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大师谈疫苗系列:3.疫苗通过诱导抗体提供保护

已有 703 次阅读 2021-5-9 08:57 |个人分类:生物制品|系统分类:科普集锦

一年多来新冠病毒的全球大流行,让全世界人民都见证了传染病的大流行可能给全球带来的巨大危害,也初步见证了疫苗在控制传染病大流行中不可替代的作用。一年多来,疫苗学相关知识在世界范围内得到空前的大普及,越来越多的人希望能更多地了解疫苗学的相关知识。

在今年2月出版的《Nature Rev Immunol (自然-免疫学评论》上,发表了英国牛津大学的两位著名疫苗学专家系统介绍疫苗学基本知识的论文(见参考文献)。该论文的第一作者Pollard同时还是英国卫生和社会保障部疫苗接种和免疫联合委员会主席,WHO免疫战略咨询专家组成员。第二作者Bijker参与领导牛津大学与阿斯利康合作的病毒载体冠状病毒疫苗的开发。

本博客将参考该文对相关疫苗学知识进行简要的系列介绍。

3. 常规疫苗主要通过诱导抗体来提供保护

适应性免疫反应包括体液免疫细胞免疫,分别由B细胞(产生抗体)和T细胞介导。常规使用的所有疫苗被认为主要通过诱导抗体来提供保护,唯一的例外是卡介苗卡介苗被认为可诱导T细胞反应防止严重疾病,同时可诱导先天免疫反应抑制感染。

有相当多的支持性证据表明各种类型的功能性抗体在疫苗诱导的保护中是重要的,这证据主要来源于以下三个方面的研究:免疫缺陷状态,被动免疫保护和免疫学数据。

1) 免疫缺陷状态。

某些免疫缺陷的个体缺少某些已知抗体或相关免疫成分,他们特别容易感染某些病原体,说明要提供针对特定病原体的保护可能需要特定的抗体。例如,补体系统缺陷的个体特别容易感染由脑膜炎奈瑟菌感染引起的脑膜炎球菌病,因为这种感染的控制依赖于补体介导的细菌作用,即补体通过IgG抗体向细菌表面。

肺炎球菌病在脾脏功能下降的个体中尤其常见(这可能是先天性的,创伤或与镰状细胞病等疾病有关);已与抗体和补体发生调和作用(opsonized的肺炎链球菌通常被脾内的吞噬细胞从血液中清除,脾功能减退的个体却失去了这种能力

抗体缺陷的人容易感染水痘带状疱疹病毒和其他病毒,但一旦被感染,只要他们有正常的T细胞反应他们可以像有免疫能力的人一样控制疾病,说明T细胞对抗体反应有互补或协同作用。

2) 被动保护。

肉注射或静脉注射外源性抗体可以保护机体免受某些感染,这一点已得到明确证实。最明显的例子是母体抗体通过胎盘的被动转移,为新生儿提供抵御多种病原体的保护,至少在出生后的最初几个月里是这样。母亲如果接种百日咳、破伤风和流感疫苗,利用这一重要的保护性适应,可以减少婴儿出生后不久患病的风险,并清楚地表明抗体在预防这些疾病方面的作用。

孕妇接种B组链球菌和呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗尚未显示在预防新生儿或婴儿感染方面有效,但它有减少最年幼婴儿的疾病负担的潜力。其他例子包括使用从免疫供血者纯化的特定中和抗体,以防止各种病毒的传播,包括水痘带状疱疹病毒、乙型肝炎病毒和麻疹病毒。

具有遗传抗体缺陷的个体对严重的病毒和细菌感染没有防御能力,但是定期使用免疫能力强的供血者的血清抗体可以为抗体缺陷的个体提供几乎完全正常的免疫保护。

3) 免疫数据。

越来越多的免疫学知识提供了对疫苗介导的保护机制的见解。例如,多糖疫苗由脑膜炎球菌(N. meningitidis)和肺炎球菌(S. pneumoniae)等侵入性细菌的表面多糖制成,对这些疾病提供了相当大的保护。目前已知,这些疫苗不诱导T细胞应答,因为多糖是不依赖于T细胞抗原,因此它们必须通过抗体依赖机制介导其保护作用

蛋白质多糖结合疫苗含有来自细菌表面的相同的多糖,但在这种情况下,它们是化学结合到蛋白质载体(主要是破伤风类毒素或白喉类毒素或其衍生的突变蛋白,称为CRM)。

 疫苗诱导的T细胞识别蛋白质载体(一种T细胞依赖性抗原),这些T细胞对B细胞提供识别多糖的帮助,但并未诱导产生可识别多糖的T细胞,因此,只有抗体才介导这些疫苗诱导的高效保护。

此外,人类挑战研究提供了在对照环境下有效评估保护相关因子的机会,它们已被用于证明抗体在预防疟疾和伤寒方面的作用。

参考文献:

Pollard, A.J., Bijker, E.M. A guide to vaccinology: from basic principles to new developmentsNat Rev Immunol  21, 83–100 (2021). https://doi.org/10.1038/s41577-020-00479-7 

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