黏膜疫苗MV130通过调控变应原免疫应答预防嗜酸性粒细胞性过敏性气道炎症

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究针对过敏性哮喘这一重大公共卫生问题,开发了黏膜疫苗MV130。研究人员通过小鼠HDM诱导的嗜酸性粒细胞性气道炎症模型,证实MV130能有效预防变应原致敏,抑制Th2/ILC2介导的2型免疫反应,减少iEos浸润但保留rEos稳态功能。该疫苗通过重编程DCs的转录组和代谢特征(增强糖酵解/降低OXPHOS),诱导Th1/IL-10优势应答,且保护效果可持续9周。研究为哮喘预防提供了新型黏膜免疫干预策略,具有重要临床转化价值。

  

过敏性哮喘作为全球范围内影响约4亿人口的慢性炎症性疾病,其中2型(T2)免疫介导的嗜酸性粒细胞性哮喘是最常见的亚型。尽管糖皮质激素和生物制剂已应用于临床,但哮喘的预防和重症管理仍面临巨大挑战。当前研究焦点集中在如何模拟"农场保护效应"——即早期微生物暴露对过敏性疾病发生的预防作用,而多细菌制剂(PBPs)因其兼具抗病毒感染和免疫调节双重潜力备受关注。

在这项发表于《Nature Communications》的研究中,来自西班牙马德里康普顿斯大学(Universidad Complutense de Madrid)的Carmen Sevilla-Ortega等研究人员,对黏膜疫苗MV130——一种由6种灭活细菌组成的多菌体制剂(含60%肺炎链球菌和15%金黄色葡萄球菌等)——在过敏性气道炎症中的保护机制进行了系统探究。研究团队通过构建屋尘螨(HDM)诱导的小鼠哮喘模型,结合人类树突状细胞(DCs)实验,揭示了MV130通过重编程免疫应答预防哮喘的全新机制。

关键技术方法包括:建立HDM致敏/攻击的小鼠哮喘模型(含气道高反应性检测);流式细胞术分析肺组织iEos(Siglec-FhighCD101high)和rEos(Siglec-FintCD101low)亚群;体外培养健康人群和哮喘患者来源的单核细胞源性DCs(HmoDCs);采用Seahorse能量代谢分析仪检测糖酵解质子外排率(glycoPER);通过基因集富集分析(GSEA)解析转录组特征;以及骨髓源性DCs(BMDCs)过继转移实验验证关键机制。

研究结果部分:

MV130阻断HDM诱导的关键哮喘病理特征

实验数据显示,MV130处理显著降低血清总IgE和HDM特异性IgE/IgG1水平(p<0.0001),减少支气管周围炎性浸润和BALF中嗜酸性粒细胞(iEos)数量(从HDM组的45%降至15%)。通过全身体积描记法和侵入式肺功能检测,证实MV130可逆转气道高反应性(AHR),使增强间歇(Penh)和阻力指数(RI)恢复至基线水平(p<0.01)。组织学分析显示,MV130还显著抑制α-SMA+平滑肌增厚(减少62%)和PAS+杯状细胞增生。

MV130选择性抑制iEos而不影响rEos

通过MBP染色和流式分析发现,MV130仅减少支气管周围CD62Llow的炎症性嗜酸性粒细胞(iEos)(p<0.001),而对肺实质中CD62L+的稳态嗜酸性粒细胞(rEos)无影响。EPX活性检测证实,MV130处理组的活化iEos数量较HDM组降低3倍(p<0.01),且BALF中EPX活性同步下降(p<0.05)。

MV130重建气道非病理免疫应答

在免疫机制方面,MV130增加肺组织IFN-γ+ T细胞(从5%升至15%)和FOXP3+ Treg(从3%升至7%),同时抑制IL-5+ Th2细胞(从12%降至4%)和IL-5/IL-13+ ILC2s(减少60%)。值得注意的是,IL-5+ T细胞比例与iEos数量呈显著正相关(r=0.82),而IFN-γ+ T细胞则呈负相关(r=-0.75)。MV130还降低MLN中CD23+迁移性DCs比例(从35%降至15%),并修复ZO-1/occludin表达,使BALF中白蛋白和LDH水平恢复正常。

MV130预防效果持续9周

在预防性实验中,MV130预处理(3天/周×2周)后休息9周再进行HDM攻击,仍能显著抑制IgE致敏(降低70%)和气道嗜酸性粒细胞浸润(减少80%),表明其诱导的免疫记忆具有长期保护性。

人类DCs的转录组与代谢重编程

GSEA分析显示,MV130激活人类DCs中TNF-α/IFN-γ/IL-6/IL-10信号通路,同时富集糖酵解相关基因(如HALLMARK_GLYCOLYSIS)。Seahorse检测证实MV130+HDM处理的DCs糖酵解活性比HDM单独处理高2倍(p<0.01),而线粒体膜电位/质量比降低40%(p<0.05)。在功能上,MV130使健康供体和哮喘患者DCs产生的Th1/IL-10细胞比例增加3倍,同时抑制HDM诱导的Th2极化(IFN-γ/IL-5比值提高5倍)。

MyD88依赖的DCs保护机制

过继转移实验证明,MV130处理的野生型BMDCs可预防HDM致敏(IgE降低65%),但MyD88-/- BMDCs失去保护作用。机制研究表明,MV130通过MyD88依赖性途径上调CD40表达(增加3倍)并促进TNF-α/IL-6/IL-10产生,而RIPK2抑制剂Gefitinib仅部分阻断此效应。

这项研究首次系统阐明了黏膜疫苗MV130通过调控DCs功能预防过敏性哮喘的多层次机制:在分子水平上重编程转录组和代谢特征(糖酵解/OXPHOS转换);在细胞水平上平衡Th1/Th2/Treg应答;在组织水平上选择性抑制iEos浸润而不影响rEos稳态功能。特别值得注意的是,MV130产生的保护效果可持续9周,且对已确诊的哮喘患者DCs仍具有调节作用,这为其临床转化提供了重要依据。研究不仅为理解微生物-免疫互作在过敏性疾病中的保护作用提供了新视角,更开创了"训练免疫为基础疫苗"(Trained Immunity-based Vaccine, TlbV)在哮喘预防领域的新应用范式。未来研究可进一步探索MV130在不同哮喘内型中的适用性,以及与其他免疫调节策略的协同效应。

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