重磅突破!疫苗免疫能“测寿命”?斯坦福科学家找到关键答案!

文摘   2025-01-03 10:21   上海  

为何有些疫苗的保护效力可持续数十年,而有些疫苗的抗体却在几个月内消失? 斯坦福大学医学中心领衔的一项研究给出了新的答案:一种意想不到的血细胞类型——巨核细胞(megakaryocytes),可能在疫苗持久免疫力的形成中扮演了关键角色。

研究结果近日发表在《Nature Immunology》期刊上,这一突破为未来的个性化疫苗接种策略快速疫苗耐久性预测工具铺平了道路。


🔬 为什么不同疫苗的免疫持久性不同?

例如,儿童在5岁时接种的麻疹-腮腺炎-风疹(MMR)疫苗,通常能提供终身免疫保护。然而,每年接种的流感疫苗,其保护效力往往在几个月内下降。这种差异长期以来困扰着疫苗科学家们。

斯坦福大学Pulendran教授团队的最新研究发现,血小板中携带的RNA分子可以反映出人体对疫苗的长期免疫反应能力,而这些RNA分子正是来源于骨髓中的巨核细胞

巨核细胞是什么?
巨核细胞是骨髓中产生血小板的大型细胞,主要功能是生成血小板来帮助止血。然而,研究人员发现,巨核细胞也会释放支持抗体生成的关键分子,从而影响疫苗免疫的持久性


🧪 如何发现“免疫持久性分子特征”?

Pulendran团队首先研究了一种H5N1禽流感实验疫苗,并在50名健康志愿者中测试了疫苗与免疫佐剂(adjuvant)的不同组合对抗体反应的影响。

研究人员在接种疫苗后的100天内收集了多次血样,分析了样本中的基因表达、蛋白质水平和抗体反应。利用机器学习算法,他们发现了一种分子特征(molecular signature),可以在接种疫苗几天后预测抗体的长期反应强度。

关键发现是,血小板中的RNA分子与长期抗体水平显著相关。这些RNA分子反映了骨髓中巨核细胞的活动状态。


🧩 巨核细胞如何“保养”抗体生成细胞?

为了验证巨核细胞的作用,研究团队对小鼠进行了实验。结果显示,注射促进巨核细胞活化的药物(如促血小板生成素Thrombopoietin)后,小鼠的抗体水平提高了6倍,且抗体持续时间更长。

进一步的实验表明,巨核细胞能够释放支持抗体生成细胞(浆细胞)的存活分子,从而延长抗体的有效期。

换句话说,巨核细胞不仅生成血小板,还可能在骨髓中为浆细胞提供“滋养环境”,延长抗体的存活时间。


📊 是否适用于其他疫苗?

研究团队还分析了244名志愿者7种疫苗的反应数据,包括:

  • 流感疫苗

  • 黄热病疫苗

  • 疟疾疫苗

  • COVID-19疫苗

结果显示,不同疫苗的抗体持久性与血小板RNA分子水平之间存在相同的关联。这表明,巨核细胞的活化是影响多种疫苗持久性的共性机制


🧬 未来的疫苗研究方向:个性化和精准预测

Pulendran团队计划进一步探索,为什么某些疫苗能更有效地激活巨核细胞,并研发基于分子特征的免疫持久性预测工具

Pulendran教授表示,未来可以开发类似于PCR检测的疫苗芯片,在疫苗接种后几天内,通过检测血液中的基因表达水平,预测接种者的抗体持续时间

这项技术有望用于加速疫苗临床试验,缩短疫苗免疫持久性的评估时间。此外,它还能帮助制定个性化的疫苗接种方案,为每个人提供最佳的加强针接种时机


📌 研究意义

  1. 加速疫苗研发: 利用分子特征预测疫苗的长期效果,减少传统临床试验的时间成本。

  2. 个性化接种策略: 未来或可通过血液检测,定制个人的疫苗接种和加强针计划。

  3. 优化疫苗设计: 针对巨核细胞活化机制开发新型疫苗,提升疫苗的持久性。



💡 小结

这项研究揭示了疫苗免疫持久性的核心机制,即巨核细胞的活化水平。未来的疫苗接种或许不再是“一刀切”,而是基于个体基因特征的精准接种

随着疫苗科学的发展,我们将进入一个更高效、更个性化的疫苗接种时代

参考来源:
https://www.nature.com/articles/s41590-024-02036-z
https://news.stonybrook.edu/university/cs-professor-to-lead-ai-innovation-in-11m-arpa-h-vaccine-research-initiative/

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