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宾夕法尼亚大学兽医学院和宾夕法尼亚大学医学院的研究人员对 mRNA 疫苗进行了修改,使其包含细胞因子 IL-12 并改善 T 细胞反应,从而可以提高人体抵抗感染的能力。
关键要点:
在 mRNA 疫苗中添加 IL-12(一种由各种免疫细胞产生的细胞因子)可改善 T 细胞反应
这可以使疫苗的益处持续更长时间
这也是降低癌症风险的一种有希望的方法
为了研制出能够更好地帮助人体免疫系统抵抗疾病的疫苗,科学家们一直在寻找更多工具来充实他们的“武器库”。疫苗产生的强烈抗体反应提供了重要的第一轮防御,但“你总是需要有一个备用方案,”生物医学研究生Emily A. Aunins说道,她认为病毒会变异以逃避在人群中广泛传播的抗体反应。然而,T细胞在人与人之间存在较大差异,它们仍然能够对再次感染和变异病毒做出反应。
但科学家们也在持续探索改善T细胞反应的方法,以便疫苗的益处能够持续更长时间。其中一种方法是使用佐剂,即能够增强治疗效果的物质。在一项新的研究中,来自兽医学院、佩雷尔曼医学院和费城儿童医院的研究人员测试了在小鼠疫苗中添加白细胞介素-12 (IL-12)(一种由各种免疫细胞产生的细胞因子或蛋白质)的效果。
他们发现,这种疗法增强了CD8+ T细胞(一种通过杀死有害细胞来辅助人体免疫反应的白细胞)对SARS-CoV-2和流感病毒的应答,并提高了对黑色素瘤和李斯特菌感染的保护作用。他们的研究结果发表在《科学免疫学》杂志上。
IL-12 是人体在应对多种感染时自然产生的,研究人员已利用 IL-12 作为疫苗佐剂来增强对寄生虫、病毒和细菌感染的免疫力。
设计能够诱导CD8+ T细胞产生强烈反应的疫苗历来是一项挑战。但宾夕法尼亚大学兽医学院教授、该论文的资深作者克里斯托弗·A·亨特(Christopher A. Hunter)表示,mRNA疫苗改变了这一局面。过去四年的数据显示,那些通过基于mRNA的新冠疫苗产生强烈T细胞反应的人,发生突破性感染或住院的可能性更低。
IL-12 mRNA 疫苗的一个实用方面“是能够减少疫苗的注射频率和剂量。任何能够减少注射频率和剂量相关不良事件的方法都是有益的,因此这让我们可以将其视为一种策略,”Hunter 实验室的研究员、Aunins 的共同第一作者 Anthony T. Phan 说道。Phan 补充说,该团队关于细胞因子生物学的研究成果可以为肿瘤治疗以及保护肠道或肺部的靶向疫苗提供信息。
“细胞因子mRNA显然是一种很有前景且巧妙的方法,可以增强针对癌症和癌前病变的免疫刺激,”艾布拉姆森癌症中心巴瑟癌症拦截研究所所长Susan M. Domchek说道,该研究所为这项研究提供了资金。“我们希望这项技术能够尽快应用于临床,造福癌症患者和高危人群。”
亨特说,这项研究的成果得益于他的实验室对细胞因子生物学的兴趣以及潘对 CD8+ T 细胞的特殊兴趣;2023 年诺贝尔奖获得者、宾夕法尼亚大学 RNA 创新研究所所长德鲁·魏斯曼在疫苗开发方面的工作;以及宾夕法尼亚大学医学院助理教授穆罕默德·加布里埃尔·阿拉梅在纳米颗粒设计、生产和针对细菌病原体的疫苗开发方面的专业知识。
“这就是你来到大学的原因,这样你就能遇到平时不常接触的人,找到共同的兴趣爱好,”亨特说。阿拉梅在校园里认识了亨特和潘,他说他很快意识到,将基于细胞因子的免疫调节与材料工程相结合,是定制疫苗反应的最佳途径。
美国国立卫生研究院辅助发现计划的支持也使这项工作成为可能。
Aunins 表示,该论文还“为未来探索合理设计的 mRNA 疫苗佐剂铺平了道路,充分利用了数十年的细胞因子生物学研究成果”。例如,该团队正在继续研究其他可能用于调节免疫反应的细胞因子 mRNA 的影响。此外,Phan 表示,Weissman 感兴趣的是了解 IL-12 是否可以改善 HIV 候选疫苗的效果,而他与宾夕法尼亚大学医学院的Scott Hensley正在进行的研究则专注于将这种方法应用于跨物种禽流感疫苗。
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