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多款新冠疫苗臨床數(shù)據(jù)出爐,T細(xì)胞免疫反應(yīng)為何成為關(guān)注熱點?

日期:2020-07-22
昨日,康希諾生物公司(CanSino Biologics)/中國工程院陳薇院士團(tuán)隊,牛津大學(xué)/阿斯利康(AstraZeneca)公司,和輝瑞(Pfizer)/BioNTech公司都公布了各自。這些公布的臨床試驗結(jié)果中,除了針對新冠病毒抗原的中和抗體以外,三個研究團(tuán)隊都不約而同地公布了疫苗引發(fā)的T細(xì)胞免疫反應(yīng)結(jié)果。
提到對新冠病毒的免疫反應(yīng),我們聽到得比較多的是針對新冠病毒的抗體和中和抗體。這些抗體在以前公布的動物實驗研究和1期臨床試驗中作為衡量疫苗免疫原性的常用指標(biāo)。檢測人體中針對新冠病毒的抗體也是血清學(xué)檢測的基本原理。然而疫苗引發(fā)的T細(xì)胞免疫反應(yīng)則被較少提及。
那么,T細(xì)胞免疫反應(yīng)是什么?臨床試驗中提到的CD8陽性T細(xì)胞反應(yīng)有什么作用?Th1和Th2免疫反應(yīng)又有什么區(qū)別?它們在預(yù)防新冠病毒感染方面又起到什么樣的作用?今天藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊將結(jié)合公開資料,介紹疫苗產(chǎn)生的抗體和T細(xì)胞免疫反應(yīng)以及它們在提高人體對未來感染防護(hù)能力方面的作用。

藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊制圖


抗體免疫反應(yīng)(體液免疫反應(yīng))



預(yù)防性疫苗的目的是通過激發(fā)基于細(xì)胞或者分子的效應(yīng)機(jī)制,來迅速控制病原體的復(fù)制,或者讓它們產(chǎn)生毒性的成份失活。而人體的免疫反應(yīng)本身包含了多種效應(yīng)機(jī)制。其中,通過B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的抗體能夠特異性結(jié)合病原體產(chǎn)生的毒素或者抗原,幫助清除細(xì)胞外的病原體這一免疫反應(yīng)通常稱為體液免疫反應(yīng)(humoral immunity)。抗體預(yù)防和減弱病原體感染的方式包括:


  • 與病原體毒素的酶活性位點結(jié)合,或防止其擴(kuò)散。

  • 防止病毒與細(xì)胞結(jié)合和進(jìn)入細(xì)胞,從而中和病毒的復(fù)制(目前多款與新冠病毒刺突蛋白相結(jié)合的抗體就能夠起到這一作用)。

  • 增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞對病原體的吞噬。

  • 激活補(bǔ)體級聯(lián)反應(yīng)系統(tǒng)。


T細(xì)胞免疫反應(yīng)


除了體液免疫反應(yīng)以外,疫苗激活的T細(xì)胞免疫反應(yīng)同樣重要。T細(xì)胞的免疫反應(yīng)可以分為兩大類,包括CD8陽性T細(xì)胞反應(yīng)和CD4陽性T細(xì)胞反應(yīng)。
CD8陽性T細(xì)胞不能預(yù)防感染,但是它能夠幫助減弱、控制和清除細(xì)胞內(nèi)的病原體。它的作用方式包括:
  • 直接殺死受到感染的細(xì)胞。

  • 通過釋放抗菌的細(xì)胞因子間接殺死受到感染的細(xì)胞。


CD4陽性T細(xì)胞的反應(yīng)雖然不能夠預(yù)防感染,但是它們可以通過多種方式幫助細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)病原體的清除,CD4陽性T細(xì)胞包括多種亞型,它們的功能包括:
  • 濾泡輔助型T細(xì)胞(follicular T-helper cells, Tfh)主要產(chǎn)生白介素-21(IL-21),它的作用是幫助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。

  • 輔助型T細(xì)胞1(Th1)能夠生產(chǎn)干擾素γ(interferon-γ),腫瘤壞死因子(TNF),IL-2等細(xì)胞因子。它們的主要作用是防護(hù)細(xì)胞內(nèi)病原體,包括病毒和結(jié)核分枝桿菌。

