重复感染与自然暴露下T细胞应答的差异解析:血吸虫免疫调控新视角

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究针对血吸虫流行区反复感染缺乏有效免疫保护的难题,通过建立重复人工感染模型(CHI)与自然感染队列对比,首次揭示了不同性别尾蚴序贯感染(m-f-m)引发的独特CD4+ T细胞应答特征。研究发现单性别感染(m-m-m)可模拟自然感染的成虫抗原特异性反应,而潜在虫卵暴露则触发Th1/Th2/调节性混合应答,为疫苗设计提供了关键免疫参数。

  

在非洲撒哈拉以南地区,血吸虫病如同无形的幽灵,每年困扰着超过2亿人口。这种由曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)引发的寄生虫病,最令人困扰的是其"打不死的小强"特性——即便用吡喹酮(Praziquantel, PZQ)治疗后,患者仍会快速再感染。更令人费解的是,在流行区长期反复感染的人群中,部分会逐渐产生对重度感染的抵抗力,但科学家们数十年来始终未能破解这种"部分免疫"的免疫学机制。传统动物模型与自然感染研究各自存在局限:小鼠无法完全模拟人体免疫应答,而自然感染又存在暴露史不清、感染时间不明等"先天缺陷"。

来自荷兰莱顿大学医学中心(Leiden University Medical Center, LUMC)的研究团队另辟蹊径,设计了一项开创性的"三阶段"控制性人体感染研究(Controlled Human Infection, CHI)。他们让12名健康志愿者接受三轮精确计量的尾蚴感染(每次20条)和PZQ治疗,意外创造了五种不同性别组合的感染场景(7例纯雄性感染m-m-m,5例雄性-雌性-雄性序贯感染m-f-m)。通过与乌干达自然感染队列的平行对比,研究人员首次绘制出人类反复感染过程中的免疫应答动态图谱。

研究采用多维度技术手段:30参数光谱流式细胞术解析T细胞亚群;成虫(AWA)、尾蚴(CA)和虫卵(SEA)抗原特异性刺激实验;血清细胞因子多重检测;以及循环阳极抗原(CAA)精准诊断。所有实验均设立感染对照组(单次感染)和自然感染对照(乌干达流行区队列)。

"T细胞表型的微妙变化"部分揭示:重复感染组在第11周(第二次暴露后2周)出现初始CD4+ T细胞显著减少,同时效应记忆T细胞(EM)扩增。最具突破性的发现是,m-f-m组在第26周(第三次暴露后8周)出现独特的CD38+HLADR+ EM T细胞爆发式增长,这与外周血嗜酸性粒细胞升高显著相关,暗示潜在的虫卵致敏反应。

"重复感染诱导混合CD4+ T细胞应答"部分显示:成虫抗原(AWA)能引发强烈的Th1(IFN-γ、TNF)、Th2(IL-4、IL-13)和调节性(IL-10)混合应答,而尾蚴抗原(CA)反应微弱。m-f-m组对AWA和SEA的应答强度远超m-m-m组,特别是IL-13、TNF等细胞因子水平高出3-5倍,这种差异在26周达峰但30周有所回落。

"自然感染免疫特征"的对比研究发现:乌干达流行区人群呈现独特的抗炎状态(IL-10/TNF比值升高),对SEA几乎无反应,但对CA表现出更强的Th17应答。值得注意的是,m-m-m组的AWA特异性反应与自然感染组高度相似,而m-f-m组则展现出类似急性感染的超强反应模式。

这项发表于《Nature Communications》的研究颠覆了传统认知:首次证明无需虫卵存在,单性别感染即可诱导Th2应答;揭示雌雄尾蚴序贯感染会产生"免疫增强效应";更重要的是,建立了人工感染模型与自然免疫的关联图谱。这些发现为疫苗研发提供了关键指导——有效的血吸虫疫苗可能需要模拟m-f-m感染诱导的免疫特征,而非单纯追求Th1或Th2极化应答。该研究同时为理解反复感染中的免疫调节机制开辟了新视角,其建立的CHI模型将成为未来疫苗评价的重要平台。

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