控制免疫记忆的分子机制

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    [生物通讯]爱荷华大学的一项新研究向免疫系统如何应答感染的旧理论发起了挑战，新发现将对提高疫苗效用产生深远影响。有关研究发表在6月3日《自然免疫学》（Nature Immunology）的网络版上。

    免疫系统记忆曾击退的感染、从而快速有效应答感染二次袭击的能力，是疫苗接种策略的基础。这种免疫记忆是一系列复杂的分子互作的结果，爱荷华大学的微生物学副教授John Harty博士说。

    感染或接种疫苗之前，免疫系统含有各种大量的未成熟T细胞。大量的T细胞又由数千T细胞亚群组成，每一亚群能够识别不同的病原体，如细菌和病毒等。当免疫系统遭遇某一类型感染时，识别此类感染的T细胞群就迅速启动。经过几天时间的扩充，这个小T细胞群从几千个细胞扩充到几百万个细胞，然后走向成熟，发育出抵御感染的能力。最后，会有90％左右的T细胞“战死”，剩下的10％作为记忆细胞终生保留在机体内，已备感染的再次进攻。

    Harty解释说，T细胞数目的缩减非常重要，因为它设定了记忆水平。T细胞减少还防止了只对一种感染特异的T细胞占据免疫系统，阻碍系统对新感染的应答。免疫学教科书上写的是，T细胞减少发生于感染清除之时，这表明免疫系统“感知”到这种变化，并据此做出了反应。但Harty的研究结果与此观点恰恰相反，他的研究表明T细胞应答的缩减与感染的清除无关。

    爱荷华大学的研究人员检查了小鼠感染时体内T细胞减少的时间和速率。他们采取不同策略更改感染持续时间。其中一项实验对感染细菌的小鼠施以抗生素以人工缩短感染持续时间。另一项试验则利用遗传修饰后无法清除病毒感染的小鼠以延长感染持续时间。两项实验中，T细胞的死亡阶段都以同样的模式、按照同样的时间表进行。这表明，T细胞缩减与感染是否存在无关。细菌感染和病毒感染实验的结果都是如此。

    Harty解释说，T细胞缩减的进行是早就注定的，这一发现对于改进疫苗设计策略具有重要意义。

    我们研究的免疫应答是一个长期而复杂的过程，免疫细胞要经历多个阶段，他解释说。但这些阶段似乎一开始就完全预定了；T细胞从扩充到最后缩减至记忆水平，所有发展进程似乎在它们知晓与感染决战的结果前就已经安排好了。如果能够找到最优化进程伊始的阶段的方法，研究人员就能够提高疫苗的效力。

    疫苗实质上就是哄骗免疫系统相信自身受到感染，这样它就会记住这次感染。产生记忆细胞群是疫苗接种的目标；这些细胞为再次感染提供保护。记忆细胞数量与机体能够得到的保护程度有着直接的联系。因此，效用低的疫苗只能引起T细胞的小量扩充。

    Harty解释说，当只有这小扩充量T细胞群的10％作为记忆细胞幸存下来时，其数量就不足以抵御疾病或提供长期保护。而如果能够提高扩充群幸存下来的记忆细胞数量的百分比，那么就可以使第一次接种作用时间更长，效果更佳。尽管疫苗设计的原则是尽可能保证安全性，但仍然存在讨厌甚至危险的副作用。因此，减少产生免疫力所需的疫苗接种次数将会非常有利。

    虽然T细胞原始扩充的大小直接影响着后来记忆细胞的数量，但研究人员发现，T细胞死亡的时间和速率却不受T细胞原始扩充的影响。

    因此，研究小组研究了控制T细胞扩充数量的可能影响因素。他们发现，扩充取决于最初的感染。如果免疫系统受到大剂量细菌或病毒的挑战，那么扩充阶段就会产生大量的T细胞群。

    T细胞缩减的幅度还取决于免疫系统面对的病原体数量。免疫系统应答过程的这一面称为抗原呈递，它很难具体计数。研究人员发明一种可以精确检测抗原呈递的灵敏方法，该方法证明，感染水平与向免疫系统呈递的抗原数量有关。

    Harty表示，虽然他们的研究属于研究T细胞应答的调控机制的基础科学，但他希望研究能够为提高由疫苗效力助一臂之力。

    除Harty外，研究小组成员还包括爱荷华大学的博士后研究人员Vladimir Badovinac博士、以及免疫学学科交叉项目的研究生Brandon Porter。

    该研究部分由美国国家卫生院和美国白血病和淋巴瘤协会资助。

生物通摘译自BIO.COM