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抗原排得愈密,免疫記得愈久:奈米疫苗找到延長B細胞反應的設計線索

兩項小鼠研究顯示,在奈米粒子表面重複呈現更多抗原,比單純提高單點親和力更能維持記憶B細胞、長壽命漿細胞與血中抗體,為HIV疫苗設計提供可調整的物理參數。

By SURL BioNews

疫苗不只要讓免疫系統「看見」抗原,還得讓這段記憶留得夠久。Scripps Research、德州大學醫學分部與國際愛滋病疫苗倡議組織合作的兩項前臨床研究指出,將抗原以高度重複的方式排列在奈米粒子表面,可讓特定B細胞取得更持久的生存與成熟優勢,為難以建立長期保護力的HIV疫苗提出一項結構設計原則。

研究團隊關注的是多價結合力(avidity),也就是一顆奈米粒子透過多個接觸點與B細胞受體形成的整體結合強度。它同時取決於粒子表面可供辨識的抗原數量,以及每一個接觸點的單點親和力(affinity)。過去兩者往往一起變動,難以判斷究竟哪一項更重要;這次研究人員製作六種大小等條件相近、但功能性結合位點由零至60個不等的奈米粒子,藉此拆開兩項因素的影響。

小鼠接種實驗顯示,功能性抗原排列愈密,生發中心反應維持得愈久,記憶B細胞、長壽命漿細胞與血中抗體的生成及持續性也愈強。研究團隊另以控制實驗排除「只是投入更多抗原」的解釋,結果支持關鍵在於同一粒子上的重複排列方式,而非抗原總量本身。

伴隨研究進一步追蹤生發中心內的競爭。這裡是活化B細胞篩選、增殖與成熟的重要場所;能更有效抓住高重複度奈米粒子的前驅B細胞,較容易在競爭中留下並擴增。提高單點親和力同樣有幫助,但影響不及多價排列。B細胞受體定序也顯示,抗原價數對個別體細胞突變的影響有限,卻能增加參與反應的克隆多樣性。

這項差異只有在B細胞彼此競爭時才明顯。當研究人員降低其他前驅B細胞的數量,低價數與高價數奈米粒子造成的差距便消失。這提供了一個可能的解釋:某些抗原排列較稀疏的疫苗,在免疫組成簡化的動物模型中或許表現良好,進入具有多樣B細胞族群的人體後,目標細胞卻未必能贏得競爭。

目前證據仍限於經過特別設計、帶有特定前驅B細胞的小鼠模型,研究也沒有證明這種奈米疫苗能在人體預防HIV感染。抗原密度是否能在更自然的免疫環境、非人靈長類與臨床試驗中同樣延長保護力,仍待驗證。不過,研究把「如何排列抗原」從製劑細節提升為可量化的設計變數,也可能為其他需要持久抗體反應的傳染病疫苗提供檢驗方向。

References

  1. Scripps Research
  2. Sciety