编辑推荐:
为探究 SE 佐剂免疫原性的作用机制,韩国巴斯德研究所等机构的研究人员开展了以尿酸(UA)为关键靶点的研究。结果表明 UA 在 SE 佐剂诱导免疫反应中起关键作用,这有助于理解 SE 佐剂作用机制,为增强免疫提供新靶点。
在疫苗研发领域,免疫佐剂的作用至关重要。传统的基于病原体相关分子模式(PAMP)的佐剂已被广泛研究,但对于其作用机制仍未完全明晰。近年来,损伤相关分子模式(DAMP)途径成为新的研究热点。角鲨烯基乳剂(SE)佐剂如 MF59 和 AS03 被广泛应用于流感病毒和 SARS-CoV-2 等疫苗中,然而,其具体的作用机制,尤其是尿酸(UA)在其中的角色,尚未得到充分研究。为了解决这些问题,韩国巴斯德研究所(Institut Pasteur Korea)、圣保罗大学(University of S?o Paulo)、延世大学(Yonsei University)等机构的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《npj Vaccines》杂志上,为理解 SE 佐剂的免疫机制提供了新的视角。
研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面,选用野生型(WT)C57BL/6(B6)、BALB/c、OT-I 和 OT-II 小鼠,在特定条件下饲养并按规范进行免疫操作。通过皮下注射不同抗原和添加剂,构建免疫模型。利用病毒攻毒实验,观察小鼠感染流感病毒后的体重变化和生存情况。在检测分析技术上,运用 DAMP 检测试剂盒测定相关分子水平;采用流式细胞术检测细胞表面蛋白和细胞内细胞因子;借助 RNA 测序及数据分析,探究基因表达变化和相关信号通路。
研究结果如下:
- SE 佐剂诱导 DAMPs 和细胞因子释放:研究人员皮下注射 AV(一种与 MF59 类似的 SE 佐剂)后,发现 AV 显著增加了引流淋巴结(dLNs)中 ATP、dsDNA 和 UA 的局部浓度,其中 UA 变化最为明显。同时,AV 能诱导 dLNs 和血清中促炎细胞因子如 IL-6、MCP-1、IFN-γ、IL-27 和 TNF-α 等的快速增加。
- 阻断 UA 消除 SE 佐剂介导的体液和细胞免疫:通过在体内使用 DAMP 阻断剂,研究发现抑制 UA 合成会显著损害 OVA 特异性 IgG 反应,减少生发中心(GC)B 细胞和滤泡辅助性 T(TFH)细胞的形成,降低 CD4+T 细胞和 CD8+T 细胞的激活频率,表明 UA 在 SE 佐剂诱导的最佳抗体和 T 细胞反应中起着关键作用。
- UA 促进 SE 诱导的先天免疫反应:抑制 UA 合成会使 AV 注射后局部和全身的 IL-6、IFN-γ、MCP-1 和 TNF-α 分泌显著减少,同时减弱树突状细胞(DCs)的激活,包括总 DCs、迁移性 DCs(mDCs)和驻留性 DCs(rDCs),说明 UA 在触发 SE 佐剂给药后 dLNs 中的先天免疫反应中具有重要作用。
- 外源性添加 UA 显示佐剂效应:用 UA 晶体(MSU)补充蛋白质抗原 OVA,可诱导更高的抗体反应,增加 GC B 细胞和 TFH细胞的频率,促进 CD4+T 细胞的激活,但对 CD8+T 细胞反应影响较小,表明 MSU 本身可有效增强抗原特异性抗体反应。
- UA 直接靶向 DCs 并增强其功能:MSU 处理 DCs 后,DCs 表面的 MHC II、CD80 和 CD86 表达显著增加。RNA 测序分析显示,MSU 激活了 DCs 中的 TNF-α 信号通路、炎症反应通路等,促进了 DCs 的成熟、抗原加工呈递和迁移。与未处理的 DCs 相比,MSU 处理的 DCs 与 T 细胞共培养后,T 细胞增殖明显增加。
- UA 直接刺激 B 细胞激活:MSU 处理 B 细胞后,B 细胞表面的 MHC II、CD69 和 CD86 表达增加。RNA 测序分析表明,MSU 激活了 B 细胞中的 IL-2 信号通路,促进了细胞增殖和浆细胞分化相关基因的表达,从而促进 B 细胞和抗体反应。
- UA 对 SE 佐剂流感疫苗的保护性免疫至关重要:在流感疫苗实验中,MSU 补充剂增强了抗 HA IgG 反应和中和抗体的产生,提高了小鼠的存活率。而抑制 UA 则减弱了 AV 的保护作用,表明 UA 在流感疫苗的保护性免疫中起着关键作用。
研究结论和讨论部分指出,本研究证明了 UA 在含 SE 佐剂疫苗的最佳免疫原性中起着不可或缺的作用,它直接作用于 DCs 和 B 细胞,影响先天免疫反应、体液反应和 T 细胞反应。UA 的释放有助于形成免疫活性环境,促进 DCs 的成熟和激活,增强后续的免疫反应。同时,研究也发现了一些有趣的现象,如外源性 MSU 对 CD8+T 细胞激活作用有限,可能是由于其无法完全模拟 SE 佐剂产生的复杂免疫环境。此外,研究还对 UA 的细胞感知机制进行了探讨,提出 GPCR 可能是 MSU 的潜在受体。然而,本研究也存在一定的局限性,如未对细胞介导的保护作用进行实验验证。总体而言,该研究为理解 SE 佐剂的作用机制提供了重要依据,为开发基于 UA 的新型免疫增强策略奠定了基础。