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全血检测揭示抗体依赖性吞噬在疟原虫感染红细胞清除中的关键作用及临床保护关联
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月09日 来源:Communications Medicine 5.4
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本研究针对疟疾防治中功能性抗体的作用机制难题,开发了一种高通量全血检测方法(ADNP/ADCP),首次实现了在单一样本中同步量化中性粒细胞和单核细胞对恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)感染红细胞(IEs)的吞噬活性。研究发现PfEMP1依赖性吞噬作用与补体系统的协同效应,证实该检测可识别孕妇胎盘疟疾和儿童重症疟疾的保护性抗体特征,为疫苗研发提供了新型免疫评价工具。
疟疾仍是全球最致命的传染病之一,2022年造成60.8万人死亡,其中90%由恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)引起。孕妇和儿童是最脆弱人群,而获得性免疫的核心在于抗体介导的防御机制。然而,抗体如何通过吞噬作用清除感染红细胞(IEs)这一关键科学问题长期悬而未决——传统方法需分离免疫细胞,破坏了天然微环境;现有检测无法同步评估不同吞噬细胞功能;更缺乏标准化手段来关联临床保护效应。
墨尔本大学(The University of Melbourne)的研究团队在《Communications Medicine》发表突破性研究,开发出首个可同时测量中性粒细胞抗体依赖性吞噬(ADNP)和单核细胞抗体依赖性细胞吞噬(ADCP)的全血检测技术。通过分析来自马拉维和巴布亚新几内亚的临床样本,发现PfEMP1特异性抗体与补体协同可显著增强吞噬效率,且该效应与胎盘疟疾保护显著相关。更令人振奋的是,儿童重症疟疾患者呈现特征性ADNP活性缺陷,这为开发针对性免疫干预提供了分子靶点。
关键技术包括:1)基于405/488nm双激光流式区分红细胞与白细胞;2)建立CD66b+CD16+中性粒细胞和CD14+单核细胞同步检测体系;3)使用补体抑制剂Compstatin(C3阻断剂)和OmCI(C5抑制剂)解析补体作用;4)采用巴布亚新几内亚孕妇队列(n=77)和儿童队列(n=462)验证临床相关性。
【PfEMP1是吞噬作用主要靶点】
通过比较野生型CS2寄生虫与骨架结合蛋白1敲除株(SBP1KO)的吞噬差异,发现PfEMP1缺失使吞噬效率降低50%,证实其作为主要靶抗原的地位。有趣的是,即使用免疫血浆处理SBP1KO株,仍保留部分吞噬活性,提示存在其他表面抗原参与抗体识别。
【补体系统增强吞噬效率】
创新性使用两种补体抑制剂揭示:C3阻断使ADNP降低46%,ADCP降低24%;C5抑制则使两者均下降50%。这首次在全血环境中证实补体级联反应对吞噬的关键增强作用,为理解天然免疫与获得性免疫的协同机制提供实验依据。
【炎症因子协同增效】
TNFα(10ng/ml)和C5a(25nM)分别使ADNP提升99%和71%,联合刺激产生148%的协同效应。这一发现解释了严重疟疾中细胞因子风暴的双刃剑效应——既可能加剧病理损伤,又能增强病原体清除。
【临床保护关联】
在孕妇队列中,无胎盘疟疾者的ADNP/ADCP水平显著高于感染者(P<0.0001)。儿童队列显示更深刻的临床关联:表达EPCR结合型PfEMP1(IT4VAR19)的寄生虫在非重症患儿中诱发更强ADNP(P<0.0001),而ADCP差异仅在恢复期显现。这些发现为不同临床类型的免疫保护机制提供了精细区分。
该研究建立的标准化全血检测突破了传统方法的三大局限:保持天然免疫微环境、实现多细胞类型同步检测、适用于大规模临床评估。特别值得注意的是,全血检测结果与纯化细胞检测数据无相关性(Spearman's rho=0.90),这一发现挑战了既往采用分离细胞的研究结论,强调天然环境中细胞互作的重要性。研究不仅为疟疾疫苗的免疫评价提供新工具,其揭示的补体-抗体协同机制更为其他感染性疾病的免疫干预策略开辟新思路。
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