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为了对抗结核感染早期保护至关重要

在结核病(TB)细菌感染身体后的第一天,一系列免疫细胞被激活以对抗感染。根据华盛顿大学圣路易斯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在早期关键时期协调身体免疫防御的主细胞。

6月5日发表在“自然”杂志上的研究结果表明,支持这些细胞的活动有助于防止致命细菌在肺部获得立足点,并减少每年发生的数千万新感染。

“对结核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途径,”共同资深作者Shabaana Abdul Khader博士说,他是该系教授兼临时负责人。医学院的分子微生物学。“现在我们可以开始考虑如何靶向这种细胞,帮助身体抵抗细菌,然后才有机会建立自己。”

根据世界卫生组织的数据,2017年约有150万人死于结核病,这使其成为全球最致命的传染病。虽然可以使用疫苗,但它只能提供良好的保护,以防止幼儿患上更严重的疾病,并且在年龄较大的儿童和成人中效果较差。尽管被广泛使用,疫苗仍未能阻止该疾病的传播,世界上四分之一的人口感染了结核菌。

“最近几次疫苗试验取得的积极成果使得这一活动成为结核病免疫学的一个激动人心的时刻,”非洲健康研究所的联合资深作者Alasdair Leslie博士表示。“我们越了解引起结核病的细菌与人之间的相互作用,我们就越有可能在这些成果的基础上进一步发展并击败这种致命的流行病。”

疫苗旨在通过向适应性免疫细胞提供一些这样的微生物来警告免疫系统有关危险的微生物。这些细胞记住了他们所看到的并且当这些微生物出现时迅速反应 - 理想情况下,在微生物繁殖并引起疾病之前。但就结核病而言,即使通过疫苗接种引发适应性免疫,也可能过于缓慢而无法保护人。

Khader,Leslie及其同事 - 包括Leslie实验室的研究生Amanda Ardain,以及Khader实验室的博士后研究员Racquel Domingo-Gonzalez博士和Shibali Das博士 - 研究了动物和人类以确定免疫细胞和蛋白质在感染后的第一天保护身体抵抗结核菌。

他们发现被称为第3组先天性淋巴样细胞(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先天分支,可检测并响应体内的外来入侵者。生物学家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,感染后5天内,ILC3细胞出现在肺部,在那里它们释放出激活和吸引其他免疫细胞的化合物。到达的细胞包括其他先天免疫细胞 - 其中含有杀菌杀菌武器 - 以及指导和增强先天免疫细胞杀伤潜力的适应性免疫细胞。免疫细胞一起围绕细菌并摧毁它们。

在缺乏ILC3细胞的小鼠中,免疫反应被延迟并且难以离开地面。活化的化合物后来释放,免疫细胞到达肺部的速度较慢,细菌不被免疫细胞吞噬,因此,小鼠病情较重,肺部有更多的结核菌。当研究人员将ILC3细胞给予缺乏自身ILC3细胞的小鼠时,它会启动免疫反应,细菌数量从未升高。

“这些先天性淋巴细胞似乎能够协调所有早期下游的免疫反应 - 无论是天生的还是适应性的 - 你需要控制感染,”Khader说,他也是病理学和免疫学教授。

在患有结核病的人和动物中,ILC3细胞聚集在肺部,特别是在包围和杀死细菌的免疫结构中。人们成功接受抗生素治疗后,ILC3细胞血液中的细胞变得更丰富,这表明肺部不再需要细胞来对抗感染。

疫苗开发人员在很大程度上忽略了先天免疫系统,因为它被认为缺乏记忆特定微生物的能力。但最近的研究表明,先天免疫细胞可能有记忆力或可以训练更有效,从而加强身体的先天免疫防御并提供广泛的保护。抗结核疫苗 - 被称为BCG疫苗 - 是在一个世纪前开发的,旨在针对适应性免疫系统。但现在认为通过训练先天免疫系统可以起到部分作用。

“接种BCG疫苗的儿童不仅可以抵抗结核病,而且可以保护几年不同的传染病和癌症,”Khader说。“与未接种疫苗的儿童相比,他们患病和死亡的比率低。我们不想更换BCG疫苗,但我们可以找到一种可以用来提高接种疫苗儿童免疫力的化合物当BCG的效果开始磨损时。“

Khader的研究小组已经开始筛选一组化学化合物,寻找能够增强ILC3活性并在感染后第一天产生更强免疫反应的化合物。

“这仍然是一个悬而未决的问题,肺部的ILCs是否可训练或有记忆以及训练或记忆能持续多久,”Khader说。“但是,如果我们能够对它们进行培训并使这些细胞的数量准备好并准备进入肺部,那么这可能是我们为结核病制造更有效疫苗的一种方式。”

Leslie补充说:“这项研究是南非和美国科学家之间的一次杰出合作,完美地说明了将各大洲的专业知识汇集在一起​​推动结核病科学研究的力量。”

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