系统生物学鉴定新生儿疫苗免疫原性的生物标志物 (EPIC-HIPC)

虽然大多数疫苗接种给了非常年幼的儿童，但疫苗可预防的感染仍然是发病率和死亡率的主要原因，尤其是对新生儿而言。 为了在生命早期改善疫苗介导的保护，研究人员将确定预测保护功效的生物标志物，并深入了解疫苗介导的保护的潜在机制。 应用于疫苗学的系统生物学方法（“OMIC”），即系统疫苗学，通过对与疫苗诱导的免疫反应相关的途径的公正鉴定，彻底改变了该领域。 然而，到目前为止，系统疫苗学主要集中在成人身上，很少有针对儿童和婴儿的研究，也没有针对新生儿的研究。 本研究将通过对新生儿进行全面的系统疫苗学研究来弥合这一差距。 具体来说，研究人员将确定与乙型肝炎病毒疫苗 (HBV) 新生儿成功免疫相关的分子途径。 HBV 是理想的模型，因为 i) 它非常有效（>90%）； ii) 它具有公认的保护相关性（CoP；抗肝炎表面抗原抗体（抗 HBs））； iii) 抗-HBs 滴度存在显着差异，可量化的受试者间差异对于系统生物学方法至关重要； iv) 它具有高度相关性，因为在美国和大多数发展中国家，HBV 是在出生时传播的； v) 它适用于使用另一种定期管理的新生儿疫苗卡介苗 (BCG) 进行体内操作，这将大大增强对相关特征的检测。 由于基因和蛋白质之间功能相互作用的复杂网络驱动免疫反应，研究人员将整合转录组学、蛋白质组学和免疫表型分析方法。 重要的是，研究人员已经成功地调整了这些实验平台，使其能够在新生儿可获得的小血容量内全面运作。 研究人员还开发了适合在细胞和分子水平上进行实验操作以确定因果关系的体外系统。 试点数据证明了根据严格的标准操作程序收集相关高质量样本、对其进行处理并提供令人信服的 OMIC 数据的可行性，这些数据表明人类新生儿具有疫苗特异性“特征”。 该 HIPC 将通过追求以下总体具体目标来识别新生儿 HBV 免疫原性的生物标志物：

• 目标 1. 描述预测人类新生儿 HBV 免疫原性的疫苗前 OMIC 和体内免疫特征。 在成人系统疫苗学研究中，疫苗接受者的基线免疫状态预测疫苗免疫原性至少与疫苗引起的变化一样好，甚至更好。 对于目标 1，研究人员将确定全血基因表达的疫苗前（第 0 天）特征、血浆蛋白质组以及白细胞区室的组成及其与 HBV 诱导的新生儿抗体反应相关的功能状态。
• 目标 2. 表征 HBV 对体内 OMIC 和免疫特征的疫苗接种后影响，预测人类新生儿 HBV 的免疫原性。 在成人中，分析疫苗诱导的特征（即 疫苗后）为包括 HBV 在内的几种疫苗提供了新的见解。 研究人员将首次将这种方法应用于新生儿，并通过共同施用 BCG 来操纵新生儿对体内 HBV 的反应来扩展它，因为它会显着改变 HBV 的免疫原性，从而测试体内的因果关系。 对于目标 2，研究人员将描述全血基因表达、血浆和白细胞蛋白质组以及白细胞组成和功能状态在第 1 天、-3 和 -7 天的疫苗接种对比婴儿（延迟接种疫苗至 7 天大） ), HBV, BCG 或 (HBV + BCG) 在出生时并将其与抗-HBs 滴度相关联。
• 目标 3. 通过新型人类体外平台研究在计算机中识别的功能相关性，该平台准确模拟特定年龄的疫苗反应，并且适用于广泛的实验操作，允许在分子水平上探索机械因果关系。

总的来说，这些综合研究将确定疫苗诱导的与新生儿保护性免疫反应相关的分子途径，并将产生和测试关于体内和体外疫苗作用的新机制假设。 这项研究最终将告知、加速和优化生命早期免疫接种，从而带来重大的公共卫生利益。