在COVID-19感染期间,肺部是一个重要的损伤部位。了解肺部免疫细胞对病毒感染的反应可以帮助科学家开发疫苗。

现在,索尔克大学教授苏珊·凯奇领导的一组研究人员发现,肺中负责长期免疫的细胞比以前想象的更容易被激活。这一见解于2020年6月11日发表在《科学》杂志上,可能有助于开发流感和新型冠状病毒的通用疫苗。

当我们第一次接触到细菌或病毒,比如流感,我们的一种免疫细胞,被称为杀伤性T细胞,会破坏被感染的细胞,以防止疾病的传播。一旦病原体被清除,这些经验丰富的杀手T细胞(也称为杀手“记忆”T细胞)长期留在我们体内,并“记住”以前的入侵者。这些杀伤性记忆T细胞使我们的免疫系统能够更快地对第二次攻击做出反应,并有效地提供针对入侵者的长期保护性免疫,这是疫苗接种背后的基本概念。

关于杀手记忆T细胞如何在淋巴器官(如淋巴结)中被激活,科学家们知道很多。被称为树突状细胞的免疫信使细胞将病毒片段呈现给杀手记忆T细胞,类似于饲养员将气味呈现给猎犬,以允许它们发挥杀手功能。

但之前的研究并没有检查肺等重要器官的这种相互作用。肺部是流感和冠状病毒等病原体经常进入的地方,因此研究小组开始确认这一长期存在的教条是否适用于驻留在肺部的杀伤性记忆T细胞。

Kaech和当时的研究生Jun Siong Low,论文的第一作者,假设树突状细胞需要重新激活杀伤性记忆T细胞来对抗第二次病毒攻击。因此,他们在小鼠体内一次删除一种不同类型的信使细胞,以观察杀伤性记忆T细胞是否仍能识别第二次流感感染。研究人员使用一种绿色荧光报告蛋白,使杀手记忆T细胞在识别病毒时发光。然而,每次研究人员删除一种特定的细胞类型时,肺中的杀手记忆T细胞继续发光。

“一开始,我们的结果令人失望,因为我们的实验似乎并不奏效;在删除了许多不同的信使细胞类型后,肺中的杀手记忆T细胞继续识别病毒,”Low说,他现在是瑞士意大利大学生物医学研究所(IRB)的博士后。“很快,我们意识到这些肺驻留杀手记忆T细胞是特殊的,因为它们不依赖于任何一种类型的信使细胞。相反,他们可以通过各种不同的信使细胞‘看到’第二次流感感染,包括肺上皮细胞等非免疫细胞,这是一个非常令人兴奋的发现。”

相反,当研究人员检查淋巴结(感染期间膨胀的腺体)中的杀伤性记忆T细胞时,他们发现杀伤性记忆T细胞需要树突状细胞来识别第二次病毒攻击。这表明,杀伤记忆T细胞的解剖位置决定了它们如何被重新激活,挑战了长期以来认为杀伤记忆T细胞需要树突状细胞才能重新激活的教条。这些结果有助于重塑杀手记忆T细胞激活的范式。

由于肺常驻杀手记忆T细胞可以在病原体进入的部位被几乎任何类型的细胞迅速重新激活,因此确定能够产生这些肺常驻杀手记忆T细胞的疫苗可能对肺部病毒感染的卓越免疫力至关重要。

NOMIS主席Kaech说:“我们将把这些知识应用到我们的下一项研究中,在那里我们将研究冠状病毒感染后是否会形成肺驻留杀手记忆T细胞。”“由于并非所有感染都会诱发杀伤性记忆T细胞,我们将确定这些细胞是否在冠状病毒感染后形成,以及它们是否能预防未来的冠状病毒感染。”