为了对抗结核病感染,早期保护至关重要

在结核病(TB)细菌感染人体后的最初几天,一系列免疫细胞被激活以对抗感染。根据圣路易斯华盛顿大学医学院和南非夸祖鲁-纳塔尔省非洲健康研究所的一项新研究,现在,研究人员已经确定了一种主细胞,可以在关键的早期协调人体的免疫防御。

这项研究结果发表在6月5日的《自然》(Nature)杂志上。研究表明,增强这种细胞的活性,可能有助于防止这种致命细菌在肺部站稳脚跟,并减少每年数千万的新感染病例。

Khader

“对结核病细菌的免疫反应取决于这种细胞的早期反应,这为结核病控制开辟了一条全新的道路,”该研究的共同高级作者、医学院分子微生物学系临时系主任Shabaana Abdul Khader教授说。“现在我们可以开始考虑如何瞄准这种细胞,帮助身体在细菌有机会建立自己之前将其消灭。”

根据世界卫生组织的数据,2017年约有150万人死于结核病,使结核病成为全球最致命的传染病。虽然有一种疫苗,但它只能很好地预防儿童中更严重的疾病,而对年龄较大的儿童和成人效果较差。尽管疫苗被广泛使用,但仍未能阻止结核病的传播,全球四分之一的人口感染了结核病细菌。

“最近几次疫苗试验的积极结果使这成为从事结核病免疫学工作的一个令人兴奋的时刻,”非洲卫生研究所教员、联合高级作者Alasdair Leslie说。“我们对导致结核病的细菌与人类之间的相互作用了解得越多,我们就越有可能在这些成果的基础上继续努力,战胜这种致命的流行病。”

疫苗的设计目的是通过向适应性免疫细胞提供这些微生物的片段来警告免疫系统有关危险的微生物。这些细胞会记住它们所见过的东西,并在这些微生物出现时迅速做出反应——理想情况下,是在这些微生物繁殖并导致疾病之前。但就结核病而言,单凭适应性免疫,即使接种了疫苗,也可能太慢,无法保护人们。

埃塞俄比亚莱斯利和他的同事——包括co-first作者阿曼达Ardain,莱斯利的实验室的研究生,和Racquel Domingo-Gonzalez Shibali Das,博士后研究人员在埃塞俄比亚的实验室,研究动物和人识别和蛋白质,保护身体的免疫细胞对抗结核细菌感染后的第一天。

他们发现,被称为第3组先天淋巴细胞(ILC3)的细胞在感染的前两周起着关键作用。ILC3细胞属于免疫系统的固有分支,它可以检测和响应体内的外来入侵者。生物学家长期以来一直认为,先天免疫系统缺乏对特定微生物的记忆,但最近的研究表明,一些先天免疫细胞可能有记忆。

实验表明,在感染后的五天内,ILC3细胞出现在肺部,它们在肺部释放化合物,激活和吸引其他免疫细胞。到达的细胞包括其他的天然免疫细胞——它们携带有杀菌武器——以及引导和增强天然免疫细胞杀伤潜能的适应性免疫细胞。免疫细胞一起包围细菌并摧毁它们。

在缺乏ILC3细胞的小鼠中,免疫反应被延迟,难以启动。激活的化合物被释放得更晚,免疫细胞到达肺部的速度更慢,细菌没有被免疫细胞吞噬,因此,小鼠的病情更严重,肺部有更多的结核病细菌。当研究人员给缺乏自身ILC3细胞的小鼠注入ILC3细胞时,它会启动免疫反应,而细菌数量从来没有增长得很高。

同时也是病理学和免疫学教授的Khader说:“这些先天淋巴细胞似乎协调了所有的早期下游免疫反应,包括先天免疫反应和适应性免疫反应,这些都是控制感染所需要的。”

在患有结核病的人和动物中,ILC3细胞聚集在肺部,尤其是在包围并杀死细菌的免疫结构中。在人们成功地接受抗生素治疗后,ILC3细胞在他们的血液中变得更加丰富,这表明肺部不再需要这些细胞来对抗感染。

疫苗开发人员在很大程度上忽视了先天免疫系统,因为人们认为先天免疫系统缺乏记住特定微生物的能力。但最近的研究表明,先天免疫细胞可能有记忆,或者可以被训练得更有效,从而增强身体的先天免疫防御,并提供广泛的保护。结核病疫苗——即卡介苗疫苗——是一个世纪前开发的,旨在针对适应性免疫系统。但是现在人们认为它的部分作用是通过训练先天免疫系统。

卡德尔说:“接种卡介苗疫苗的儿童今后几年不仅可以预防结核病,还可以预防许多不同的传染病和癌症。”“与未接种疫苗的儿童相比,他们因各种原因患病和死亡的比例都更低。我们不想取代卡介苗,但我们或许可以找到一种化合物,当卡介苗的效果开始消退时,我们可以用它来提高接种过疫苗的儿童的免疫力。”

哈德的研究小组已经开始筛选一系列化合物,寻找能够增强ILC3活性并在感染后的最初几天内驱动更强免疫反应的化合物。

Khader说:“肺内的ILCs是可训练的还是有记忆的,以及训练或记忆能持续多久,仍然是一个悬而未决的问题。”“但如果我们能训练它们,让这些细胞群做好进入肺部的准备,这可能是我们制造更有效结核病疫苗的一种方法。”

莱斯利补充说:“这项研究是南非和美国科学家之间的杰出合作,并完美地说明了汇集各大洲的专业知识来推进结核病科学的力量。”


Ardain, Domingo-Gonzalez R, Das, Kazer西南,霍华德数控,辛格,艾哈迈德·M Nhamoyebonde年代,Rangel-Moreno J, Ogongo P L, Ramsuran D, de la Luz Garcia-Hernandez M, Ulland T, Darby M,公园E, F卡里姆,Melocchi L, Madansein R, Dullabh KJ,邓拉普米,Marin-Agudelo N, Ebihara T, Ndung ‘u T, Kaushal D,宾,咨询JK, Steyn说,祖尼加J,霍斯耐尔(paul Horsnell) W, Yokoyama W, Shalek AK, Kløverpris HN,报摊M,莱斯利,埃塞俄比亚SA。第三组先天淋巴细胞介导早期抗结核保护性免疫。大自然。2019年6月5日。DOI: 10.1038 / s41586 – 019 – 1276 – 2
这项工作由美国国立卫生研究院(NIH)支持,资助号HL105427, ai11194 -02, AI123780, AI134236-02, T32 HL 7317-39, T32- ai007172, U19 AI91036, 5U24AI118672;国家心肺血液研究所,批准号T32 HL007317-37;斯蒂芬·i·莫尔斯奖学金;罗切斯特大学医学系;塞尔学者计划;贝克曼青年调查项目;斯隆化学奖学金;比尔和梅林达·盖茨基金会;雷根研究所正是从;国家科学基金研究生奖学金;休·汉普顿青年纪念基金奖学金。
华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)的1500名教职员工也是巴尼斯犹太医院(Barnes-Jewish)和圣托马斯医院(St。路易的儿童医院。医学院在医学研究、教学和病人护理方面处于领先地位,在《美国新闻与世界报道》(U.S. News &世界报道。通过与巴尼斯犹太医院(Barnes-Jewish)和圣路易斯儿童医院(St. Louis Children’s hospitals)的合作,医学院与BJC HealthCare建立了联系。

最初由医学院出版

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2019/06/to-fight-tb-infection-early-protection-is-crucial/

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