《Immunity》斯坦福大学用mRNA疫苗击败了感染

时间:2023年3月30日
来源:Immunity

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斯坦福大学医学研究人员已经证明,先前的SARS-CoV-2感染会降低杀伤T细胞对疫苗接种的反应。这些细胞是清除体内病毒的关键。

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T细胞比抗体更难测量,但它们在对抗病原体方面发挥着至关重要的作用。斯坦福大学医学研究人员发现,辉瑞/BioNTech针对COVID-19的mRNA疫苗在加速被称为杀伤T细胞的关键免疫细胞来对抗导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的未来感染方面比自然感染要好得多。

科学家们还在《Immunity》杂志在线发表的一项研究中表明,在接种前被SARS-CoV-2感染,会降低疫苗刺激针对SARS-CoV-2的杀伤T细胞增殖和激活的特殊能力。他们的发现表明,那些希望避免与COVID-19相关的多种健康风险的人,最好在感染这种疾病之前接种疫苗。

好消息是,在感染COVID-19后接种疫苗确实在一定程度上提高了这种受SARS-CoV-2感染损伤的杀伤T细胞群的数量和战备状态,只是没有在感染之前接种疫苗那么多。微生物学和免疫学教授、霍华德休斯医学研究所研究员Mark Davis博士表示,尽管这项研究没有直接证明,但在COVID-19发作后,杀伤T细胞的打击能力减弱,可能会导致免疫系统对新的SARS-CoV-2攻击的反应减弱,增加了病毒在被忽视的感染细胞中持续存在的几率,并可能导致长冠状病毒的发展。共同的主要作者是博士后学者Vamsee Mallajosyula博士和Fei Gao博士。

抗体是一种免疫生成的蛋白质,可以阻止病毒进入我们的细胞并引发感染,与之相反,杀手T细胞在我们身体的组织中漫游,检查细胞表面的传染性病原体痕迹,并杀死受感染的细胞。一个特定的杀手T细胞只对其中的一种线索有反应,或者最多对少数几种。原则上,它只攻击一种病原体。

虽然人体庞大的杀伤T细胞库通常包含大量识别病原体的各种特征的细胞,但这个庞大的杀伤T细胞库中的绝大多数细胞仍然保持轻松。因此,被一种特定的病毒感染不会对天底下的每一种微生物入侵者产生彻底的免疫反应。

如果由于某种原因,杀手T细胞数量不够多,或者没有被充分激活,那么避开人体抗体防御并在细胞内建立滩头阵地的病毒就有了额外的时间来占领细胞的生产机制,迫使细胞产生大量的病毒副本,并将其后代发送出去入侵其他细胞。

研究疫苗

在辉瑞生物科技公司设计的COVID-19疫苗上市后不久,斯坦福大学免疫、移植和感染研究所主任Davis和他的同事们开始确定它的工作原理。(没有对Moderna疫苗进行等效分析。)

 

大多数关于疫苗功效的研究都集中在这些产品产生抗体的能力上,抗体的感染阻断效果可以在实验室的玻璃器皿中相对容易地测量。T细胞已被证明更难研究。Davis在过去的几十年里一直是杀伤T细胞及其表亲辅助T细胞研究的先驱,他通过设计和支持更好的方法来监测它们与目标之间更复杂和更微妙的相互作用,从而推进了他们的分析。辅助T细胞在本质上比杀伤T细胞更具有管理性,有助于诱导另一种称为B细胞的免疫细胞产生抗体。

Davis指出,T细胞识别抗原的方式不同于抗体识别抗原的方式,这使得T细胞比抗体更不容易被病毒序列(毒株变异)的微小突变所欺骗和击败。在这项新研究中,Davis和他的同事们使用了由Davis实验室的Mallajosyula首创的最先进技术,使他们能够精确测量专门针对SARS-CoV-2感染细胞的杀伤T细胞水平的变化。研究人员分析了三类研究参与者的血液样本:之前没有感染过SARS-CoV-2的人,他们正在接种第一剂和第二剂新的mRNA疫苗,未接种COVID-19患者,以及那些接种了疫苗的人,他们之前感染过病毒,但现在已经康复了——至少显然是这样。

研究人员监测了这些人体内专门针对SARS-CoV-2的杀伤T细胞的增殖和激活,从他们第一次接种疫苗的那天开始,或者在未接种疫苗的COVID-19患者中,从他们出现症状的第一天开始,在几个时间点抽血。未受感染的疫苗接受者的SARS-CoV-2靶向杀伤T细胞水平增加了60倍以上。在第一次注射六周后,每五个杀手T细胞中就有一个是SARS-CoV-2特异性的。

COVID-19患者表现出更黯淡的结果:他们的SARS-CoV-2特异性杀伤T细胞总数的平均水平不到无感染疫苗的十分之一——尽管疫苗只含有病毒的一部分(所谓的SARS-CoV-2用来锁定细胞的刺突蛋白),而实际病毒的感染可以产生对多种成分的杀伤T细胞反应。

康复的COVID-19患者对疫苗接种的SARS-CoV-2特异性反应也落后于从未感染过的参与者。在第二剂两剂mrna疫苗方案的三周后,在先前感染的疫苗接种者的血液中,靶向SARS-CoV-2的杀伤T细胞的流行程度不到同一时间点从未感染疫苗接种者血液中的七分之一。此外,由于这些细胞分泌的信号物质,与从未感染疫苗的接受者相比,先前感染的细胞似乎不那么好战。

辅助性T细胞没有受到之前SARS-CoV-2感染的强烈影响。与杀手T细胞的攻击行为相反,这些细胞更多地扮演着管理角色。这包括鼓励其他称为B细胞的免疫细胞产生抗体。

Davis说,前SARS-CoV-2患者再次感染时产生的抗体仍然强劲。

他说:“但抗体大多只能阻断感染——它们无法根除已建立的感染,只有杀伤性T细胞能做到这一点。我们认为,感染引起的功能性杀伤T细胞的短缺可能是导致长冠病毒的一个因素,因为这些受损的杀伤T细胞群并不能充分消除所有受感染的细胞,而且它们在试图这样做时已经精疲力竭。”


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