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醫(yī)學(xué)資訊
Nature：新研究發(fā)現(xiàn)鼻甲中存在產(chǎn)生抗體的B細胞，抵御微生物從鼻子入侵
鼻子是通往我們身體的主要通道---我們呼吸的空氣、聞到的香氣以及讓我們生病的微生物都通過鼻子進入我們的身體?？諝庠谶M入鼻腔時，要經(jīng)過鼻甲(nasal conchae)---長而窄的卷曲的骨架，看起來像一個貝殼，突出于呼吸通道中。
鼻甲由一種獨特的組織覆蓋，這種組織會分泌粘液，并包含許多負責(zé)嗅覺的神經(jīng)細胞分支。鼻甲的結(jié)構(gòu)和功能可以讓空氣在到達肺部之前升溫并吸收水分。
鼻甲不僅是病原體侵入呼吸道的主要部位，也是一個主要的薄弱環(huán)節(jié)：由于鼻甲距離大腦很近，因此在上呼吸道感染時，我們的免疫系統(tǒng)無法通過血流向其釋放抗體。那么，我們是如何保護自己免受微生物從鼻子入侵而不經(jīng)常生病的?
在一項新的研究中，來自魏茲曼科學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)我們生病或接種疫苗時，分泌抗體的細胞就會遷移到鼻甲，并從那里向鼻腔局部分泌抗體。這一發(fā)現(xiàn)可能為更有效的鼻腔疫苗接種以及開發(fā)用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病、過敏癥和自身免疫性疾病的新療法鋪平道路。相關(guān)研究結(jié)果于2024年7月31日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Turbinate-homing IgA-secreting cells originate in the nasal lymphoid tissues”。
在冠狀病毒大流行期間，當(dāng)病毒在全球蔓延時，數(shù)百萬人密切關(guān)注著可以通過鼻腔噴霧而不是注射的 COVID-19疫苗的開發(fā)。這個想法并不離奇;畢竟，流感疫苗和其他幾種疫苗已經(jīng)可以通過鼻腔噴霧劑接種，鼻腔噴霧劑含有活的減弱病毒，可在鼻甲產(chǎn)生局部保護作用。
不過，這類鼻腔疫苗單次接種效果不佳，必須在隨后進行加強接種。然而，科學(xué)家們還沒有完全弄明白這類鼻腔疫苗是如何起作用的，以及為什么需要加強接種。
為了弄清這個問題，魏茲曼科學(xué)研究所系統(tǒng)免疫學(xué)系的Ziv Shulman教授和他實驗室的博士生Jingjing Liu決定研究鼻子和喉嚨附近的免疫系統(tǒng)器官如何對鼻腔疫苗做出反應(yīng)。在人類中，這些器官包括扁桃體和腺樣體，統(tǒng)稱為瓦爾代爾氏淋巴環(huán)(Waldeyer's lymphatic ring)或瓦爾代爾氏扁桃體環(huán)(Waldeyer's tonsillar ring)。
在這項新研究中，研究團隊利用先進的成像技術(shù)，通過對小鼠完整的免疫系統(tǒng)器官(類似于人類的免疫系統(tǒng)器官)進行成像，分析了機體的免疫反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠接種鼻腔疫苗時，免疫系統(tǒng)中主要的抗體產(chǎn)生者---B 細胞會產(chǎn)生集中的免疫反應(yīng)。這些細胞從前體 B 細胞開始它們的旅程，其中一些具有識別病原體的潛力。
研究團隊看到靠近鼻腔粘膜組織的細胞如何識別疫苗分子，并開始迅速分裂和分化。這種分化過程可以被看作是一種生物特化過程，當(dāng)它們變成分泌針對病原體的特異性抗體的細胞或變成記憶細胞時，這一過程就結(jié)束了。記憶細胞可長期儲存，以備將來感染時使用。
B細胞可以分泌五種類型的抗體。研究團隊發(fā)現(xiàn)，在接種疫苗后，靠近鼻腔的B細胞會改變其產(chǎn)生的抗體的身份，并開始分泌就像守門員一樣發(fā)揮作用、專門從內(nèi)部粘膜組織進入鼻腔的抗體。
下一階段是 B 細胞從靠近鼻腔的位置轉(zhuǎn)移到微小的“訓(xùn)練營”，即生發(fā)中心，它位于身體該部位的免疫系統(tǒng)器官中。一旦到達那里，它們就會接受“訓(xùn)練”，包括改變它們的基因組成和進行精心挑選，以確保只有那些能產(chǎn)生與疫苗所針對的病原體有效相關(guān)抗體的 B 細胞才能存活。
圖片來自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07729-x
在這一訓(xùn)練計劃中，B細胞得到了某種類型的T細胞的幫助，這種T細胞甚至在決定哪些細胞最終能存活下來方面發(fā)揮作用，但是研究團隊發(fā)現(xiàn)，在身體該部位的免疫系統(tǒng)器官中，并沒有足夠的T細胞來產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。
Shulman解釋說，“事實上，T細胞必須遷移到該區(qū)域，這就解釋了為什么一劑鼻腔疫苗是不夠的，需要加強接種。只有在接種第二劑疫苗后，才能產(chǎn)生足夠的所需 T 細胞，從而將 B 細胞轉(zhuǎn)化為有效的抗體生成細胞和記憶細胞?！?/p>
研究團隊認(rèn)為，T 細胞的稀缺是為了防止對空氣中無害的異物過度敏感。Shulman補充說，“當(dāng)人們患上過敏癥和各種自身免疫性疾病時，這種機制可能會出現(xiàn)問題，因此了解這種機制有助于開發(fā)治療這些疾病的新方法?！?/p>
免疫尋寶
發(fā)現(xiàn)這種免疫機制在對疫苗做出反應(yīng)時被激活，這只是進行深入探索的起點，目的是確定抗體分泌細胞在完成分化過程后的去向。
Shulman說，“我們可視化觀察到了鼻腔淋巴結(jié)中的免疫反應(yīng)，但它是如何轉(zhuǎn)化為氣道保護的呢?我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，B 細胞存在于鼻甲中，而人們已知這種骨組織并不支持抗體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。這種向骨組織的遷移與骨髓中發(fā)生的情況類似，除了我們發(fā)現(xiàn)的這種免疫機制外，這種壁龕環(huán)境還有可能發(fā)揮其他作用?！?/p>
這些新的研究結(jié)果表明這些分泌抗體的細胞從鼻腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移到鼻甲中分泌粘液的腺體，也就是其外層細胞的正下方，并將抗體分泌到這些腺體中。這種免疫防御功能彌補了血液抗體無法通過血流進入這一通道的缺陷，它不僅在病毒感染和其他疾病中非常重要：它還能保護大腦和身體該部分的許多神經(jīng)末梢，這些神經(jīng)末梢負責(zé)我們的嗅覺。
除了促進疫苗設(shè)計之外，Shulman還指出，這項研究暴露了“進入高度強化的目標(biāo)---能夠進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的分泌抗體的細胞---的切入點”。在未來，人們有可能利用抗體分泌細胞進入嗅覺神經(jīng)來設(shè)計針對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的疫苗。
參考資料：Jingjing Liu et al. Turbinate-homing IgA-secreting cells originate in the nasal lymphoid tissues. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07729-x.
來源：Bioon細胞
