三维培养系统。
 
另外,这种体外免疫接种还可以鉴定出复杂病原体激活T细胞的抗原信息,解析T细胞活化的内在机制,从而有助于判定T细胞疫苗应用何种类型的佐剂。
 
疫苗设计理念的革新
 
组织特异性的记忆性T细胞执行特定组织的免疫功能是与其在特定组织分布区域化密切相关的。
 
因此,如果能够在激发循环系统T细胞活性的同时,在特定感染组织刺激记忆性T细胞的产生,并维持记忆T细胞的组织特异性的存在,促进/调控区域特异性免疫反应,这种靶向特定组织的预防性/治疗性疫苗最为理想。
 
同时,T细胞分布图谱在年龄、背景和生活方式截然不同的捐赠人群体内的高度相似性暗示靶向组织性T细胞的疫苗可能具有更为广泛的人群保护作用,从而增强疫苗的适用范围。
 
创新疫苗有效性免疫检测方法
 
组织特异性的T细胞在组织定位和功能上表现出特异性,而现在采用的传统的疫苗有效性检定方法是定量分析循环系统中接种疫苗抗原特异性的T细胞反应。
 
CUMC的研究结果明确了人体内驻留组织中的记忆性T细胞分子标记物CD69持续高表达,和循环系统的T细胞不同。
 
因此,传统检测方法无法明确疫苗在特定组织/器官引起的局部免疫反应,疫苗有效性传统免疫检测方法将来可能只能作为其中一个指标,这有待于新的基于病原体感染部位特异性T细胞反应检测方法的建立。
 
令人欣喜的是,该研究证明分泌IL-2的记忆性CD4+ T细胞是人体的主要T细胞亚型。目前的免疫反应IL-2水平检定判定疫苗有效性的方法在一定程度上可以判定推断局部组织的免疫反应。
 
总之,“T细胞分布图”在基础免疫学和疫苗研发应用之间架起了一座桥梁,必将有利于新型疫苗研发进程的推进。
 
《中国科学报》 (2013-01-02 第5版 生物周刊)
 
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