CD25+细胞清除可增强PR8灭活流感疫苗在老年小鼠中的保护性免疫作用
《Virology》:CD25+ cell depletion enhances protective immunity of PR8 inactivated influenza vaccine in aged mice
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时间:2026年05月04日
来源:Virology 2.4
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张颖|刘玲玲|陈腾飞|李明琦|史晓丹|刘颖天津科技大学生物技术学院,国家食品营养与安全重点实验室,中国天津摘要免疫衰老是一个真实的生物过程,会导致老年人对疫苗的免疫反应在数量和质量上减弱。适应性免疫系统,尤其是B细胞和T细胞,负责产生针对性的、持久的免疫记忆,是直接影响疫苗效果的
张颖|刘玲玲|陈腾飞|李明琦|史晓丹|刘颖
天津科技大学生物技术学院,国家食品营养与安全重点实验室,中国天津
摘要
免疫衰老是一个真实的生物过程,会导致老年人对疫苗的免疫反应在数量和质量上减弱。适应性免疫系统,尤其是B细胞和T细胞,负责产生针对性的、持久的免疫记忆,是直接影响疫苗效果的关键组成部分。然而,这一系统会随着年龄的增长而出现显著的功能下降。本研究评估了通过清除CD25+细胞并结合皂苷基ISCOMs佐剂是否能够增强PR8灭活流感疫苗在老年小鼠中的效果。在老年BALB/c小鼠中,使用抗CD25单克隆抗体清除CD25+细胞后,再对其进行肌肉注射PR8病毒疫苗,实验中既使用了ISCOMs佐剂,也未使用。CD25+细胞清除与佐剂的结合诱导了强烈的抗体反应,促进了IgG2a/IgG1比例的平衡,显著提高了血凝抑制滴度,并提供了对致命病毒挑战的完全保护。这些结果表明,针对CD25信号通路并与皂苷基佐剂结合使用,是一种有前景的策略,可以克服免疫衰老并提高老年人的流感疫苗效果。
引言
流感仍然是全球公共卫生的主要威胁,每年都会引发季节性流行,导致大量的发病率和死亡率。世界卫生组织估计,流感每年导致多达65万人因呼吸系统疾病死亡,其中65岁及以上的老年人承受着最重的疾病负担[1]。除了呼吸系统并发症外,流感还经常引发心血管和代谢紊乱,从而加剧了老龄化社会的健康和经济挑战。例如,在2019-2020年的流感季节,美国65岁及以上的老年人因流感住院的比例超过了每10万人400例,而65岁以下的人群这一比例为每10万人30-50例。这表明老年人因流感相关并发症住院的可能性几乎是年轻人的八倍,突显了这一脆弱群体的疾病负担。随着中国人口的快速老龄化,老年人因流感住院和死亡的人数持续增加。2023年的数据显示,近40%的流感相关死亡发生在65岁及以上的老年人中[2]。然而,中国老年人的流感疫苗接种覆盖率仍然很低,只有约30%的人每年接种疫苗——远低于世界卫生组织推荐的全球目标[3]。
疫苗接种仍然是预防流感的基石。证据表明,标准剂量的疫苗可以将老年人因流感住院的风险降低约40%[4],而高剂量和佐剂疫苗可以进一步提高24%到39%的保护效果[5]。然而,免疫衰老会导致老年人免疫反应减弱、抗体产生减少以及淋巴细胞功能下降。此外,老年人常见的慢性疾病和长期用药进一步削弱了体液免疫和细胞免疫。最近的多组学分析还显示,衰老伴随着先天性和适应性免疫途径的协同下降,包括细胞因子信号传导的失调、T细胞和B细胞转录程序的改变以及代谢适应性的降低,这些因素共同导致了老年人对疫苗反应能力的减弱[6]。
然而,灭活流感疫苗在老年人中的免疫原性不足仍然是一个主要限制。有效的疫苗接种策略,如佐剂优化和调节调节通路(例如CD25信号传导),可以显著改善对流感疫苗的免疫反应。
