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这项研究有助于解释为什么以前开发葡萄球菌疫苗的尝试失败了

葡萄球菌是潜在危险皮肤感染的主要原因,最令人担心的是耐药性菌株,它们已成为对公共卫生的严重威胁。研制一种对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的疫苗的尝试未能智胜这种超级细菌的普遍性和对抗生素的适应性。

现在,圣路易斯华盛顿大学医学院的一项研究可能有助于解释为什么以前开发葡萄球菌疫苗的尝试失败了,同时也提出了一种新的疫苗设计方法。这种方法的重点是激活一组未开发的免疫细胞,以及在子宫内或出生后几天内免疫葡萄球菌。

在小鼠身上进行的研究发现,T细胞——人体主要类型的高度特异性免疫细胞之一——在抵御葡萄球菌方面发挥着关键作用。大多数疫苗仅仅依靠刺激另一种主要类型的免疫细胞B细胞,B细胞产生抗体来攻击致病微生物,如细菌。

研究结果发表在12月24日的《临床研究杂志》(Journal of Clinical Investigation)网络版上。

在全球范围内,葡萄球菌感染已成为一种普遍的健康威胁,因为抗生素耐药性的增加。尽管医学界已经尽了最大的努力,但这种超级细菌还是表现出了逃避治疗的一贯能力。我们的研究结果表明,强大的T细胞反应对预防葡萄球菌感染是绝对必要的。”

Juliane Bubeck Wardenburg,医学博士,资深作者,大学儿科重症监护部主任

葡萄球菌具有高度传染性,可在人类皮肤上存活和繁殖,并可通过皮肤间接触或通过受污染的表面接触传播。一般来说,这种细菌在大约三分之一的人口中无害且不可见。从它们停留在皮肤上开始,这些细菌会引起红肿的脓包。这种超级细菌会持续存在,大约一半的感染者会反复感染。

葡萄球菌菌株可进入血液、骨骼或器官,每年导致数十万人患肺炎、严重的器官损伤和其他严重并发症。美国每年有1万多人死于抗药性葡萄球菌感染。

Bubeck Wardenburg说:“过去20年来,金黄色葡萄球菌疫苗领域的重点一直是产生抗体反应,而不是特异性T细胞反应。”“这种新方法很有前途。”

近15年来,布贝克·沃尔顿伯格一直在研究一种由葡萄球菌产生的毒素——阿尔法毒素。这种毒素在多种感染形式的组织损伤中起作用。“阿尔法毒素的一个重要特点是,它存在于所有的葡萄球菌菌株中,也就是那些对抗生素有或没有抗药性的菌株,”她说。“了解了这一点,我们就可以设计出一项研究,在小鼠身上测试阿尔法毒素对轻微皮肤感染以及在血液中传播的更严重感染的免疫反应的影响。”

研究人员发现,免疫细胞不能保护皮肤上有轻微葡萄球菌感染的小鼠。然而,血液中暴露于危及生命的葡萄球菌感染的老鼠确实产生了保护作用。Bubeck Wardenburg说:“我们发现血液中有一种针对葡萄球菌的T细胞反应。”“相比之下,T细胞在皮肤感染中由于毒素而减少。因为皮肤感染是很常见的,我们认为葡萄球菌使用阿尔法毒素来阻止身体激活T细胞的反应,而T细胞的反应能提供对细菌的保护。”

从大局来看,布贝克·沃尔顿伯格说,阻断皮肤感染中的毒素可能会产生健康的T细胞反应。

此外,从出生开始保护T细胞的反应可能会重新编程细菌对免疫系统的整体影响。她说:“这个漏洞是故意的,而且一开始就有险恶的行为。”“这种细菌似乎在用这种毒素塑造T细胞的反应,这对这种细菌有利,但对人类不利。”

以前的疫苗开发工作主要针对成年人。然而,Bubeck Wardenburg说,如果在婴儿第一次遇到葡萄球菌之前接种疫苗,成功的可能性更大。因此,应在接触葡萄球菌之前进行免疫接种,以阻断毒素并产生强有力的T细胞反应。

“我们设想了两种战略,”布贝克·沃尔顿伯格说。一种是对孕妇进行免疫,这样她们就可以转移抗体,保护婴儿在出生时免受毒素的侵害。第二种方法是在婴儿出生后一两天内进行免疫接种。迄今为止,这两种策略都没有被用于葡萄球菌疫苗。”

圣路易斯华盛顿大学

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