Cell：結核疫苗開發新突破！重編程造血干細胞抵抗肺結核
2018年1月14日/生物谷BIOON/---肺結核（TB, 也譯作結核病）是一種侵襲肺部的傳染病，每20秒就奪去一個人的生命，在全世界每年導致150萬人死亡。一個多世紀以來，科學家們仍未找到一種治愈方法，但是如今，在一項新的研究中，來自加拿大蒙特利爾大學等研究機構的研究人員可能已發現一種新的武器來對抗這個全球性的殺手。他們對免疫細胞進行重新編程或者說“訓練”，讓它們殺死導致肺結核的結核分支桿菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb，簡稱肺結核菌）。這些突破性的發現發表在2018年1月11日的Cell期刊上，論文標題為“BCG Educates Hematopoietic Stem Cells to Generate Protective Innate Immunity against Tuberculosis”。論文通信作者為麥吉爾大學健康中心研究所肺免疫學專家Maziar Divangahi博士和蒙特利爾大學遺傳學家Luis Barreiro博士。
Divangahi 說，“當前可用的卡介苗（BCG vaccine）并不有效。當前的抗生素治療是有毒性的，并導致耐藥性肺結核菌菌株產生。抗生素時代正接近尾聲；如果我們不研究替代方法，那么針對這種結核菌，我們就有大麻煩了。”
通過與Barreiro及其團隊合作，Divangahi團隊能夠分析和鑒定出涉及觸發對肺結核菌產生增強的先天性免疫應答的基因組通路。
到目前為止，生產結核疫苗的努力主要集中在T細胞（來自我們的適應性免疫系統的具有記憶能力的免疫細胞）上，但是這些結核疫苗在臨床前和臨床試驗中的結果都是非常令人失望的。如今，Divangahi團隊和Barreiro團隊首次證明，當卡介苗以能夠到達骨髓的方式給予小鼠時，它能夠重編程造血干細胞。這些原始的干細胞負責產生所有的免疫細胞，包括我們的先天性免疫系統中的細胞，這是抵抗肺結核的第一道防線。
經訓練后根除肺結核的細胞
先天性免疫系統---通過骨髓中的造血干細胞---動員巨噬細胞。巨噬細胞是一種吞噬和殺死入侵的肺結核菌等細菌的白細胞類型。它們是這種先天性免疫系統中的第一批免疫應答者。
然而，肺結核菌破壞巨噬細胞的殺傷程序，并將它們作為一種“避難所”進行復制和生長。 Divangahi團隊研究了這個過程，旨在發現如何提高巨噬細殺死肺結核菌的效率。考慮到這個目標，Divangahi團隊讓小鼠接種卡介苗，并在一系列實驗中觀察到在骨髓中，卡介苗能夠重編程或“訓練”造血干細胞，并讓它們增殖和產生殺傷肺結核菌的巨噬細胞。
Divangahi 說，“雖然我們證實卡介苗促進造血干細胞產生訓練有素的免疫力，但是我們并不知道這個保護性通路涉及的分子機制。”
為了找出這些分子機制是什么，Divangahi博士與Barreiro團隊開展合作。他們的目標是分析涉及觸發對肺結核菌產生增強的先天性免疫應答的基因組通路。
Barreiro團隊證實了這些保護性程序是如何從造血干細胞印記和傳遞到巨噬細胞的。此外，他們還鑒定出經過訓練的巨噬細胞中的這些保護性通路的遺傳印記，其中這些保護性通路經“激活”后會讓巨噬細胞殺死肺結核菌。
Barreiro博士說，“確實需要找到不同的方法來開發更好的疫苗，這些疫苗將利用巨噬細胞的力量，最終將使用人體的先天性免疫記憶。”
麥吉爾國際結核病中心主任Marcel Behr博士補充道，“當前的卡介苗是在1921年引入的，并且并不能控制肺結核流行病。這項研究將徹底改變開發新型結核疫苗的努力。”
Divangahi博士提醒道，盡管研究人員和同事們非常希望這種新方法將會產生有效的疫苗來抵抗肺結核和潛在的其他傳染病，但是“這僅是冰山一角，明顯需要開展進一步的研究以便充分利用造血干細胞在抵抗傳染病的免疫應答中的作用”。（生物谷 Bioon.com）
