卡介苗接种重塑新生儿败血症免疫防线:开启生命健康新征程

【字体: 时间:2025年05月01日 来源:Molecular Medicine 6

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  新生儿败血症死亡率高,尤其是早产儿。研究人员开展了卡介苗(BCG)接种对新生儿败血症影响的研究。结果显示,BCG 接种可提高小鼠存活率,改变髓系细胞转录组。这为预防新生儿败血症提供了新方向。

  在新生儿的成长过程中,败血症如同隐藏在暗处的 “杀手”,时刻威胁着他们的生命。新生儿,特别是那些早早来到世界的早产儿,由于自身免疫系统尚未发育完善,在面对细菌、病毒等病原体的侵袭时,几乎毫无还手之力。据统计,全球每年败血症病例约 5000 万,死亡率约 20%,而新生儿败血症的发生概率为每 1000 例活产中有 1 - 4 例,极低出生体重(VLBW)新生儿的死亡率更是高达 5 - 10%。不仅如此,即便有幸存活下来,这些新生儿也面临着长期发育不良的风险。
一直以来,人们都在苦苦探寻对抗新生儿败血症的有效方法。传统观念认为,免疫记忆是适应性免疫的专属特征,但越来越多的证据表明,早期生命感染对新生儿的适应性免疫和先天免疫都有着深远影响。训练免疫(trained immunity)作为先天免疫的一种适应性变化,引起了科学家们的关注。它能让宿主在面对非特异性感染挑战时,做出更快速、更强烈的反应。卡介苗(Bacillus-Calmette-Guérin,BCG)作为一种常用的活减毒疫苗,已被发现对新生儿败血症有一定的保护作用,可降低全因新生儿死亡率。然而,BCG 诱导训练免疫在髓系细胞中的细胞和分子机制却知之甚少,这就如同迷雾一般,笼罩着这个研究领域。

为了驱散这层迷雾,来自美国佛罗里达大学医学院(University of Florida College of Medicine)的 Jaimar C. Rincon 等人开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Molecular Medicine》上,为我们揭示了 BCG 接种与新生儿败血症之间的奥秘,为预防和治疗新生儿败血症带来了新的曙光。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先,通过动物实验,他们选用野生型(C57BL/6j;B6)小鼠构建新生儿败血症模型,为后续研究提供了可靠的生物样本。其次,采用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)技术,从单细胞层面分析髓系细胞的变化,深入探究细胞的转录组特征。此外,还运用了流式细胞术,对各类免疫细胞进行精确的表型分析和定量检测。

研究结果如下:

  • BCG 接种提高小鼠存活率:研究发现,BCG 接种能显著提高新生儿小鼠在多微生物败血症中的存活率。其中,出生时(P1)接种 BCG 的小鼠存活率最高,达到 82%,而未接种的小鼠存活率仅为 44%。这一结果表明,早期接种 BCG 对新生儿败血症的预防具有重要意义。
  • BCG 诱导细胞变化:BCG 接种可诱导脾脏造血干细胞和髓系细胞的扩张,增加中性粒细胞(Ly6G+CD11b+)、单核细胞(Ly6C+CD11b+)和巨噬细胞(F4/80+CD11b+)的数量。同时,BCG 接种还能改变 CD11b+Gr1+细胞的功能反应,例如在体外实验中,这些细胞与 T 细胞共培养时,从原本抑制 T 细胞增殖转变为刺激 T 细胞增殖。
  • BCG 影响转录变化:通过 scRNA-seq 分析,研究人员发现 BCG 接种改变了髓系细胞的转录组。在多微生物新生儿败血症中,BCG 接种增加了单核细胞和多形核中性粒细胞(PMN)的比例,同时改变了髓系来源抑制细胞(MDSCs)相关的转录模式。此外,BCG 接种还能调节与细胞周期、炎症反应等相关的信号通路。

在研究结论和讨论部分,该研究表明 BCG 接种对新生儿败血症具有显著的保护作用,这种保护作用是多因素共同作用的结果。BCG 诱导的训练免疫增强了造血干细胞祖细胞(HSPC)的扩张和髓系细胞的激活,通过调节代谢和表观遗传重编程,改变了免疫细胞的功能和转录组。同时,BCG 接种还能减轻全身炎症反应,减少脾脏炎症单核细胞,促进中性粒细胞和 PMN-MDSC 的分化。然而,研究也存在一定的局限性,如未对细菌载量进行量化,且用于分离 MDSCs 的表面标记存在局限性。尽管如此,这项研究仍为新生儿败血症的防治提供了重要的理论依据和新的研究方向。未来,进一步深入研究 BCG 诱导训练免疫的分子机制,以及开发更精准的治疗策略,有望为降低新生儿败血症的死亡率、保障新生儿的健康成长带来更多希望。

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