了解对两种不同脑膜炎疫苗的免疫反应

流行病学

脑膜炎奈瑟菌是脑膜炎和败血症的全球重要病因。 多糖荚膜是引起侵袭性疾病的重要毒力因子。 脑膜炎球菌菌株的血清群由多糖荚膜的生化成分决定。 有 13 种不同的多糖胶囊，但只有 A、B、C、W 和 Y 通常引起侵袭性感染。 特别是血清群 A、C、W 和 Y 占北美 70% 以上的脑膜炎球菌病，血清群 B 和 C 导致欧洲绝大多数疾病，血清群 A 在非洲脑膜炎带引起周期性脑膜炎流行，包括最近在 2009/2010 爆发的疫情。

鉴于脑膜炎球菌病的快速进展和严重后遗症，初级预防至关重要，而最有效的方法是接种疫苗。 在没有血清群 B 疫苗的情况下，针对血清群 ACW 和 Y 的四价疫苗代表了全世界最广泛的脑膜炎球菌病控制机制。 这些疫苗诱导的保护依赖于抗荚膜多糖抗体。

脑膜炎球菌多糖和结合疫苗

多糖 ACWY 疫苗由来自四种血清群中每一种的纯荚膜多糖组成，自 1970 年代后期以来一直得到广泛使用。 然而，与针对其他有荚膜细菌的多糖疫苗一样，脑膜炎球菌多糖疫苗对幼儿的免疫原性较差，不会引起持久的免疫反应[5]，并且可能不会减少鼻咽携带。 较新的结合疫苗由与蛋白质载体化学连接的荚膜寡糖组成。 多糖与蛋白质载体的结合允许招募同源 T 细胞帮助随后暴露于抗原，从而激发增强的抗体反应和免疫记忆。

本研究旨在研究 B 细胞对脑膜炎球菌多糖和结合疫苗的免疫反应的新方面。 为实现这一目标，我们将使用四价 ACWY 多糖疫苗 (MenACWY-PS) 和四价 ACWY 结合疫苗 (MenACWY-CRM)，其中包含与 CRM197 突变白喉类毒素结合的血清群 A、C、W-135 和 Y 荚膜寡糖成年志愿者的载体。 这些疫苗中的每一种都含有不同数量的荚膜抗原（见表 1）。 多糖疫苗含有来自 4 个血清群各 50 微克的多糖，而结合物含有 10 微克 A 和各 5 微克 C、W 和 Y。

牛津疫苗组最近使用 MenACWY-PS 和 MenACWY-CRM 进行的试验（了解脑膜炎疫苗的免疫反应，OXREC 09/H0606/20，Eudract 2007-001349-17）显示了 B 细胞反应差异的初步证据多糖和偶联脑膜炎球菌疫苗。 然而，解释该试验数据的一个混杂因素是该研究中使用的两种疫苗中每一种所含荚膜抗原的量不同。

全剂量 MenACWY-PS 多糖疫苗含有 50µg MenA、MenC、MenW 和 MenY 荚膜抗原。 MenACWY-CRM 结合疫苗含有 10µg MenA 荚膜抗原和 5µg MenC、MenW 和 MenY。

当前的研究旨在将全剂量 MenACWY-PS 和 1/5 剂量的 MenACWY-PS（其中包含每个血清群 10µg）与全剂量的 MenACWY-CRM 进行比较。 这将区分多糖剂量依赖性反应和真正的多糖疫苗与结合疫苗反应。 特别是，我们旨在分别研究对多糖和结合脑膜炎球菌疫苗的免疫反应的胸腺依赖性或胸腺非依赖性。

胸腺非依赖性和胸腺依赖性免疫反应

胸腺非依赖性 (TI) 抗原的定义是它们在 T 细胞缺陷或无胸腺小鼠中诱导免疫反应的能力。 与其他具有重复结构的高分子量分子一样，多糖疫苗抗原进一步分类为 2 型 TI 抗原。 重复的多糖表位交联抗原特异性 B 细胞的 BCR，触发激活信号并刺激增殖和分化为分泌抗体的浆细胞。 缺乏 T 细胞帮助会阻止记忆 B 细胞的产生。

TI 反应被认为主要由边缘区 B 细胞 (MZB) 介导，其在脾脏边缘区成熟。 该区室在两岁以下的儿童中发育不良，导致该年龄段的抗多糖免疫反应无效。 小鼠研究揭示了成熟 B 细胞的另一个子集 B1b 细胞在适应性免疫中的重要作用。 与需要生发中心和 T 细胞形成的常规 B 细胞记忆的发育不同，B1b 细胞介导的持久抗体反应的发育独立于 T 细胞的帮助而发生。

相反，结合疫苗充当胸腺依赖性 (TD) 抗原。 多糖部分与抗原特异性 B 细胞受体的结合允许摄取多糖蛋白缀合物并通过经典的 MHC II 类途径进行加工。 来自载体蛋白的肽被呈递给同源 CD4+ T 辅助细胞，为进一步的 B 细胞分化提供信号。