參考資料：
Eva Kaufmann, Joaquin Sanz, Jonathan L. Dunn et al. BCG Educates Hematopoietic Stem Cells to Generate Protective Innate Immunity against Tuberculosis. Cell, 11 January 2018, 172(1-2):176–190, doi:10.1016/j.cell.2017.12.031
圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.12.031。
通過與Barreiro及其團隊合作，Divangahi團隊能夠分析和鑒定出涉及觸發對肺結核菌產生增強的先天性免疫應答的基因組通路。
到目前為止，生產結核疫苗的努力主要集中在T細胞（來自我們的適應性免疫系統的具有記憶能力的免疫細胞）上，但是這些結核疫苗在臨床前和臨床試驗中的結果都是非常令人失望的。如今，Divangahi團隊和Barreiro團隊首次證明，當卡介苗以能夠到達骨髓的方式給予小鼠時，它能夠重編程造血干細胞。這些原始的干細胞負責產生所有的免疫細胞，包括我們的先天性免疫系統中的細胞，這是抵抗肺結核的第一道防線。
經訓練后根除肺結核的細胞
先天性免疫系統---通過骨髓中的造血干細胞---動員巨噬細胞。巨噬細胞是一種吞噬和殺死入侵的肺結核菌等細菌的白細胞類型。它們是這種先天性免疫系統中的第一批免疫應答者。
然而，肺結核菌破壞巨噬細胞的殺傷程序，并將它們作為一種“避難所”進行復制和生長。 Divangahi團隊研究了這個過程，旨在發現如何提高巨噬細殺死肺結核菌的效率。考慮到這個目標，Divangahi團隊讓小鼠接種卡介苗，并在一系列實驗中觀察到在骨髓中，卡介苗能夠重編程或“訓練”造血干細胞，并讓它們增殖和產生殺傷肺結核菌的巨噬細胞。
Divangahi 說，“雖然我們證實卡介苗促進造血干細胞產生訓練有素的免疫力，但是我們并不知道這個保護性通路涉及的分子機制。”
為了找出這些分子機制是什么，Divangahi博士與Barreiro團隊開展合作。他們的目標是分析涉及觸發對肺結核菌產生增強的先天性免疫應答的基因組通路。
Barreiro團隊證實了這些保護性程序是如何從造血干細胞印記和傳遞到巨噬細胞的。此外，他們還鑒定出經過訓練的巨噬細胞中的這些保護性通路的遺傳印記，其中這些保護性通路經“激活”后會讓巨噬細胞殺死肺結核菌。
Barreiro博士說，“確實需要找到不同的方法來開發更好的疫苗，這些疫苗將利用巨噬細胞的力量，最終將使用人體的先天性免疫記憶。”
麥吉爾國際結核病中心主任Marcel Behr博士補充道，“當前的卡介苗是在1921年引入的，并且并不能控制肺結核流行病。這項研究將徹底改變開發新型結核疫苗的努力。”
Divangahi博士提醒道，盡管研究人員和同事們非常希望這種新方法將會產生有效的疫苗來抵抗肺結核和潛在的其他傳染病，但是“這僅是冰山一角，明顯需要開展進一步的研究以便充分利用造血干細胞在抵抗傳染病的免疫應答中的作用”。（生物谷 Bioon.com）
參考資料：
Eva Kaufmann, Joaquin Sanz, Jonathan L. Dunn et al. BCG Educates Hematopoietic Stem Cells to Generate Protective Innate Immunity against Tuberculosis. Cell, 11 January 2018, 172(1-2):176–190, doi:10.1016/j.cell.2017.12.031
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