交叉反应性T细胞可为麻疹、尼帕病毒的广谱疫苗或治疗方案研发指明方向

麻疹病毒示意图


麻疹病毒示意图 [Kateryna Kon/科学图片库/盖蒂图片社]

T细胞是免疫系统最重要的效应细胞之一,可抑制肿瘤生长、抵御重症感染。美国拉霍亚免疫学研究所(LJI)的科学家近期发表的一项研究,阐明了T细胞靶向副黏病毒科(包含麻疹病毒、尼帕病毒的病毒类群)的作用机制。

副黏病毒科病原体具有大流行潜在风险:麻疹病毒传染性极强,尼帕病毒则病死率极高。这项新研究揭示了利用T细胞挽救生命的可行路径。由亚历山德罗·塞特(Alessandro Sette)博士领导的团队系统绘制了尼帕病毒与麻疹病毒的人源CD4⁺T细胞表位图谱,并分析了已接种麻腮风(MMR)疫苗(可预防麻疹、副黏病毒科的腮腺炎,以及风疹)且未接触过尼帕病毒的供体来源T细胞。实验结果显示,这两种副黏病毒存在共同的保守T细胞表位区域(CTER),交叉反应性T细胞可同时识别多种副黏病毒。

研究人员发现,无需针对单一病毒逐一研发疫苗,激活这类交叉反应性T细胞即可实现对整个副黏病毒科的广谱防护,这种防护能力在未知下一次暴发病毒种类时尤为关键。

该发现可为新型疫苗与治疗手段的研发提供指导,以在麻疹、尼帕病毒及其他副黏病毒感染进展为重症前阻断病程。“正如近期安第斯汉坦病毒暴发案例所示,我们无法预知下一次疫情会由哪种特定病毒或毒株引发。”塞特表示。

塞特团队的研究成果发表于《细胞报告·医学》(Cell Reports Medicine),论文题为《作为副黏病毒科原型的尼帕病毒与麻疹病毒人源CD4⁺T细胞表位全面绘制》,结论指出:“总体而言,上述发现支持以下理念:基于保守T细胞表位区域的免疫原设计,既可拓宽防护覆盖范围,又可策略性利用人群现有预存免疫,同时可与基于中和抗体的疫苗策略形成互补。”

拉霍亚免疫学研究所亚历山德罗·塞特教授


拉霍亚免疫学研究所亚历山德罗·塞特教授 [拉霍亚免疫学研究所]

副黏病毒科(Paramyxoviridae)包含麻疹病毒与尼帕病毒,作者在文中写道,该科“存在大量影响全球人类健康的病毒”,“解析机体针对这类病毒的适应性免疫应答,对于明确宿主-病原体互作特征、评估疫苗效力至关重要。”

作为适应性免疫系统的组成部分,T细胞可习得靶向特定威胁的能力:某一T细胞可应答流感病毒感染,但不会对疟原虫感染产生应答,该功能的基础是T细胞可识别病原体表面的特异性表位。通常而言,不同病原体的T细胞表位序列差异极大。

拉霍亚免疫学研究所助理研究教授阿尔巴·格里福尼


拉霍亚免疫学研究所助理研究教授阿尔巴·格里福尼博士 [拉霍亚免疫学研究所]

但同科病毒可能保留部分“保守”特征,在病毒科内部进化中基本不变。拉霍亚免疫学研究所的科学家已证实,只要不同病毒携带相似表位,部分T细胞即可对这些病毒产生交叉反应。在新冠疫情期间的一系列里程碑研究中,塞特、格里福尼、助理教授丹妮拉·魏斯科普夫(Daniela Weiskopf)博士、兼首席科学官沙恩·克罗蒂(Shane Crotty)博士证实,交叉反应性T细胞可识别不同冠状病毒的家族相似性:既往感染过普通感冒冠状病毒的人群,体内可能已存在预活化的T细胞,可识别新冠病毒(SARS-CoV-2)。

