警惕宿主免疫反应对噬菌体疗法的潜在影响:牛源免疫细胞对噬菌体T1和K的差异化响应研究

【字体: 时间:2025年08月17日 来源:Veterinary Research 3.5

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  为解决抗生素耐药性背景下噬菌体疗法的免疫干扰问题,瑞士伯尔尼大学团队通过牛源PBMCs(外周血单个核细胞)平台,首次揭示噬菌体T1(靶向革兰阴性菌)可强烈激活树突状细胞(DCs)和T/B细胞亚群,诱导促炎因子(IL-6、TNF-α等),而噬菌体K(靶向革兰阳性菌)几乎无反应。该研究为兽医领域噬菌体个性化治疗提供了关键免疫评估框架。

  

在抗生素耐药性危机日益严峻的今天,噬菌体疗法被视为对抗细菌感染的"希望之星"。然而,这些专门捕食细菌的病毒进入哺乳动物体内后,是否会引发宿主免疫系统的"误伤",一直是悬而未决的关键问题。瑞士伯尔尼大学(University of Bern)兽医细菌学研究所的Thomas Démoulins团队在《Veterinary Research》发表的研究,首次揭开了牛源免疫系统对两种治疗性噬菌体的差异化反应面纱。

研究背景充满现实矛盾:一方面,畜牧业中大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌等病原体耐药性问题严重威胁动物福利和食品安全;另一方面,噬菌体疗法虽在人体试验中显示安全性,但其与反刍动物免疫系统的相互作用仍是空白。更棘手的是,既往小鼠实验提示噬菌体可能触发抗体清除或肠道炎症,但牛作为重要经济动物和人类共患病宿主,其免疫应答特征与啮齿类存在显著差异。

研究人员采用三项核心技术展开攻关:首先建立牛源PBMCs(外周血单个核细胞)体外培养平台,模拟生理温度(38.5°C)环境;其次运用多色流式细胞术(FCM)检测14种免疫细胞亚群活化标志物(如MHC-II、CD25);最后通过多重免疫分析法定量15种细胞因子/趋化因子(包括IL-1β、IFN-γ等)。所有实验均采用8头荷斯坦奶牛(Holstein Friesian)的血液样本,确保数据反映真实畜群差异。

免疫细胞亚群激活谱

噬菌体T1展现出惊人的免疫刺激性:使1型cDCs(经典树突状细胞)的MHC-II表达提升3倍(p<0.001),并显著上调CCR7(淋巴归巢受体);而噬菌体K仅使γδ T细胞轻微活化。更意外的是,T1能间接激活T/B细胞——通过磁珠分选实验证实,这种CD25(IL-2受体)上调完全依赖其他免疫细胞的旁分泌作用。

细胞因子风暴特征

即便经过氯化铯(CsCl)梯度纯度和内毒素清除验证,T1仍诱导出全面细胞因子应答:促炎因子IL-1α/β飙升8倍(p<0.01),Th1型IFN-γ和Th17型IL-17同步升高。雷达图显示该反应谱与标准内毒素刺激高度相似,但关键区别在于——单核细胞对T1无反应,提示其识别机制不同于经典LPS(脂多糖)通路。

噬菌体-免疫细胞博弈

尽管T1引发强烈免疫反应,但48小时共培养后噬菌体滴度(PFU/mL)未显著下降(p>0.05),甚至在某些样本中高于缓冲液对照组。这种"免疫激活但不清除"的悖论现象,暗示牛源免疫系统可能通过细胞凋亡(如1型cDCs存活率下降40%)而非噬菌体中和来应对T1侵袭。

这项研究颠覆了三个传统认知:其一,噬菌体免疫原性存在形态学依赖性——肌病毒科(Myoviridae)的噬菌体K几乎"隐形",而长尾病毒科(Siphoviridae)的T1则成为强力免疫激活剂;其二,反刍动物对噬菌体的应答模式与小鼠模型存在显著差异;其三,免疫激活程度与噬菌体清除效率无必然关联。

从转化医学角度看,该成果为畜牧业噬菌体疗法提供了"免疫风险评估"黄金标准:针对乳腺炎(如S. aureus PS58株)或人畜共患病(如E. coli O157:H7)的噬菌体鸡尾酒疗法,需预先通过PBMCs平台检测免疫激活风险。正如作者强调,未来研究应聚焦于这种免疫应答究竟是"助力"(增强抗菌效果)还是"阻力"(导致免疫耗竭),特别是在反复给药的临床场景中。这项开创性工作不仅填补了兽医免疫学空白,更为个性化噬菌体疗法的精准实施奠定了科学基石。

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