  • 輔助型T細(xì)胞2(Th2)則主要生產(chǎn)IL-4,IL-5和IL-13,對細(xì)胞外病原體(包括細(xì)菌)產(chǎn)生防護(hù)作用。


▲T細(xì)胞免疫反應(yīng)示意圖(圖片來源:參考資料[1])


抗體免疫反應(yīng)和T細(xì)胞免疫反應(yīng)在防護(hù)新冠病毒感染方面的意義



那么,了解人體的抗體免疫反應(yīng)和T細(xì)胞免疫反應(yīng)作用方式的不同對開發(fā)預(yù)防新冠病毒感染的疫苗有什么意義?
在討論一款新冠病毒疫苗時,我們經(jīng)常會問這款疫苗有效么?什么是一款“有效”的疫苗?有效的定義和抗體免疫反應(yīng),以及T細(xì)胞免疫反應(yīng)息息相關(guān)。一種“有效”的定義稱為消除性免疫(sterilizing immunity),這種免疫狀態(tài)能夠讓接種過疫苗的患者或者動物對病毒達(dá)到完全免疫,他們不會表現(xiàn)出疾病癥狀,而且病毒在體內(nèi)也無法存活和傳播。這是一款疫苗的理想目標(biāo),它需要疫苗能夠激發(fā)高水平的特異性抗體免疫反應(yīng),產(chǎn)生足夠的抗體在病毒尚未感染細(xì)胞之前就將它們消滅。
另一種“有效”的定義則是疫苗激發(fā)的免疫反應(yīng)雖然不足以完全防止病毒感染細(xì)胞,但是在病毒感染細(xì)胞之后能夠迅速將它們消滅,大幅度減輕接種人群的疾病癥狀。這時疫苗激發(fā)的抗體免疫反應(yīng)可能不是很高,但是抗體免疫反應(yīng)與T細(xì)胞免疫反應(yīng)的結(jié)合,能夠迅速殺死受到感染的細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)的病毒。
昨日發(fā)布最新臨床結(jié)果的3款在研新冠病毒疫苗都在激發(fā)中和抗體反應(yīng)之外,激發(fā)了CD8陽性T細(xì)胞免疫反應(yīng)。輝瑞(Pfizer)/BioNTech公司的臨床試驗報告中還描述了特異性CD4陽性T細(xì)胞免疫反應(yīng)。鑒于CD8陽性T細(xì)胞在消滅被病毒感染的細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)病毒中的重要作用,以及CD4陽性T細(xì)胞在輔助B細(xì)胞成熟和CD8陽性T細(xì)胞功能方面的協(xié)助作用。能夠激發(fā)針對新冠病毒的T細(xì)胞免疫反應(yīng)對控制疾病嚴(yán)重程度來說,是一個好兆頭。已有的科學(xué)研究顯示,有些無癥狀COVID-19感染者雖然沒有明顯的抗體免疫反應(yīng),但是體內(nèi)存在針對新冠病毒的記憶T細(xì)胞。
誠然,目前臨床試驗結(jié)果中檢測到的中和抗體水平和T細(xì)胞免疫反應(yīng)水平都尚且不能與對新冠病毒感染的保護(hù)能力劃等號。我們?nèi)匀恍枰笮团R床試驗,驗證這些在研疫苗保護(hù)人們不受新冠病毒感染,或者減弱COVID-19患者癥狀的能力。我們期待新冠病毒的在研疫苗在3期臨床試驗中早日傳來好消息。

參考資料:

[1] Vaccine Immunology. Retrieved July 21, 2020, from //www.who.int/immunization/documents/Elsevier_Vaccine_immunology.pdf

[2] T cells found in COVID-19 patients ‘bode well’ for long-term immunity. Retrieved July 21, 2020, from //www.sciencemag.org/news/2020/05/t-cells-found-covid-19-patients-bode-well-long-term-immunity

[3] T helper cell. Retrieved July 21, 2020, from //en.wikipedia.org/wiki/T_helper_cell#Th1/Th2_model


注:本文旨在介紹醫(yī)藥健康研究進(jìn)展,不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導(dǎo),請前往正規(guī)醫(yī)院就診。
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