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新冠疫苗遥遥无期?自带「免疫记忆」功能的NK细胞前来救场

作者:雅晶健康 | 时间:2020-11-03 | 阅读量:144

2019武汉新冠肺炎疫情爆发已经3月有余,同为冠状病毒,从一开始,大家就有一个疑问在心头:2003年的SARS(严重急性呼吸综合征冠状病毒),2012年的MERS(中东呼吸综合征冠状病毒),每一次都带给人类巨大的痛苦,每一次人类都积极投入疫苗研制,为什么,时至今日,SARS、MERS疫苗还是无疾而终?

那么,新冠疫苗是否也会遥遥无期?


答案是肯定的,既往的科研与疫苗研发经验始终在告诉我们同一件事:疫苗研发是一个漫长严谨的过程,疫苗的问世与应用,绝非一朝一夕可以完成!


以新冠肺炎为例,请跟随我们了解一下客观、枯燥的疫苗研发流程。


传统蛋白疫苗研发:时间长,难度大

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传统蛋白疫苗的原理是将病原微生物,经过人工减毒、灭活或者利用转基因等方法,将“敌人”的样貌、身份信息等告诉免疫系统,由免疫系统产生一定的保护物质,如免疫激素、活性生理物质、记忆细胞、特殊抗体等。当我们下次接触到这种病原微生物时,我们的免疫系统能够快速响应,制造更多的保护物质来阻止“敌人”入侵。


一般来说,疫苗的成功研制主要可以分为以下几个阶段:前期制备、后期验证(动物实验和三期临床试验)、注册、上市、生产,最终投入使用。


正常来说,前期制备,首先是获得免疫源,也就是筛选出能代表新冠病毒抗原特征的病毒株。这种病毒株可以感染人,并且激发人体的免疫系统产生抗体。


对于宿主是人类细胞的新冠病毒,研究人员无法直接进行验证,所以需要第二步,建立动物模型,进行动物实验,用此模型对研制疫苗的效力和安全性进行初步测试。

通过动物实验的疫苗才能申报初步人体试验。开展人体试验需要找到足够数量、自愿参加的受试者。试验的设计必须通过伦理委员会的审查,在保证受试者基本情况一致后,才能开始临床观察。主要观察,测试疫苗在人体内能否产生抗体,在人体感染新冠病毒后,疫苗是否能对病毒产生作用。

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虽然,SARS和MERS都曾在疫情期间集中全球火力投入疫苗研发,但人类研发的速度始终追不上病毒认输的速度。当疫苗进入临床试验的时候,已经没有多少病人了,因此这个过程被搁置了。


而一旦开展临床试验,其长度不可控制,受试者可能出现免疫过激反应,也可能出现其他不良相关事件。

好不容易累计三期临床试验完成后,在充分验证疫苗的安全性、有效性、稳定性后,这种疫苗才能申请注册、上市,最后投入生产。

上述过程看似简单,实则繁杂漫长,不可控制,所以保守估计,疫苗的研发需要2~5年,甚至更久。


因此,新冠疫情爆发至今,只有3月有余,即使有疫苗研发成功,也只局限在实验室阶段,最终问世并真正应用于疫情防控,仍需数月乃至数年以后。


如果不能“指望”新冠疫苗,那还有什么值得“期待”?所幸,科学的发展总是不断突破人类的想象,而带来“希望”。


NK细胞:有记忆功能的先天免疫细胞


当我们从一种“希望”,转换为另一种“期待”,必然是发挥功能的本体有了巨大的飞跃。否则“换汤不换药”,科学的进步也无法让我们惊喜。


关于疫苗,关于NK细胞,就是如此。


疫苗是一种减毒的、灭活的病毒,其核心是蛋白质,而带有抗原特征的基因改造的疫苗,本质也是蛋白质。所以,入侵人体的“假异物”蛋白质,激活了人体的免疫记忆功能。


免疫记忆,是指已经接触过抗原的免疫细胞(掌握敌人信息),再次遇到同一抗原时,会立即产生在质量和数量上都强于先前的免疫应答。因此,免疫记忆,可以看作人体免疫系统的情报中心。


而NK细胞的本质不是蛋白质,而是细胞。这种区别在于,疫苗是间接激活人体免疫系统情报中心,而NK细胞是直接激活情报中心的。

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NK细胞正在杀伤病原体

NK细胞与其他150多种免疫细胞都不同,它不需要接受免疫系统的特殊指令,也不需要其他细胞的配合,自己单独就能识别并清除病原微生物,是一种具有免疫记忆功能的先天免疫细胞。


因此,NK细胞具备了免疫系统的3大功能:免疫监视、免疫应答、免疫记忆。


入侵人体的异物不用“演习”,NK细胞直接可以记录下来敌人的“音容相貌”,激活自身的免疫记忆功能,同时杀伤外来入侵者,即一边杀敌,一边开启免疫情报的记忆。


在过去,人们普遍认为,先天免疫主要依靠NK细胞来完成广谱的非特异攻击,获得性免疫依靠具有“免疫记忆”功能的效应T细胞和效应B细胞来特异攻击。而发表在《Science Immunology》的研究刷新了人们的认识,论文报道了NK细胞也具有“免疫记忆”,实现与获得性免疫相同的功能。

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NK细胞的“免疫记忆”功能让NK细胞实现“大满贯”,而将疫苗的策略嫁接在NK细胞上,则带来更多未来临床应用的可能,比如:NK疫苗。



“NK疫苗”研发案例:肿瘤疫苗!


2018年,英国[1]和美国[2]的科学家相继发现,在局部肿瘤内注射NK细胞,通过改造NK细胞,使其带有对肿瘤的“免疫记忆”,可以更好地激发NK细胞介导的全身免疫反应,是治疗肿瘤的关键点,同时这种对于肿瘤的免疫监视和免疫应答,可以在体内持续很长时间。

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NK细胞刺激cDC1募集进入肿瘤微环境,

促进肿瘤免疫控制


当然,疫苗的重点和难点在于,对于不同的病原微生物,我们产生的记忆都是不同的,是特异的,有独特的身份信息。然而,这恰恰也是NK细胞作为疫苗的光辉前景之一。


NK细胞的免疫记忆,不仅仅是对抗原的记忆,更是对病原微生物入侵后产生的微环境的记忆,这种记忆更加的广谱,比如此次新冠肺炎疫情,如果在SARS时期,就按照这个思路研发了NK细胞的冠状病毒疫苗,那么其后的MERS或者新冠,虽然疫苗还需要个体差异研究,但NK细胞的广谱免疫记忆,却能在疫情爆发时,第一时间保护人体,激发我们的免疫系统。


希望在下次疫情爆发前,在各类疫苗遥遥无期的时候,在面对其它疾病束手无策的时候,自带“免疫记忆”功能的NK细胞,可以来救场,同时发挥其免疫监视、免疫应答、免疫记忆的功能,实现强大的“类疫苗”功能。