狂犬病疫苗誘導的細胞免疫應答 367

作者:疫苗科普  來源/微信公眾號:kqbymkp 發布日期:2019-10-24

摘要:狂犬病疫苗的有效性通常通過血清學試驗來確定。除了體液免疫的評估之外,細胞免疫還可以通過一系列參數幫助評估有效性和保護作用。因此,本研究旨在系統回顧所有關于人類狂犬病疫苗接種細胞免疫反應動力學和組成的文獻。在廣泛的文獻檢索中,共發現1360項研究。選擇了20項研究納入研究。在主要反應中,漿細胞在第7天至第14天可檢測到,在第10天達到高峰。記憶B細胞從第10天到至少第28天出現。加強免疫后,自然殺傷細胞是第一個可檢測的細胞參數。需要進一步研究來評估與長期(血清學)免疫相關的細胞參數。該審查已在國際前瞻性系統審查登記冊(PROSPERO)注冊,注冊號為CRD42019134416。關鍵詞:狂犬病;接種疫苗;狂犬病疫苗;細胞免疫;B淋巴細胞;T淋巴細胞;免疫記憶;系統綜述1.介紹狂犬病病毒 (麗莎病毒屬) 是高度嗜神經性病毒,在未接種疫苗的人感染時會導致致命的腦炎。狂犬病已知病死率最高,每年導致59,000人死亡。然而,通過適當的暴露前和暴露后預防,這些死亡是可以預防的。對于這兩種策略,建議使用現代滅活細胞基質或禽胚培養質狂犬病疫苗接種。肌內和皮內給藥途徑已被證明是同等有效的。狂犬病疫苗的效力通常通過測量狂犬病病毒中和抗體的血清滴度來確定(RVNA)。滴度為0.5 IU/mL或更高表明有足夠的B細胞反應,通常被認為是保護性的。在疫苗學領域,這些血清學抗體測定傳統上用于評估對疫苗的免疫反應,而細胞免疫反應尚未得到廣泛研究。 盡管如此,通過使用不同的參數,對細胞免疫反應的深入了解可能有助于確定疫苗接種方案的有效性。初級和次級細胞免疫反應都可能包含與接種疫苗后獲得的保護的持續時間和強度相關的信息。因此,這篇綜述旨在概述目前已知的狂犬病疫苗細胞免疫反應的動力學和組成,描述B細胞和T細胞的反應。此外,還研究了血清反應與T細胞和B細胞反應之間的關系。2.材料和方法2.1 .搜索策略本審查按照系統審查和薈萃分析清單首選報告項目進行。本次審查的方案可在國際前瞻性系統審查登記冊(PROSPERO)中找到,登記號為CRD42019134416。為了收集關于狂犬病疫苗接種的細胞免疫反應的數據,進行了徹底的文獻檢索。我們參考了MEDLINE、Embase、Webof Science、COCHRANE Library和AcademicSearch Premier的數據庫,搜索策略見附錄a。搜索策略包括“狂犬病疫苗接種”和“細胞免疫反應”的組成部分。如果未發表的會議摘要符合納入標準,則納入本次審查。2.2 .納入和排除標準以及感興趣的結果我們包括在體內或體外人類細胞中使用滅活細胞培養或禽胚培養狂犬病疫苗的研究。需要評估人類群體的細胞免疫結果。還包括了包含與我們的問題相關信息的參考文獻的回顧和薈萃分析,以確定我們初始搜索中缺失的研究。一項研究被排除在外,如果它沒有人類成分,如果它只評估血清學或其他非細胞結果。無法檢索到完整英文文本的案例報告和研究也被排除在外。此外,1983年以前發表的研究被排除在外,避免了包括基于神經組織的疫苗。此外,相關的免疫學結果不能適當地早期評估。主要終點包括B細胞反應的所有結果,包括(記憶)B細胞反應的動力學、(記憶)B細胞的數量、平均峰值反應日和反應的組成。次要終點包括T細胞反應結果,包括T細胞反應動力學、T細胞數量、平均峰值反應日和反應組成。2.3 .選擇過程兩名審查人員獨立篩選了文獻搜索結果,以確定是否有資格納入本次審查。在排除的情況下,原因被記錄在案。一致選擇的研究包括在本綜述中。被一致拒絕的研究被排除在外。如果審查者之間不一致,兩個審查者將對研究進行重新評估,并共同得出最終納入或排除的結論。檢查文獻搜索中發現的綜述文章的引文,以確保在最初的搜索中沒有遺漏任何研究。