沙门氏菌如何破坏生发中心B细胞——揭示疫苗研发新挑战与免疫记忆机制

本刊推荐：针对侵袭性非伤寒沙门氏菌(iNTS)缺乏有效疫苗的难题，研究人员开展了沙门氏菌破坏生发中心(GC)B细胞机制的主题研究。发现STm通过LPS和SPI-2-T3SS效应蛋白导致GC微环境紊乱、线粒体功能障碍和细胞周期停滞，并首次证实该菌可抑制无关抗原的GC反应。这项研究为开发保护GC完整性的新型疫苗提供了关键理论依据，对改善高危人群的免疫记忆形成具有重要意义。

　　

在全球感染性疾病防控领域， Salmonella enterica serovar Typhimurium（STm）始终是重大公共卫生威胁。尤其在撒哈拉以南非洲地区，其引发的侵袭性非伤寒沙门氏菌病（iNTS）导致婴幼儿、营养不良及HIV感染者的死亡率高达15%。更令人担忧的是，目前尚无获批用于人体的iNTS疫苗，传统亚单位疫苗因缺乏黏膜免疫效果受限，而活减毒疫苗和外膜囊泡（OMV）疫苗虽前景可观却面临安全性与审批壁垒。

深层次的挑战源于STm对宿主免疫系统的精巧颠覆。研究表明，该病原体可显著破坏生发中心（Germinal Centre, GC）B细胞反应，进而损害高亲和力抗体和长效记忆B细胞的生成。这一现象不仅影响针对STm本身的免疫应答，还会波及其他病原体引发的正在进行中的GC反应，犹如在免疫战场上同时熄灭了多盏指明方向的灯塔。但具体细菌-宿主相互作用机制仍笼罩在迷雾之中。

为系统解析这一现象，研究人员在《Trends in Immunology》上发表了观点性论述，通过整合小鼠感染模型、分子生物学及免疫学分析，揭示STm通过多种机制协同破坏GC完整性。研究不仅确认了脂多糖（LPS）和特定III型分泌系统效应蛋白的核心作用，还发现单细胞来源的肿瘤坏死因子α（TNFα）在导致淋巴组织结构紊乱中扮演关键角色。

在研究过程中，团队主要采用了以下几种关键技术方法：使用持续感染小鼠模型模拟人iNTS病理过程；通过荧光标记细菌追踪技术在体内分析细菌传播路径；应用流式细胞术和免疫组织化学评价GC B细胞动态和淋巴组织结构；借助代谢组学分析揭示细胞能量代谢重编程；以及通过LPS注射和基因敲除模型（如MyD88^-/-、SPI-2突变株）辨析表型的分子机制。

研究结果主要包括以下方面：

Germinal Centre B细胞反应对抗STm

经典理论认为，生发中心是B细胞完成亲和力成熟、产生长寿命浆细胞（LLPCs）的核心场所。然而STm感染可在多个层面抑制GC B细胞分化。感染后小鼠脾脏GC B细胞比例至第7天急剧下降，且这一表型可通过抗生素治疗逆转。更值得注意的是，STm甚至干扰已建立的GC反应和对无关抗原的应答。从机制上看，SCA-1⁺单核细胞浸润引发代谢转向糖酵解，导致GCB细胞线粒体功能障碍和细胞周期停滞。转录组分析显示，这种代谢不足与缺氧签名基因的上调密切相关。

细胞B细胞响应对抗STm

B细胞的功能远不止产生抗体。在STm感染中，它们通过抗原提呈（MHC-I和MHC-II途径）激活CD4⁺和CD8⁺ T细胞，促进Th1/Th17分化并分泌IFNγ和IL-6。但另一方面，STm可侵入B细胞并藏匿于内体-溶酶体 compartment（称为沙门氏菌含液泡），借助效应蛋白SopB激活AKT、抑制YAP转位，从而规避细胞焦亡（pyroptosis），并借B细胞传播至脾脏、血液及骨髓。

滤泡外体液B细胞响应STm

尽管GC反应受抑制，STm感染仍能诱发滤泡外（EF）B细胞应答，早期产生广泛特异性（包括极低亲和力克隆）的抗体分泌细胞（ASCs），经历体细胞高频突变（SHM）和类别转换重组（CSR）。这一过程依赖于B细胞受体（BCR）与Toll样受体（TLR）共刺激，其中LPS可作为双重信号激动剂驱动T细胞依赖与非依赖途径。

不同抗原策略的免疫应答差异

基于抗原类型的免疫策略显著影响应答质量。纯化抗原（如鞭毛蛋白FliC、外膜蛋白OmpD）易诱发GC反应和Th2分化，但可能保护范围有限；而减毒活菌或全菌疫苗则倾向于启动EF源性体液应答，但其持久性尚未明确。值得注意的是，STm外膜囊泡（OMV）疫苗虽含15-20% LPS，却在小鼠中成功扩展了脾脏GC B细胞，并诱导持续203天以上的抗体应答，提示其具备平衡安全性与免疫原性的潜力。

综上所述，该项研究系统阐释了STm通过破坏生发中心微环境结构、抑制T细胞辅助信号、改写细胞代谢途径等多重机制，瓦解宿主获得性免疫应答。这些发现不仅为iNTS疫苗设计提供了新方向——即需优先考虑维持GC功能完整性，也提示在早期疫苗临床试验中应引入GC相关终点指标，如Tfh细胞动态、抗体亲和力成熟指数、骨髓LLPCs数量等。此外，该研究还拓宽了对胞内病原体与免疫记忆形成机制的认知，对开发针对多重感染群体的高效疫苗具有重要指导意义。