試想一下,一款鼻噴疫苗不僅能讓你對新冠、流感病毒產生免疫,還能抵御所有呼吸道疾病,這會是怎樣的場景?今日發表于《科學》雜志的一篇論文中,研究人員就研發出了這樣一款疫苗。該疫苗在小鼠身上完成的試驗顯示,其能為小鼠提供至少三個月的保護,抵御多種致病病毒、細菌(包括引發新冠肺炎的新型冠狀病毒),甚至還能抑制呼吸道過敏原引發的免疫反應。
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本文配圖:彩色掃描電子顯微鏡下,巨噬細胞(紫色)正在吞噬結核分枝桿菌(粉色)。巨噬細胞作為固有免疫系統的 “先鋒細胞”,正完成對結核分枝桿菌的吞噬過程。
倘若這項研究能安全有效地在人體上實現轉化,這款 “通用疫苗” 或可于每年冬季來臨前面向全民接種,甚至有望成為抵御未來大流行病的第一道防線。
美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學的免疫學家巴里?普蘭德蘭及其研究團隊,此前曾對卡介苗展開研究。這款疫苗能為人體提供針對多種疾病的短期保護,其作用原理是激活人體固有免疫系統并維持其激活狀態。
作為進化形成的古老防御系統,固有免疫系統的反應范圍遠比適應性免疫系統廣泛。傳統疫苗正是利用適應性免疫系統,讓負責產生抗體的 B 細胞和 T 細胞識別特定病原體表面的蛋白質。而激活固有免疫系統,還能激發呼吸道上皮細胞的天然抗感染能力 —— 這類細胞正是諸多病原體的主要攻擊目標。
雙重防御屏障
在這項最新研究中,普蘭德蘭團隊研發的這款通用疫苗以固有免疫系統為靶點,由三種成分構成。其中兩種成分為藥物,可激活特定受體蛋白,進而喚醒肺部巨噬細胞等固有免疫細胞。
第三種成分則能激活適應性免疫系統中的一類 T 細胞,這類細胞的作用是持續向固有免疫系統發送信號,使其始終保持激活狀態。該疫苗中含有一種提取自雞蛋的免疫原蛋白,在剔除該成分的對照試驗中,小鼠體內的免疫力迅速衰退。
研究人員為小鼠接種四劑鼻噴疫苗后發現,小鼠對新型冠狀病毒、其他冠狀病毒,以及引發特定呼吸道感染的細菌均產生了免疫力。該疫苗還展現出一項全新功效:其激活的免疫通路能抑制塵螨引發超敏反應的機制,進而預防過敏性哮喘。
對疫苗保護機制的分析研究,讓普蘭德蘭團隊發現了其構建的 “雙重防御屏障”:第一道是黏膜屏障,可阻擋病原體侵入肺部。“這款黏膜疫苗還完成了肺部免疫系統的激活準備,” 普蘭德蘭說,“即便有少量病原體突破第一道屏障,肺部免疫系統也能以極快的速度啟動病原體特異性免疫反應,將其清除。”
橋梁疫苗
“這篇論文的研究成果令人驚艷,也讓人倍感振奮,實驗數據的結論十分明確。” 美國康涅狄格州紐黑文市耶魯大學的免疫生物學家明石明子評價道,“如果能在人體上驗證其效果,那將是一項里程碑式的突破。”
加拿大漢密爾頓市麥克馬斯特大學的免疫學家邢周表示,熟悉近十年黏膜疫苗研究進展的科研人員,對這一研究結果并不會感到意外。“我們將其稱為‘橋梁疫苗’,” 他說,其核心原理就是借助固有免疫系統,實現對病原體的廣譜防護。
不過明石明子和邢周均提醒,將小鼠試驗中展現的效果轉化為適用于人類的臨床療法,并非易事。邢周擔憂,若缺乏先進的氣溶膠遞送技術,這款鼻噴疫苗在人體中可能無法抵達肺部,也就無法激活相關免疫通路 —— 小鼠的體型較小,鼻噴制劑和病原體都能輕易進入其肺部。他還指出,若該疫苗需要接種四劑才能起效,其大規模推廣應用也將面臨現實難題。
此外,該疫苗的作用原理是讓免疫系統始終處于高度警戒狀態,這也可能帶來潛在的副作用。“在人體試驗中,我們必須極其謹慎地評估這款疫苗的成本效益比。” 普蘭德蘭說。
普蘭德蘭預計,若在首輪劑量遞增安全性試驗中未發現任何問題,后續將開展人工感染對照試驗。簡單來說,就是為志愿者接種疫苗一段時間后,讓其刻意接觸流感病毒等病原體,以此驗證疫苗的保護效果。
一旦人體試驗證實疫苗有效,一種全新的預防醫學手段或將就此誕生。“小鼠試驗為我們提供了理論框架,也驗證了這款疫苗的作用機制,” 普蘭德蘭說,“但說到底,實踐是檢驗真理的唯一標準,這款疫苗的真正價值,還要看它在人體中的表現。”
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