Science Immunology:为什么预防疟疾的疫苗会很快失去保护作用
来自德国癌症研究中心(DKFZ)的科学家研究了接种疟疾病原体恶性疟原虫后的人体免疫反应。他们的目标是找出以这种方式诱导的辅助性T细胞是针对哪种蛋白质成分的。令研究人员惊讶的是,辅助性T细胞只对疫苗株的蛋白质序列产生反应,几乎与自然发生的病原体变体没有任何交叉反应。这可以解释为什么流行地区的人们经常接触到自然感染,但对其他毒株的新疾病提供的保护甚微,以及为什么迄今可用的疫苗接种的效果只能持续很短的时间。
根据世界卫生组织的数据,尽管在控制疟疾方面取得了令人瞩目的成功,但每年全球仍有60多万人死于这种热带疾病。绝大多数致命的疟疾病例是由恶性疟原虫病原体引起的。迄今为止,只有一种获批的针对这种单细胞生物的疫苗,其效力已经相当低,持续时间不长。
该疫苗针对的是“孢子”表面的定量显性蛋白CSp。孢子虫是疟疾病原体的一个阶段,它通过蚊子的叮咬传播并进入人的血液。“为了改进疫苗,我们需要了解免疫会产生哪些保护性抗体。但这种抗体的产生在很大程度上依赖于所谓的滤泡T辅助细胞的帮助,”德国癌症研究中心的海德达·沃尔德曼说。“它们确保B细胞转化为产生抗体的浆细胞和记忆B细胞。”
为了详细研究T辅助细胞对CSp的反应,由DKFZ免疫学家Wardemann领导的研究小组检测了感染了来自疫苗株的死恶性疟原虫孢子虫的志愿者的血液。这些志愿者都是欧洲人,之前没有接触过疟疾病原体。研究人员在单细胞水平上分析了诱导的疟原虫特异性滤泡T辅助细胞。特别是,他们的研究集中在CSp的哪些序列被T辅助细胞的受体识别上。
分析表明,t细胞受体主要靶向CSp的311 ~ 333氨基酸。但另一个观察结果让研究人员感到震惊:单个t细胞克隆之间几乎没有交叉反应。“这些受体只高度特异地结合所用疫苗株的CSp表位。在某些情况下,即使是单个氨基酸成分的偏差也不能被容忍,”Wardemann解释道。
这名免疫学家指出,在恶性疟原虫的自然种群中,CSp的这一区域发生了高度的序列多态性。“t细胞克隆的特异性阻止了病原体不断重复的自然感染作为天然的‘助推器’。这可能解释了为什么疟疾疫苗的保护作用消失得这么快,”Wardemann说。研究人员建议,进一步开发疫苗应该测试诱导更广泛的T辅助细胞是否可以产生更持久的免疫保护。
文章标题Clonal evolution and TCR specificity of the human T FH cell response to plasmodium falciparum CSp.