我們的分析中包括了在此類綜述中發現的合格研究,而不是在文獻搜索中單獨發現的。2.4 .數據收集過程一位作者編制了一份數據提取表,并提取了相關細節。我們收集了以下研究數據:作者、發表年份、國家、研究設計、總隨訪時間、疫苗類型、刺激抗原類型、給藥途徑、初級或加強疫苗接種方案以及任何相關的細胞免疫結果。兩位作者回顧了這些摘錄的細節。2.5.偏見評估的風險使用Cochrane工具(ROBINS-1)評估偏倚風險。一位作者評估了任何納入研究的偏倚風險。對于每項研究,偏倚風險都用Cochrane工具確定的嚴重程度評分進行報告。對于特定的研究,偏倚的總體風險被歸類為任何領域中最高的偏倚分類。另外兩位作者)審查了這一評估。考慮到用于檢測細胞結果的足夠特異的測試有限,可能導致未發表的研究中沒有發現關聯。3.結果3.1 .納入研究的特點文獻搜索于2019年4月17日進行,產生了1811個結果和54個會議摘要(總計= 1865),其中1314個結果和46個會議摘要(總計= 1360)在排除重復后仍然保留。篩選后,根據標題和摘要排除了1262篇文章。如果有的話,將檢索其余98篇文章的全文。在對全文進行評估后,又排除了79篇文章。增加了一篇在最初搜索中沒有找到的文章。因此,選擇了20篇文章最終納入本綜述(圖1)。所有這些研究都是前瞻性隊列設計。對所有納入研究的質量進行評估,并用表1中所有研究的特征進行總結。會議摘要(總數=1865),其中1314個結果和46個會議摘要(總數= 1360)在排除重復后仍保留。篩選后,根據標題和摘要排除了1262篇文章。如果有的話,將檢索其余98篇文章的全文。在對全文進行評估后,又排除了79篇文章。增加了一篇在最初搜索中沒有找到的文章(Ueki等人,1990年)。因此,選擇了20篇文章最終納入本綜述(圖1)。所有這些研究都是前瞻性隊列設計。對所有納入研究的質量進行評估,并用表1中所有研究的特征進行總結。圖1。描述研究選擇過程的流程圖。細胞培養或禽胚培養狂犬病疫苗。3.2 .B細胞反應血清學通常被用作B細胞反應的替代標記。這可以解釋為什幺缺乏對B細胞的研究,因為只有三項研究調查了B細胞的結果。Ueki等人的研究描述了B細胞對皮內給藥的三個疫苗劑量系列(第0天、第7天、第21天)的反應動力學。在EB病毒感染的B細胞培養4周后,通過選擇CD20+、CD5+和CD5細胞,從外周血單核細胞(PBMC)中純化,當受到破裂的狂犬病病毒(ERA株)攻擊時,檢測到狂犬病特異性B細胞。狂犬病反應性(但多反應性)CD5+ IgM+-B細胞可在初次接種疫苗前檢測到。第一次給藥后7天,可檢測到狂犬病特異性類別轉換的CD5- IgG+-和IgA+-B細胞,它負責初次B細胞免疫反應的主要原因。在第14天,即第二次給藥后7天,IgM+-B細胞反應增加了兩倍或三倍。但是在第7天,第三次接種疫苗后,IgM+-B細胞數量已經回落到疫苗接種前的數值。狂犬病特異性IgG+-和IgA+-B細胞在第7天至第14天之間數量沒有變化。第三次接種后第7天,即第28天,出現了IgG+-(占所有IgG+細胞的11%)和IgA+-B細胞(占所有IgA+-細胞的12.4%)的峰值。第三次接種疫苗后四周,IgG+-和IgA+-B細胞數量減少了一半至三分之二(圖2)。然而,在第142天第4次接種疫苗之后,它們在第28天的高峰可以在第163天重現。圖2 .Ueki等人(1990)中關于動力學的時間表。Van der Heijden等人的研究描述了在免疫人群中加強免疫11周后,在未刺激、無狂犬病的體外環境中,PBMC人產生狂犬病特異性抗體的B細胞的頻率為1:10,000。用滅活狂犬病病毒孵育3天后,它們的頻率增加到1:150。Blanchard-Rohner等人的研究比較了記憶B細胞對肌內再接種的反應和原始B細胞的反應。