近期,塞特与格里福尼证实,交叉反应性T细胞可为致死性拉沙病毒及整个沙粒病毒科提供广谱防护。该研究提示,未来的疫苗与治疗手段可激活这类交叉反应性T细胞,一次性实现对多种高致病性病毒的防护,多项研究均表明交叉反应性T细胞是阻断新发病毒传播的核心靶点。

麻疹是全球公共卫生威胁,尽管已有有效疫苗,作者援引数据显示2023年全球预估麻疹感染病例超1000万。“由于麻疹感染会诱导免疫抑制,引发继发性感染,麻疹目前仍是儿童发病与死亡的主要原因之一。”研究人员指出。东南亚地区人群还需警惕另一种相关副黏病毒威胁——由蝙蝠传播的尼帕病毒。尼帕病毒感染病例罕见,但致死性极强:“尼帕病毒是另一类受关注的副黏病毒,其病死率高,通常由致死性脑炎导致。”研究人员写道。尼帕病毒的病死率达40%~75%,远高于麻疹。“尼帕病毒暴发正愈发频繁,尤其是在马来西亚地区。”格里福尼表示。

这项新研究表明,交叉反应性T细胞或是对抗高致病性副黏病毒科的理想武器。科学家与拉霍亚免疫学研究所约翰与苏珊·梅杰临床研究中心合作,收集并分析了31名已接种麻腮风疫苗的受试者的血液T细胞,这些受试者体内已存在可对抗麻疹感染的预存T细胞。

拉霍亚免疫学研究所博士后研究员艾莉森·塔克(Alison Tarke)博士、高级家里是高级科学家里卡多·达席尔瓦·安图内斯(Ricardo Da Silva Antunes)博士主导了麻疹病毒T细胞表位的绘制实验。这些发现本身就具有重要意义:“尽管麻疹研究历史悠久,且已有上市疫苗,但学界对麻疹疫苗诱导的特异性T细胞应答的认知仍十分有限。”塞特解释道。

塔克及其团队随后测试了这些麻疹特异性T细胞对尼帕病毒的反应。血液检测确认所有受试者从未感染过尼帕病毒,但研究发现,抗麻疹的T细胞可产生交叉反应,同时识别尼帕病毒,证实两种病毒存在共同的保守T细胞表位区域。“将免疫应答聚焦于这些保守区域,可为整个病毒科提供广泛的防护能力。”塞特表示。

这项新研究首次绘制了尼帕病毒的T细胞表位图谱,研究人员成功锁定了两种病毒共有的特异性表位:病毒融合蛋白(F蛋白)的一段区域,大量交叉反应性T细胞均靶向这一相对较小的保守病毒结构。“研究结果显示,若个体接种过麻疹疫苗,其体内的T细胞将对尼帕病毒具有一定程度的交叉反应性。”塞特表示,“这提示在尼帕病毒暴发期间,可为人群接种麻疹疫苗,这种交叉反应性或可为接种者提供一定防护获益。”

作者进一步指出:“基于上述发现,目前多数尼帕候选疫苗主要聚焦于筛选可最大化诱导中和抗体应答的全蛋白抗原(尤其是F糖蛋白与G糖蛋白),可通过整合保守T细胞表位区域对其进行优化。”格里福尼补充道:“当未知下一次会遭遇哪种病原体时,激活T细胞可成为第一道防线。”

研究团队在论文中总结道:“对于靶向尼帕病毒或其他副黏病毒的疫苗策略而言,聚焦保守T细胞表位区域(尤其是与麻疹、腮腺炎病毒共享的区域)的预期获益之一是,在麻腮风疫苗接种覆盖率高的人群中,可活化预存的交叉反应性记忆T细胞应答。”


专业注释

  1. 副黏病毒科:单股负链包膜RNA病毒科,多具呼吸道传播特性
  2. 保守T细胞表位区域:病毒进化中高度保守、可被T细胞识别的蛋白区段
  3. 麻腮风(MMR)疫苗:麻疹-腮腺炎-风疹联合减毒活疫苗

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