试想一下,一款鼻喷疫苗不仅能让你对新冠、流感病毒产生免疫,还能抵御所有呼吸道疾病,这会是怎样的场景?今日发表于《科学》杂志的一篇论文中,研究人员就研发出了这样一款疫苗。该疫苗在小鼠身上完成的试验显示,其能为小鼠提供至少三个月的保护,抵御多种致病病毒、细菌(包括引发新冠肺炎的新型冠状病毒),甚至还能抑制呼吸道过敏原引发的免疫反应。
本文配图:彩色扫描电子显微镜下,巨噬细胞(紫色)正在吞噬结核分枝杆菌(粉色)。巨噬细胞作为固有免疫系统的 “先锋细胞”,正完成对结核分枝杆菌的吞噬过程。
倘若这项研究能安全有效地在人体上实现转化,这款 “通用疫苗” 或可于每年冬季来临前面向全民接种,甚至有望成为抵御未来大流行病的第一道防线。
美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学的免疫学家巴里・普兰德兰及其研究团队,此前曾对卡介苗展开研究。这款疫苗能为人体提供针对多种疾病的短期保护,其作用原理是激活人体固有免疫系统并维持其激活状态。
作为进化形成的古老防御系统,固有免疫系统的反应范围远比适应性免疫系统广泛。传统疫苗正是利用适应性免疫系统,让负责产生抗体的 B 细胞和 T 细胞识别特定病原体表面的蛋白质。而激活固有免疫系统,还能激发呼吸道上皮细胞的天然抗感染能力 —— 这类细胞正是诸多病原体的主要攻击目标。
双重防御屏障
在这项最新研究中,普兰德兰团队研发的这款通用疫苗以固有免疫系统为靶点,由三种成分构成。其中两种成分为药物,可激活特定受体蛋白,进而唤醒肺部巨噬细胞等固有免疫细胞。
第三种成分则能激活适应性免疫系统中的一类 T 细胞,这类细胞的作用是持续向固有免疫系统发送信号,使其始终保持激活状态。该疫苗中含有一种提取自鸡蛋的免疫原蛋白,在剔除该成分的对照试验中,小鼠体内的免疫力迅速衰退。
研究人员为小鼠接种四剂鼻喷疫苗后发现,小鼠对新型冠状病毒、其他冠状病毒,以及引发特定呼吸道感染的细菌均产生了免疫力。该疫苗还展现出一项全新功效:其激活的免疫通路能抑制尘螨引发超敏反应的机制,进而预防过敏性哮喘。
对疫苗保护机制的分析研究,让普兰德兰团队发现了其构建的 “双重防御屏障”:第一道是黏膜屏障,可阻挡病原体侵入肺部。“这款黏膜疫苗还完成了肺部免疫系统的激活准备,” 普兰德兰说,“即便有少量病原体突破第一道屏障,肺部免疫系统也能以极快的速度启动病原体特异性免疫反应,将其清除。”
桥梁疫苗
“这篇论文的研究成果令人惊艳,也让人倍感振奋,实验数据的结论十分明确。” 美国康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的免疫生物学家明石明子评价道,“如果能在人体上验证其效果,那将是一项里程碑式的突破。”
加拿大汉密尔顿市麦克马斯特大学的免疫学家邢周表示,熟悉近十年黏膜疫苗研究进展的科研人员,对这一研究结果并不会感到意外。“我们将其称为‘桥梁疫苗’,” 他说,其核心原理就是借助固有免疫系统,实现对病原体的广谱防护。
不过明石明子和邢周均提醒,将小鼠试验中展现的效果转化为适用于人类的临床疗法,并非易事。邢周担忧,若缺乏先进的气溶胶递送技术,这款鼻喷疫苗在人体中可能无法抵达肺部,也就无法激活相关免疫通路 —— 小鼠的体型较小,鼻喷制剂和病原体都能轻易进入其肺部。他还指出,若该疫苗需要接种四剂才能起效,其大规模推广应用也将面临现实难题。
此外,该疫苗的作用原理是让免疫系统始终处于高度警戒状态,这也可能带来潜在的副作用。“在人体试验中,我们必须极其谨慎地评估这款疫苗的成本效益比。” 普兰德兰说。
普兰德兰预计,若在首轮剂量递增安全性试验中未发现任何问题,后续将开展人工感染对照试验。简单来说,就是为志愿者接种疫苗一段时间后,让其刻意接触流感病毒等病原体,以此验证疫苗的保护效果。
一旦人体试验证实疫苗有效,一种全新的预防医学手段或将就此诞生。“小鼠试验为我们提供了理论框架,也验证了这款疫苗的作用机制,” 普兰德兰说,“但说到底,实践是检验真理的唯一标准,这款疫苗的真正价值,还要看它在人体中的表现。”
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