初級B細胞反應的峰值越來越低。第一次接種后,從第7天到第14天可以檢測到IgG+-漿細胞,在第10天達到峰值。再接種后,該峰值早在第7天出現,而細胞在第4天至第10天可檢測到。從第10天到至少第28天,記憶B細胞在恒定水平上是可檢測的。最快速的記憶B細胞反應發生在三劑預暴露前方案中的第三劑后,甚至在該增強劑之前就可檢測到,并從第4天開始上升。高峰出現在第7天。從第一次接種后的第10天開始,可以檢測到狂犬病特異性IgG抗體并增加。當進行第三次接種,從第56天開始,檢測到比第一次接種后更高的IgG滴度。從第三次接種后的第7天起,IgG滴度上升,與漿細胞峰值一致。同樣,在加強免疫后第7天,IgA抗體開始上升。3.3 .T細胞反應在早期,狂犬病疫苗就被證明是依賴于T細胞的。在體外,向單核細胞減少的非T細胞外周血淋巴細胞(PBL)中添加T細胞顯示出促進最大抗體形成。組合的T細胞和非T細胞血清學反應幾乎等于未分離的PBL的反應。11項研究通過淋巴細胞增殖試驗評估了細胞對狂犬病疫苗接種的反應。PBMC暴露于各種狂犬病病毒抗原,然后與3H-胸腺嘧啶核苷孵育。同位素的結合與淋巴細胞的增殖水平成正比,表示為淋巴細胞增殖指數(在富含抗原的環境中每分鐘計數/在無抗原的環境中每分鐘計數)。根據研究,使用不同的臨界值來定義陽性增殖反應(范圍從1.3到3或更高)。在幾乎所有健康個體中,體外增殖反應發生在對多種不同抗原表位的攻擊時,例如全病毒、病毒核衣殼、核糖核蛋白,以及對不同狂犬病病毒株的攻擊。對于核衣殼的增殖應答者,核衣殼特異性細胞似乎超過了全病毒特異性細胞(即使存在全病毒特異性增殖應答)。另一方面,在非核衣殼應答者中,整個病毒特異性細胞數量超過核衣殼特異性細胞。這表明個體之間最具免疫原性的表位不同。Moore等人報告了初次接種疫苗后第3天, 10人中有6人有增值反應,第7天,10人中有5人有增值反應。在這項研究中,發現增殖反應和RVNA滴度之間沒有顯著的反比關系。Herzog等人在一系列三次疫苗接種期間(第0、7和21天),以不同的時間間隔測定淋巴細胞增殖反應。在第7天(第一次注射2劑量狂犬病疫苗后),5/21的個體表現出增殖反應,這表明出現了主要反應。在第21天,第二次接種后兩周,19/22的個體有增殖反應,而在第33天,第三次接種后5天,所有個體都有增殖反應。血清轉化(定義為至少1U/mL)與增殖反應無關,第7天有2/22血清轉化,第21天有22/22血清轉化,[15]。在另一個體外增強設置中,所有個體在孵化的第7天對一種或多種狂犬病抗原具有陽性增殖指數。在加強免疫后,淋巴細胞增殖指數的峰值據報道是在與狂犬病疫苗抗原]孵育的第8天淋巴細胞增殖反應和干擾素-γ的產生在來自免疫供體的血漿中被發現更高,所述血漿包含抗狂犬病抗體(可能主要是IgG)。在低濃度狂犬病抗原存在的情況下,這種效果更為明顯。隨著不同狂犬病抗原(疫苗、G蛋白和NC蛋白)水平的增加,增殖反應和干擾素-γ的產生也增加。大多數的T細胞反應似乎由CD4+ T細胞組成。與狂犬病抗原孵育第0天相比,流式細胞術顯示孵育7天后CD4+細胞增加,CD8+細胞減少。加強免疫后,自然殺傷細胞似乎是早期干擾素γ產生的主要原因,甚至比T細胞更重要。自然殺傷細胞中干擾素-γ的產生從12小時開始就可檢測到,并在第三次接種后的18小時達到高峰。另一方面,T細胞介導的干擾素γ的產生主要發生在接種疫苗后的第5天,在第7天達到高峰。第二波自然殺傷介導的γ-干擾素的產生與T細胞產生γ-干擾素相一致。自然殺傷細胞還通過在早期(再接種后6小時)脫顆粒和釋放穿孔素來輔助免疫反應。從再接種后12小時開始,CD8+ T細胞代表了大部分細胞毒性反應。自然殺傷應答(干擾素-γ的產生和脫顆粒)似乎依賴于抗原特異性CD4+細胞產生的白細胞介素-2的存在(在6小時內已經可檢測到)。