病原体如何劫持免疫系统导致疫苗增强疾病
农业、卫生和自然资源学院的研究人员正在努力解开一个长达数十年的谜团，这个谜团阻碍了行走肺炎疫苗的开发。
来自病理生物学和兽医科学系的Steven Szczepanek副教授和Steven Geary教授，以及前研究生Tyler Gavitt和Arland Mara，发表了有助于解释肺炎支原体(Mp)如何劫持我们的细胞的研究结果免疫系统疫苗接种。
他们在该杂志最近发表的两篇文章中分享了他们的发现npj疫苗．
Mp是一种引起行走性肺炎的常见病原体。虽然这种呼吸道感染通常不严重，但它是一种常见的共病原体，与流感或COVID-19等以相同方式传播的疾病一起传播，后者可能导致更多疾病严重的疾病尤其是老年人或免疫功能低下的成年人。
在20世纪60年代，科学家们开始研制Mp疫苗。他们杀死了细菌，并将其注射到人体实验对象中，认为它可以防止实际感染。但事实并非如此。
接种疫苗的人群中，有三分之二的人接种了疫苗。但在另外三分之一的人中，他们的症状比未接种疫苗的组更严重。这种现象被称为疫苗增强型疾病。
由于该领域的研究停滞不前，什切帕内克和他的合作者在2012年取得了他们希望的重大突破。他们用一种不能附着在宿主细胞上的菌株在小鼠身上测试了一种新的疫苗配方。尽管有这种有希望的新方法，但小鼠仍然患上了疫苗增强的疾病。
Szczepanek决定将注意力转移到理解为什么会发生这种情况，并解开Mp的神秘面纱。
支原体，Mp所属的较大的一类，是一种不寻常的细菌。与其他细菌不同，它们没有细胞壁。相反，它们有高度浓缩的脂蛋白排列。这使得它们能够嵌入同样由脂质构成的宿主细胞膜。
在我们的免疫细胞称为TLR2s (toll样受体2)，它与细菌脂蛋白结合。这使得免疫细胞能够识别外来细菌的存在，并启动适当的免疫反应。
Szczepanek的小组发现，当他们从细菌中分离出与脂质相关的膜蛋白(lamp，包括脂蛋白)并将其接种给小鼠时，他们看到了疫苗增强的疾病。当他们去除脂质并给另一组小鼠接种疫苗时，它们没有出现疫苗增强性疾病。
“这非常令人兴奋——我们实际上发现了导致疫苗增强疾病的分子结构，”Szczepanek说。
现在，在最初的论文发表两年后，Szczepanek的团队对疫苗增强疾病的原因有了新的发现。
关键在于适应性免疫系统，其中包括T细胞和B细胞，它们记得如何通过接种疫苗或感染来对抗先前遇到的感染。
在最近的一份出版物在npj疫苗Szczepanek的团队确定了Mp的脂质如何刺激T细胞过度产生一种称为IL-17(白细胞介素17)的细胞因子。
“你不想只是打开你的免疫系统，把它调到最大潜力，因为这会对你的细胞造成各种损害，”什切帕内克说。“你想要对手头的威胁有一个精心定制的免疫反应。周围需要有一定水平的IL-17来激活这些免疫反应。但接种疫苗后，由于存在这些脂质部分，IL-17水平极高。”
这允许其他细胞因子的表达，招募先天性免疫细胞，称为中性粒细胞。这些“核心”免疫细胞向病原体投掷自己的DNA，用DNA的负电荷捕获并杀死病原体。问题是，如果不加以控制，这种反应也会伤害我们自己的细胞。因此，中性粒细胞的流行导致疫苗增强的疾病。
由于支原体不能制造自己的遗传物质，它们似乎是有意地推动这种反应——创造自己的遗传营养来源。
另一个最近的刊物强调产生抗体的B细胞可能在疫苗增强的疾病中发挥作用。
研究人员发现，抗体似乎对保护小鼠没有多大作用。这是非常不寻常的，因为通常情况下抗体是免疫系统对抗之前遇到的感染的主要策略。
鉴于此，研究人员决定耗尽小鼠的B细胞。然后他们发现，在没有B细胞的情况下，疫苗增强的疾病甚至更严重。说明在Mp感染过程中，B细胞除了产生抗体外，还发挥了一定的作用。
Szczepanek说:“目前的情况是，B细胞正在抑制这种疫苗增强的疾病。”“这并不能完全阻止它。但当你没有这些B细胞时，情况就更糟了。”
发现B细胞究竟如何帮助减轻疫苗增强的疾病是未来的研究方向，这可能有助于开发有效的疫苗或治疗方法，因为Mp和所有细菌一样，对抗生素的耐药性越来越强。
最终，Szczepanek说他的研究小组希望开发一种新的疫苗基于他们对这种病原体运作方式的不断了解。
