利用单细胞RNA-seq深入了解疫苗诱导的免疫应答

【字体: 时间:2019年08月22日 来源:生物通

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  近日,美国沃尔特•里德陆军研究所领导的一个研究团队利用单细胞RNA测序(scRNA-seq)以及代谢分析技术,深入研究了疫苗诱导的T细胞免疫机制。

  

疫苗接种是人类医学界的伟大发明。正是因为有了疫苗,近现代以来人类才得以战胜众多可怕的疾病。尽管疫苗接种可以产生有效且持久的免疫应答,但哪些因素决定了细胞毒性T细胞(CTL)应答的程度、多样性和持久性,人们还不大清楚。

近日,美国沃尔特•里德陆军研究所领导的一个研究团队利用单细胞RNA测序(scRNA-seq)以及代谢分析技术,深入研究了疫苗诱导的T细胞免疫机制。这项成果发表在《Nature Communications》杂志上。

此项研究是由沃尔特•里德陆军研究所和罗德岛大学免疫学和信息学研究所合作开展的。它采用了一种四价登革热减毒活疫苗,也就是日本制药巨头武田(Takeda)开发的TAK-003疫苗。研究人员收集了I期临床试验过程中的样品。

登革热病毒以四种不同的血清型存在,每年大约有2.8-5亿人感染。尽管许多人能够迅速康复,但大约有50万人会患上严重的登革热。这种疾病的临床表现为剧烈头痛、恶心呕吐,有些表现为消化道大出血和出血性休克。死亡率约为2.5%。

若患者感染了一种血清型,之后又感染了另一种血清型,那么出现严重疾病的可能性会显着增加。这使登革热疫苗的开发变得更复杂,它需要诱导针对所有四种血清型的保护性应答,并确保不会因疫苗而诱导严重的登革热。人们认为,若要形成对登革热和其他病毒性疾病的免疫力,强大的T细胞反应是不可少的。

TAK-003是一种减毒的四价登革热疫苗,基于减毒的登革热血清型2病毒(DENV-2)开发,该病毒提供了针对所有四种疫苗病毒的遗传学骨架。在I期和II期临床试验中,接种疫苗的青少年对四种登革热病毒都产生免疫应答,并且安全性和耐受性良好。

在这项研究中,研究人员将单细胞转录组学分析与标准的免疫监测手段相结合,深入分析了T细胞的调控、基因表达和代谢通路。值得一提的是,他们发现了一种标志物 – 转铁蛋白受体1(TfR1),可以鉴定CD8+细胞的分化潜能,表明T细胞免疫依赖于特定的代谢物。

“基于这些转录特征,我们能够定义一组标志物,以判断最持久的疫苗反应性CD8+ T细胞。这项研究证明了scRNA-seq有望作为一种分析工具,评估疫苗诱导的细胞免疫的程度、多样性和持久性,”作者在文中写道。

沃尔特•里德陆军研究所的Richard Jarman中校表示,尽管这些结果是在登革热疫苗试验的背景下获得的,但它们同样适用于其他病毒性疾病的疫苗开发。(生物通 薄荷)

原文检索

Dissecting the heterogeneity of DENV vaccine-elicited cellular immunity using single-cell RNA sequencing and metabolic profiling

Nature Communications 10, Article number: 3666 (2019)

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