然而,另一項研究表明,外源性白細胞介素-2對體外淋巴細胞增殖沒有比內源性白細胞介素-2更大的價值。免疫反應受調節性T細胞(Tregs)的調節。在一項未發表的研究中,經免疫的受試者中Tregs的頻率已顯示出在再次接種后從第0天到第14天增加。然而,無論是在第0天和第14天,血清反應最好的組中,Treg的絕對頻率更高。3.4.肌肉和皮內接種在本綜述中使用的20項研究中,4項研究使用皮內給藥途徑作為干預,8項使用肌內給藥途徑。一項研究僅使用未免疫志愿者的PBMC進行體外刺激,而沒有疫苗接種干預。在八項研究中,沒有報告或不知道給藥途徑。只有一項研究同時使用肌肉免疫和皮內免疫,這允許進行研究內比較。該研究表明,暴露后肌肉接種和皮內接種,即兩種接種方案中最后一次接種后7天,1型(干擾素-γ)和2型(白細胞介素-4)細胞因子反應沒有差異。在這項研究中,高RVNA滴度與高水平的干擾素-γ和白細胞介素-4 有關。3.5.免疫缺陷者的細胞免疫反應四項研究調查了免疫缺陷組的細胞免疫反應,其中兩項研究將這些結果與健康志愿者進行了比較。第一次接種疫苗后4周,在先天性免疫缺陷(CID)患者中,發現有2/5 (40%)的患者淋巴細胞有足夠的增殖反應,而在健康志愿者中,淋巴細胞增殖反應為100%。在22/27人類免疫缺陷病毒1 (HIV1)感染的患者中,CD4+細胞計數在接種疫苗后增加到365天,這也可能是由于狂犬病疫苗以外的其他原因,例如抗逆轉錄病毒療法的使用和依從性同時增加。CD4+細胞計數與血清轉化狀態無關。在自體干細胞移植前接種狂犬病疫苗的幼年特發性關節炎(JA)和多發性硬化(MS)患者中,自體干細胞移植后6個月再接種后淋巴細胞增殖指數無明顯變化。移植前和首次接種疫苗后,2/5的JA患者和3/7的MS患者有增殖反應。移植后,1/5的JA患者和1/9的MS患者有增殖反應。由于自體干細胞移植被認為消除了免疫記憶,移植后的反應可以歸類為主要反應。老年人通常被認為是免疫功能低下的群體。在Gomez等人的一項研究中,PBMC在體外用狂犬病疫苗抗原刺激未接種的個體,并用酶聯免疫斑點試驗測定白細胞介素-2和干擾素-γ的濃度。結果表明,產生的白細胞介素-2濃度是抗原劑量依賴性的,在老年人中增加到與年輕人相似的水平。用低劑量人二倍體細胞疫苗狂犬病抗原孵育4天后,老年PBMC人的干擾素γ產量高于年輕對照組。然而,這種干擾素-γ的產生達到了一個穩定期,而年輕志愿者中的PBMC仍然可以在7天的孵育期內或用更高抗原劑量刺激時增加他們的干擾素-γ的產生。4.討論本研究概述了人類對狂犬病疫苗的初次和二次T細胞和B細胞反應的組成和動力學。在過去的36年里,對狂犬病疫苗的細胞反應還沒有得到廣泛的研究。然而,除了眾所周知的血清學參數之外,證據確實指向了B細胞和T細胞免疫在狂犬病疫苗接種反應中的重要作用。狂犬病疫苗是幾乎所有人的新抗原,這一事實為在受控的研究環境中研究不同條件下對疫苗接種的初次和二次細胞免疫反應的動力學和動態創造了可能性。狂犬病疫苗的主要反應是由CD4+ T細胞介導的。CD4+ T細胞亞群是對狂犬病進行充分免疫反應的一個基本細胞群,正如該亞群中大量細胞對抗原刺激的反應所示。從第3天起,這種淋巴細胞增殖反應已經可以檢測到。與狂犬病疫苗抗原孵育后,在第8天報告了增殖淋巴細胞反應(主要是CD4+ T細胞)的峰值。B淋巴細胞亞群在不同時間點出現峰值。漿細胞在初次接種后的第10天達到高峰,檢測窗口從第7天到第14天。從第10天到至少第28天,記憶B細胞是可檢測的。這些峰值出現得晚于T細胞反應峰值,這是該反應依賴于T細胞的邏輯結果當將B細胞動力學與抗體反應動力學進行比較時,在初次接種后的第10天觀察到漿細胞峰值,但是抗體滴度的增加通常發生在稍后。這表明,B細胞數量確實是一個不同的參數,可能與血清學結果相關,但不可替代。