为什么没有葡萄球菌疫苗

为什么没有葡萄球菌疫苗

我们需要葡萄球菌疫苗:这就是为什么我们没有葡萄球菌疫苗的原因
We need a staph vaccine: Here’s why we don’t have one
We need a staph vaccine: here's why we don't have one
这张图显示了SA(金色球体)和各种抗原和抗体。显性抗原(紫色)导致 SA 产生非保护性抗体(红色,尖端为紫色)。这些非保护性抗体优于来自疫苗接种的抗体(绿色和紫色尖端)。针对次显性抗原(蓝色)的疫苗可以帮助产生更多的保护性抗体(绿色和蓝色尖端),使疫苗更有效。图片来源:JR Caldera / UC San Diego Health Sciences

金黄色葡萄球菌 (SA) 是一种极其常见的细菌感染;大约 30% 的人的鼻子里有 SA 菌落。SA 通常是无害的,但它也是医院获得性和社区相关感染的主要原因。

SA疫苗将改变公共卫生的游戏规则,但几十年来,尽管在小鼠中进行了成功的临床前研究,但所有SA候选疫苗在临床试验中都失败了。加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员终于解释了原因。

在 2024 年 1 月 16 日发表在《细胞报告医学》上的一项新研究中,他们测试了一项新假设,即 SA 细菌在首次定植或感染人类时可以诱使身体释放非保护性抗体。当个体稍后接种疫苗时,这些非保护性抗体被优先召回,使疫苗无效。

SA与人类有着独特的关系。虽然它会导致许多危险的健康并发症,包括伤口和血液感染,但这种细菌也是健康人类微生物组的正常部分,它和平地生活在鼻子和皮肤上。

“SA已经与人类相处了很长时间,所以它已经学会了如何成为兼职共生体,兼职致命病原体,”资深作者、加州大学圣地亚哥分校医学院儿科教授George Liu博士说。“如果我们要开发针对SA的有效疫苗,我们需要了解并克服它用来维持这种生活方式的策略。

免疫系统会释放保护性抗体,以响应它怀疑是外来的分子,称为抗原。然后,这些抗体被保存在免疫系统的记忆中,因此下次免疫系统遇到相同的抗原时,它通常会回忆起其早期的免疫反应,而不是发起全新的攻击。

“这是一个有效的系统,可以对病原体提供长期保护,但只有当对病原体的初始免疫反应实际上是保护性的时,它才起作用,”共同主要作者JR Caldera博士说,他在Liu实验室完成了博士研究。

“SA的不同之处在于,细菌本身从遇到我们的那一刻起就有逃避免疫系统的方法,而这些逃避策略只有通过接种疫苗才能得到加强。

虽然SA疫苗在临床试验中单方面失败,但它们在小鼠的临床前研究中通常表现良好。为了弄清楚为什么会这样,研究人员收集了健康志愿者的血清,量化和纯化了样本中存在的抗SA抗体。然后,他们将这些抗体转移到小鼠身上,以探索它们对SA的保护作用,以及它们如何影响几种经过临床测试的SA候选疫苗的功效。

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这张图文摘要显示了研究人员用来研究对SA疫苗接种的免疫反应的实验方法。靶向次显性抗原(例如细菌产生的毒素)的疫苗比靶向显性抗原的疫苗具有更多的保护作用。图片来源:加州大学圣地亚哥分校健康科学

研究人员发现,这些疫苗对给予人类抗SA抗体的小鼠以及先前暴露于SA的小鼠无效。然而,在从未接触过SA或人类抗体的小鼠中,疫苗起作用了。

与之前对SA疫苗的小鼠研究不同,研究人员的结果与失败的临床试验的结果一致,这表明他们的实验模型可以帮助预测SA疫苗的临床成功,而它们仍在临床前小鼠研究中进行测试。

此外,他们发现特异性抗体是他们观察到的效果的罪魁祸首。攻击SA细菌细胞壁的抗体是当前大多数SA疫苗的基础,并不能保护小鼠免受SA的侵害。相比之下,靶向SA产生的毒素的抗体能够成功中和它们。

“一种病原体可以有许多不同的抗原,免疫系统会做出反应,但就哪种抗原占主导地位而言,存在一个等级制度,”共同主要作者Chih Ming Tsai博士说,他是Liu实验室的项目科学家。但是我们的研究结果表明,对于SA来说,规则是不同的,靶向所谓的亚显性抗原更有利,这首先引发了弱免疫反应。

除了探索未来SA疫苗靶向新抗原的可能性外,研究人员还有兴趣探索更深层次的问题:为什么人类对这种细菌的自然免疫反应一开始就如此无效?

“不知何故,SA能够欺骗我们的免疫系统,并弄清楚如何帮助我们改进现有的SA疫苗并开发新的疫苗,”刘说。“更广泛地说,这些发现提出了一种重新评估失败疫苗的全新方法,其影响可能远远超出这种细菌。

该研究的合著者包括加州大学圣地亚哥分校的Desmond Trieu,Cesia Gonzalez,Irshad A. Hajam,Xin Du和Brian Lin。

更多信息:等人,预先存在的体液印记的特征决定了金黄色葡萄球菌疫苗的功效并支持替代疫苗方法,Cell Reports Medicine (2024)。DOI: 10.1016/j.xcrm.2023.101360.www.cell.com/cell-reports-medi……2666-3791(23)00577-3

期刊信息:Cell Reports Medicine
由加州大学圣地亚哥分校提供

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