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研究揭示了为什么口服疫苗有时会在资源匮乏的国家失败

根据匹兹堡 UPMC 儿童医院和匹兹堡大学医学院科学家领导的研究,在卫生条件差的地区发生的慢性肠道疾病会破坏肠道免疫反应并损害该疾病小鼠模型中口服疫苗的有效性。

今天发表在《免疫》杂志上的这一发现很重要,因为通过液滴将口服疫苗(例如脊髓灰质炎疫苗和轮状病毒疫苗)输送到口腔中,对于可能没有接受过针头注射疫苗培训的卫生保健工作者的低收入国家尤其有用。它们还可以刺激肠道更好的局部免疫力,这对于抵御由受污染的食物和水感染的疾病至关重要——包括一些导致肠道疾病的感染,称为环境肠道功能障碍或 EED。

“可悲的是,可能有助于预防 EED 的确切疫苗对患有这种疾病的儿童不起作用,”该研究的资深作者、RK Mellon 儿科和免疫学助理教授 Timothy Hand 博士说。 UPMC Children's 儿科研究所和 Pitt's Gnotobiotic Core 主任。

EED 是由营养不良和受污染的食物和水引起的慢性胃肠道感染引起的。病毒、寄生虫或细菌感染加上不良的饮食习惯会引发肠道炎症,并损坏称为绒毛的手指状突起,帮助从食物中吸收营养。

“EED 可以影响任何人,但这是儿童的一个主要问题,因为他们仍在发育,”汉德说。“结果是患有 EED 的孩子发育迟缓。他们最终身材矮小。但也许更重要的是,它会显着影响大脑发育:这些孩子的认知能力较差。这是一个终生的问题;你无法恢复在以后的生活中发展。”

为了更多地了解口服疫苗失败背后的机制,Hand 和他的团队开发了该疾病的小鼠模型。他们通过给啮齿动物喂食缺乏脂肪和蛋白质的饮食,并给它们接种侵入肠道细胞的大肠杆菌菌株,诱发了类似 EED 的症状。

像与疾病人类,EED小鼠发育不良,位移在肠道微生物组合物中,升高的肠道炎症是接收具有足够的脂肪和蛋白质或动物正常饮食接受正常饮食和细菌或对照小鼠相比,缩短肠绒毛没有细菌的不良饮食。

在给小鼠口服疫苗后,研究人员发现 EED 患者的免疫反应严重受损。小肠中的疫苗特异性 CD4+ T 细胞比对照小鼠低约 18 倍。

进一步的实验表明,EED 小鼠口服疫苗失败是由它们的肠道微生物组介导的。为了响应微生物组相关的炎症,T 调节 (Treg) 细胞在 EED 小鼠的小肠中积聚。

“Treg 细胞的出现是因为炎症过多,它们有助于抑制炎症,”汉德说。“但不幸的是,副作用是它们阻止了疫苗特异性 CD4+ T 细胞的局部积累。”

当该团队使用抗生素消除肠道细菌时,EED 小鼠的疫苗效力得到了恢复。

Hand 表示,这些发现支持了这样的观点,即针对微生物组可以帮助治疗 EED 并提高儿童疫苗接种的成功率。

“在这些儿童中明智地使用抗生素可能能够重置小肠微生物组,减少小肠炎症并减少这些 Treg,”他说。

EED 在资源丰富的国家很少见,但在缺乏污水处理系统和卫生设施的较贫穷国家很常见。全世界约有 1.5 亿儿童生活在使他们面临患病风险的环境中。

“如果我们能将抽水马桶和管道通向全世界,我们就不会患上这种疾病,”汉德说。“导致这些慢性感染的原因是人们要么饮用受污染的水,要么苍蝇将疾病从污水传播到食物。”

未来,汉德和他的团队计划与存在 EED 问题的国家的研究人员合作,以更好地了解患有这种疾病的儿童的疫苗接种结果。

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