當進行加強接種時,自然殺傷細胞是第一批可以被檢測到的細胞。自然殺傷細胞負責抗原特異性T細胞產生的白細胞介素-2刺激后早期干擾素-γ的產生,在加強接種后12小時可檢測到。此外,在加強接種后12小時內,它們作為主要穿孔素生產者在早期細胞毒性反應中發揮作用。CD8+細胞似乎在狂犬病疫苗的細胞免疫反應中沒有發揮主要作用,因為它們的相對數量甚至在接種疫苗后趨于減少。然而,它們是加強接種后“晚期”(從12小時開始)穿孔素細胞毒性的原因。在再次接種后的第7天,所有研究個體對一種或多種狂犬病疫苗抗原顯示出陽性增殖反應。這表明抗原特異性的T細胞在增強時可以產生足夠的反應。對于B細胞反應,研究表明,在加強疫苗接種后,血漿中B細胞和記憶B細胞反應以很大的幅度和速度發生。此外,與首次接種相比,加強接種后可檢測到更多的分泌IgG和IgA B細胞。這表明加強疫苗接種能增強B細胞免疫反應。細胞因子反應似乎隨著狂犬病抗原量的增加而增加。高水平白細胞介素-4和干擾素-γ與高RVNA滴度顯著相關。抗狂犬病抗體的存在也增強了T細胞的反應。然而,另一項研究顯示,低淋巴細胞增殖指數和高RVNA滴度之間沒有顯著關聯。因此,關于這一主題的信息仍然沒有定論。我們對有關狂犬病疫苗細胞反應的大量文獻進行了系統綜述。使用了多個文獻數據庫,并進行了詳盡的文獻搜索,確保不會忽略任何相關文章。由此產生了對B細胞和T細胞免疫反應的動力學的總體概述。然而,有幾個限制需要討論。首先,提取的研究相對來說主要是使用較不先進的免疫學檢測,出版時間比較早,這限制了將這些發現轉化為對狂犬病疫苗免疫學更詳細的理解。其次,提取的研究高度異質性,使用不同的疫苗方案、給藥途徑、免疫測定和終點,使得比較研究極其困難。第三,大多數研究的研究人群很少。這阻礙了發現細胞反應和抗體水平之間的相關性。此外,在解釋這些單一的、小規模的研究時應該小心。最后,我們使用了相當廣泛的結果測量方法“細胞免疫反應”,這可能會使我們的綜述產生偏差,并導致文章被錯誤地排除在外。我們已經嘗試通過讓兩位評論家獨立審查文獻搜索的所有結果來解釋這一點。總之,狂犬病特異性T細胞和B細胞免疫反應的一般模式可以被識別,但是研究中缺乏同質性阻礙了meta分析。無論如何,這篇綜述表明細胞參數可以被評估得足夠詳細以區分個體,并且它們確實在個體之間有所不同。從B細胞和T細胞的角度來看,血清學應答者似乎是一個高度異質性的群體。個體傾向于對不同的抗原做出反應,并具有不同的增殖和細胞因子產生特征。我們描述的研究中使用的動力學參數為進一步研究中的時間點和結果測量提供了理論基礎。此外,所描述的狂犬病特異性動力學為更合理的循證疫苗接種方案提供了依據。如圖所示,記憶B細胞僅從第10天起可檢測到。因此,免疫計劃中第3天或第7天的再接種對記憶反應和長期保護的貢獻可能不如預期的大,當實施新的疫苗接種方案時,另一個時間點(例如第10天)可能是更合理的選擇。雖然對狂犬病疫苗挑戰的T細胞增殖反應已有較大程度的描述,但用新技術仍能更詳細地描述B細胞反應。更多的細胞參數可用于評估免疫原性和預測疫苗的(長期)保護。未來的研究可以探討在特定條件下,自然殺傷細胞、B細胞、T細胞和抗體動力學在初次和再次反應中是如何相互關聯的。如果未來的研究能夠將長期(血清學)免疫與細胞和體液參數聯系起來,這將為狂犬病免疫學和普通疫苗學領域提供個體預測模型。目前,這一領域還有許問。來源:Vaccines (Basel).2019 Sep 11;7(3). pii:E110. doi: 10.3390/vaccines7030110.TheCellularImmuneResponsetoRabiesVaccination:ASystematicReview.

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