近日，法國巴斯德研究所的科學家們表示，他們開發(fā)出了一種人工淋巴器官芯片，可以在很大程度上模擬人體免疫系統(tǒng)對加強疫苗的反應(yīng)。根據(jù)研究人員的說法，這項技術(shù)有望用于評估新型蛋白質(zhì)和mRNA疫苗加強針的有效性，尤其是針對COVID-19和其他傳染病。相關(guān)研究發(fā)表在《實驗醫(yī)學雜志》（Journal of Experimental Medicine）上，題為《在淋巴器官芯片中模擬記憶B細胞反應(yīng)以評估m(xù)RNA疫苗加強針》（Modeling memory B cell responses in a lymphoid organ-chip to evaluate mRNA vaccine boosting）。

研究人員通過使用含有多種免疫細胞類型的人體血液樣本，使淋巴器官芯片對COVID-19的mRNA疫苗產(chǎn)生反應(yīng)。與現(xiàn)實世界的實驗結(jié)果類似，研究發(fā)現(xiàn)，二價疫苗在誘導(dǎo)針對Omicron變異株的中和抗體方面，并不比單價疫苗更有效。

然而，當研究團隊對來自不同供體的淋巴器官芯片進行對比時，觀察到不同的反應(yīng)：某些供體的芯片對單價和二價mRNA疫苗的反應(yīng)相同，而另一些供體的芯片則對其中一種疫苗有更強的反應(yīng)。

“這展示了人群中免疫歷史的多樣性，以及個人對疫苗反應(yīng)的差異性，”研究員Jeger-Madiot解釋道。

該研究的首席科學家Chakrabarti補充說：“在面對如此多樣的反應(yīng)時，淋巴器官芯片為評估候選疫苗在不同人群中誘導(dǎo)中和抗體的能力提供了一個有用的臨床前系統(tǒng)。在SARS-CoV-2快速演變的背景下，這將是一個寶貴的工具?！?/p>

為了更好地預(yù)測候選疫苗在人類中的免疫原性，研究團隊開發(fā)了基于微流體芯片的淋巴器官芯片（LO芯片）模型。他們在芯片中使用了高密度的3D膠原基質(zhì)，并加入了人體外周血單核細胞（PBMC）。研究人員發(fā)現(xiàn)，流過的SARS-CoV-2刺突蛋白能夠模擬疫苗加強針，通過大幅激活刺突蛋白特異性記憶B細胞，促使其分化為漿細胞，并分泌特異性抗體。

“我們的LO芯片成功再現(xiàn)了淋巴組織中的一些關(guān)鍵免疫反應(yīng)，例如CD4+ T細胞和B細胞聚集，以及漿細胞的遷移。此外，芯片中的髓樣細胞能夠捕獲和表達由脂質(zhì)納米顆粒載體傳遞的mRNA，從而可以評估對mRNA疫苗的免疫反應(yīng)。”研究人員指出。

通過比較LO芯片對單價和二價疫苗的反應(yīng)，研究顯示了類似的Omicron中和抗體誘導(dǎo)水平，這與體內(nèi)觀察到的免疫印記現(xiàn)象一致。研究人員表示，這種芯片平臺為評估疫苗加強策略提供了一個靈活的工具。

△淋巴器官芯片通過將外周血單核細胞（PBMCs）嵌入細胞外基質(zhì)（ECM）中創(chuàng)建，然后可以暴露于病毒抗原以模擬疫苗接種的效果。 [2024 Jeger-Madiot 等，最初發(fā)表于《實驗醫(yī)學雜志》]

巴斯德研究所病毒與免疫單元負責人Chakrabarti博士指出：“COVID-19大流行凸顯了快速評估候選疫苗免疫反應(yīng)的臨床前系統(tǒng)的需求，尤其是在高風險人群中。”

免疫系統(tǒng)對疫苗的反應(yīng)通常在次級淋巴器官中進行協(xié)調(diào)，例如淋巴結(jié)和脾臟，這些地方是各種免疫細胞相互作用并促進B細胞生成抗體的關(guān)鍵場所。Chakrabarti的團隊在研究中通過將人體血液細胞嵌入3D膠原基質(zhì)，并利用微流體技術(shù)創(chuàng)建了一個人工淋巴器官芯片。這些芯片可以暴露在疫苗使用的病毒蛋白和RNA中，從而激發(fā)免疫反應(yīng)。

“微流體芯片的連續(xù)灌流系統(tǒng)大大促進了免疫細胞的生長和激活，”巴斯德研究所微流體平臺負責人Samy Gobaa博士補充道。

當研究人員將SARS-CoV-2刺突蛋白暴露于淋巴器官芯片時，血液樣本中的B細胞和T細胞開始活躍并聚集在一起，就像在真實的淋巴器官中一樣。隨后，B細胞成熟并開始產(chǎn)生能夠中和SARS-CoV-2病毒的抗體。

參考文獻：https://rupress.org/jem/article-abstract/221/10/e20240289/276956/Modeling-memory-B-cell-responses-in-a-lymphoid?redirectedFrom=fulltext

編輯：周敏

排版：李麗