近年来,佐剂在许多疫苗中发挥了重要作用,因为它们能够增强免疫反应。以诺瓦瓦克斯(Novavax)开发的重组SARS-CoV-2刺突蛋白纳米颗粒疫苗为例,其配方中添加了基于皂苷的Matrix-M?佐剂,这不仅显著提高了中和抗体滴度,还诱导了强烈的Th1型细胞免疫反应,从而在不同年龄组中表现出优异的免疫原性[7]。佐剂已成为提高流感疫苗效果的关键策略,特别是在免疫反应减弱的人群中。含有MF59、AS03和CpG等佐剂的流感疫苗可以改善老年人的抗体滴度和免疫平衡,但与非佐剂疫苗相比,可能会增加局部和全身不良反应[8, 9, 10]。在各种佐剂中,基于皂苷的佐剂(如QS-21)特别值得关注,因为它们能够强烈刺激体液免疫和细胞免疫,从而在免疫衰老的情况下提高疫苗效果[11, 12]。皂苷佐剂还显示出增强黏膜和全身免疫反应的潜力。例如,基于巴西皂苷(Quillaja brasiliensis)的纳米佐剂在鼻内给药时显著改善了小鼠模型中对流感疫苗的体液免疫反应[13]。这些发现强调了寻找既能增强免疫原性又能保持老年人耐受性的佐剂的重要性[14]。
除了传统佐剂外,还研究了针对免疫细胞的分子以优化疫苗效果。CD25是T细胞激活和调节性T细胞(Treg)功能的关键调节因子,它调节IL-2信号传导,从而影响效应T细胞的扩增和抗体产生。证据表明,与年龄相关的CD25信号传导下降可能会损害疫苗诱导的免疫反应,而佐剂或高剂量配方可以部分恢复这些反应。老年人体内CD4+CD25+调节性T细胞的比例增加,可能会削弱疫苗的免疫反应。因此,调节CD25信号传导是提高老年人流感疫苗效果的一个有前景的策略[15]。在流感疫苗研究中,高剂量或佐剂配方被发现可以上调CD25相关的转录因子,从而增强B细胞激活和抗体产生[16]。因此,将强效佐剂(如皂苷)与针对CD25的免疫调节剂结合使用,可能是一种提高老年人流感疫苗效果的有前景的策略。先前的研究表明,使用抗CD25抗体阻断调节性T细胞可以显著增强老年小鼠对类流感病毒的免疫反应,这为通过调节CD25信号传导来提高疫苗效果提供了理论依据[17]。
章节摘录
伦理声明
所有动物实验均按照中国天津科技大学实验动物中心的国家和地方法规及指南进行(SWXY-20240326407)。老年雌性BALB/c小鼠(18个月大)被饲养在单独通风的笼子里,并在整个研究期间每天进行监测。所有程序,包括CD25+细胞清除、肌肉注射、血液采样和病毒挑战,均
皂苷佐剂的添加和CD25+细胞的清除可提高老年小鼠的疫苗保护效果
动物实验按照图1所示进行。为了评估疫苗诱导的保护效果,在流感病毒挑战后14天内监测了老年小鼠的体重和存活情况(图2A-C)。对照组的小鼠从感染后第3天开始体重迅速下降,第8天时体重下降超过20%。第10天后体重部分恢复,大约60%的动物存活到了观察期结束。
讨论
我们的结果表明,基于皂苷的佐剂和短暂的CD25+细胞清除共同增强了老年小鼠的疫苗诱导的体液免疫和保护性免疫。
疫苗接种是控制流感传播的重要策略,可以显著降低感染率和疾病严重程度[20]。然而,不同人群对疫苗的免疫反应差异很大,这主要受其发育水平和功能状态的影响
结论
总之,本研究表明,短暂清除CD25+细胞和基于皂苷的ISCOMs佐剂增强了老年小鼠对灭活PR8流感疫苗的免疫原性和保护效果,表现为抗体反应增强、HAI滴度升高、肺病毒载量减少以及致命病毒挑战后的存活率提高。值得注意的是,CD25+细胞清除与ISCOMs佐剂的结合产生了最明显的保护效果
CRediT作者贡献声明
刘颖:项目管理、资金获取、概念构思。李明琦:数据可视化、数据管理。史晓丹:资源准备、方法学设计。刘玲玲:写作——审稿与编辑、软件使用、数据分析。陈腾飞:验证、实验研究。张颖:初稿撰写、实验研究、数据管理
资助
本工作得到了中国博士后科学基金会(资助编号:2021M70243)和天津市科学技术局(资助编号:25YDTPJC00740)的支持。
致谢
我们衷心感谢杨青来博士对我们研究项目的宝贵建议。我们也非常感谢叶玲博士的专业指导以及林芳博士在实验工作中的辛勤协助。我们珍惜与你们共度的富有成效和愉快的时光,这段经历让我们感受到了深厚的友谊和慰藉。>
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