TD 反应由滤泡 B 细胞 (FOB) 介导，产生抗体分泌浆细胞和记忆 B 细胞，能够对进一步的特异性抗原挑战作出反应 [10]。 牛津疫苗组最近进行的研究表明，肺炎球菌多糖和结合疫苗分别诱导 B1b 和 FOB 细胞。 本研究将调查这是否也适用于脑膜炎球菌结合物和多糖疫苗。 这将通过使用我们实验室开发的新型免疫学技术分析响应全剂量多糖疫苗、1/5 多糖疫苗和结合疫苗而产生的不同 B 细胞群来完成。

反应迟钝

疫苗引起的低反应性是指无法产生至少与初免剂量产生的反应强度相同的加强反应。 先前接种脑膜炎球菌多糖疫苗已被证明会削弱对随后的脑膜炎球菌多糖或结合疫苗的抗体反应。 本研究的设计将允许在记忆 B 细胞和浆细胞反应水平上调查四价脑膜炎球菌疫苗中多糖诱导的低反应现象。

血清群A

与血清群 B、C、W-135 和 Y 的基于唾液酸的多糖胶囊不同，血清群 A 脑膜炎球菌胶囊由 N-乙酰甘露糖胺磷酸盐组成。 普通血清群 A 多糖疫苗在年幼婴儿中显示出意想不到的免疫原性。这些结果表明，可能由于其化学结构，A 群多糖可能不会被免疫系统作为经典 TI 抗原处理。 本研究将检验以下假设：滤泡 B 细胞是响应 MenACWY-PS 的血清组 A 成分而产生的，相比之下，边缘区或 B1b 细胞是响应同一疫苗的血清组 C 成分而产生的。 该研究还将检验滤泡 B 细胞是响应 MenACWY-CRM 的血清群 A 和 C 成分而产生的假设。

抗体库

人类的体液反应是预期的；在遇到个体一生中遇到的大量抗原之前，就存在潜在的特异性抗体。 这种多样化库的基础是包含抗体分子可变区的多个基因片段。 每个 V D & J 片段随机组合的潜力将组合多样性引入曲目。 在重排过程中，更多的核苷酸可以添加到基因片段的连接处或从连接处移除，称为连接多样性。 此外，在抗体反应的成熟过程中，可变区的体细胞超突变发生在生发中心的 B 细胞增殖过程中。 这构成了对抗原的二次反应中抗体亲和力增加的基础。 这些机制有助于创建多达 1016 个抗体分子的潜在库。

先前的研究表明，人类对特定抗原的体液反应在个体和人群中的多样性受到限制，使用的抗体编码可变区基因数量有限。 这些研究依赖于传统的载体克隆和单细胞重排重链基因座的 Sanger 测序，并且在潜在库的分析范围内受到限制。

大规模平行测序和乳液 PCR 是强大的新工具，可实现大规模 DNA 测序，并有可能每次运行同时测序多达一百万个读数。 这些技术已被应用于观察斑马鱼中潜在的抗体库、特定 B 细胞亚群中的人类抗体库 [20] 以及评估类白血病细胞的克隆性。 本研究旨在比较多糖和缀合物 ACWY 疫苗接种前后记忆 B 细胞群中的 VDJ 库。

遗传对免疫反应的影响分析

本研究要评估的另一个方面是遗传因素对免疫反应的影响。 对包括麻疹、腮腺炎和风疹在内的几种疫苗的双胞胎研究表明，疫苗抗体反应的遗传力很高。 适应性和先天性免疫反应的基因与某些疫苗之间已经确定了一些遗传关联，例如人类白细胞抗原 (HLA) 等位基因和麻疹抗体反应以及 IL-1β 多态性和乙型肝炎疫苗反应。 这些研究都是小规模的，并且基于单个候选基因，而遗传变异对疫苗反应的影响程度仍然知之甚少。 深入了解哪些基因变异会影响对特定疫苗的反应，将有助于确定导致疫苗接种后保护的关键免疫途径，并导致生产更有效的疫苗。 此外，鉴定可能在野生型感染中发挥重要作用的基因将有助于更好地了解疾病的发病机制，这反过来可能会导致新疗法的开发

在这项研究中获得的血液样本提供了 DNA 来源，然后可以将来自多个不同牛津疫苗组研究的样本汇集到 DNA 库中。 然后，这些 DNA 样本可用于影响宿主对相关研究中接受的疫苗反应的遗传因素的全基因组分析。 这种 DNA 提取和储存只会在参与者的特别同意下进行，并且除了评估影响疫苗免疫反应的因素外，不会出于任何其他目的分析 DNA。 用于 DNA 提取的细胞塞分离剩余的血清也将被储存，并且还可以对它们进行进一步的免疫学测定，例如通过血清杀菌活性对功能性抗体进行定量。

概括

本研究旨在使用各种新颖的实验室方法详细研究健康成人中 B 细胞对结合物和多糖四价脑膜炎球菌疫苗的反应。