신생아 백신 면역원성의 바이오마커를 식별하기 위한 시스템 생물학 (EPIC-HIPC)

가장 많은 수의 백신이 아주 어린 아이들에게 투여되지만 백신으로 예방할 수 있는 감염은 특히 신생아의 경우 이환율과 사망률의 주요 원인으로 남아 있습니다. 생애 초기에 백신 매개 보호를 개선하기 위해 연구자들은 보호 효능을 예측하고 백신 매개 보호의 기본 메커니즘에 대한 통찰력을 얻는 바이오마커를 식별할 것입니다. 백신학, 즉 시스템 백신학에 적용되는 시스템 생물학 접근법("OMIC")은 백신 유발 면역 반응과 관련된 경로의 공정한 식별로 분야에 혁명을 일으켰습니다. 그러나 지금까지 시스템 백신학은 주로 성인에 초점을 맞추었으며 어린이와 유아에 대한 연구는 거의 없었고 신생아에 대한 연구는 없었습니다. 이 연구는 신생아에 대한 포괄적인 시스템 백신학 연구를 수행하여 이러한 격차를 해소할 것입니다. 구체적으로 조사관은 B형 간염 바이러스 백신(HBV)을 사용한 성공적인 신생아 면역화와 관련된 분자 경로를 결정할 것입니다. HBV는 i) 매우(>90%) 효과적이기 때문에 이상적인 모델입니다. ii) 잘 확립된 보호 상관 관계(CoP; 항간염 표면 항원 항체(anti-HBs))를 가지고 있습니다. iii) 항-HBs 역가에는 상당한 변화가 있고 정량화할 수 있는 개체 간 변동성은 시스템 생물학적 접근에 필수적입니다. iv) 미국과 대부분의 개발도상국에서 출생 시 HBV가 주어지기 때문에 관련성이 높습니다. v) 정기적으로 투여되는 또 다른 신생아 백신인 BCG(Bacille Calmette-Guérin)를 사용하여 생체 내 조작이 가능하여 관련 서명의 탐지를 크게 향상시킬 수 있습니다. 유전자와 단백질 사이의 복잡한 기능적 상호 작용 네트워크가 면역화에 대한 반응을 유도하기 때문에 연구자들은 전사체, 단백질체 및 면역 표현형 접근법을 통합할 것입니다. 중요한 것은 연구자들이 이러한 실험 플랫폼을 신생아에서 얻을 수 있는 작은 혈액량 내에서 완전히 작동하도록 성공적으로 조정했다는 것입니다. 연구자들은 또한 원인-결과 관계를 확인하기 위해 세포 및 분자 수준에서 실험적 조작이 가능한 시험관 내 시스템을 개발했습니다. 파일럿 데이터는 엄격한 표준 운영 절차에 따라 관련 고품질 샘플을 수집하고 이를 처리하고 인간 신생아에서 백신 특정 '서명'을 제안하는 강력한 OMIC 데이터를 제공하는 타당성을 입증합니다. 이 HIPC는 다음과 같은 전반적인 특정 목표를 추구하여 신생아 HBV 면역원성의 바이오마커를 식별합니다.

• 목표 1. 인간 신생아에서 HBV의 면역원성을 예측하는 사전 백신 OMIC 및 생체 내 면역 시그니처를 특성화합니다. 성인 시스템 백신학 연구에서 백신 접종자의 기본 면역 상태는 백신에 의해 유도된 변화보다 적어도 더 좋거나 더 나은 백신 면역원성을 예측했습니다. 목표 1을 위해 조사관은 전혈 유전자 발현, 혈장 프로테옴, 백혈구 구획의 구성 및 HBV 유도 신생아 항체 반응과 관련된 기능적 상태의 사전 백신(0일) 특성을 결정할 것입니다.
• 목표 2. 인간 신생아에서 HBV의 면역원성을 예측하는 생체 내 OMIC 및 면역 시그니처에 대한 HBV의 백신 후 영향을 특성화합니다. 성인의 경우, 백신 유도 시그너처 분석(즉, post-vaccine)은 HBV를 포함한 여러 백신에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다. 조사관은 처음으로 이 접근법을 신생아에게 적용하고 BCG를 공동 투여하여 생체 내에서 HBV에 대한 신생아 반응을 조작하여 확장할 것입니다. BCG는 HBV의 면역원성을 실질적으로 변화시켜 생체 내 인과 관계를 테스트하기 때문입니다. 목표 2를 위해 조사관은 백신 접종 후 1일, -3일 및 -7일에 백혈구 구성 및 기능적 상태뿐만 아니라 전혈 유전자 발현과 혈장 및 백혈구 프로테옴을 특성화할 것입니다. ), 출생 시 HBV, BCG 또는 (HBV + BCG)이며 이를 항-HBs 역가와 연관시킵니다.
• 목표 3. 연령별 백신 반응을 정확하게 모델링하고 기계적 인과 관계를 분자 수준에서 조사할 수 있도록 하는 광범위한 실험 조작이 가능한 새로운 인간 체외 플랫폼을 통해 실리코에서 확인된 기능적 상관 관계를 조사합니다.

전반적으로 이러한 통합 연구는 신생아의 보호 면역 반응과 관련된 백신 유도 분자 경로를 식별하고 생체 내 및 시험관 내 백신 작용에 관한 새로운 기계론적 가설을 생성하고 테스트할 것입니다. 이 연구는 궁극적으로 조기 예방접종을 알리고, 가속화하고, 최적화하여 주요 공중 보건 혜택을 가져올 것입니다.