近日，法国巴斯德研究所的科学家们表示，他们开发出了一种人工淋巴器官芯片，可以在很大程度上模拟人体免疫系统对加强疫苗的反应。根据研究人员的说法，这项技术有望用于评估新型蛋白质和mRNA疫苗加强针的有效性，尤其是针对COVID-19和其他传染病。相关研究发表在《实验医学杂志》（Journal of Experimental Medicine）上，题为《在淋巴器官芯片中模拟记忆B细胞反应以评估mRNA疫苗加强针》（Modeling memory B cell responses in a lymphoid organ-chip to evaluate mRNA vaccine boosting）。
研究人员通过使用含有多种免疫细胞类型的人体血液样本，使淋巴器官芯片对COVID-19的mRNA疫苗产生反应。与现实世界的实验结果类似，研究发现，二价疫苗在诱导针对Omicron变异株的中和抗体方面，并不比单价疫苗更有效。
然而，当研究团队对来自不同供体的淋巴器官芯片进行对比时，观察到不同的反应：某些供体的芯片对单价和二价mRNA疫苗的反应相同，而另一些供体的芯片则对其中一种疫苗有更强的反应。
“这展示了人群中免疫历史的多样性，以及个人对疫苗反应的差异性，”研究员Jeger-Madiot解释道。
该研究的首席科学家Chakrabarti补充说：“在面对如此多样的反应时，淋巴器官芯片为评估候选疫苗在不同人群中诱导中和抗体的能力提供了一个有用的临床前系统。在SARS-CoV-2快速演变的背景下，这将是一个宝贵的工具。”
为了更好地预测候选疫苗在人类中的免疫原性，研究团队开发了基于微流体芯片的淋巴器官芯片（LO芯片）模型。他们在芯片中使用了高密度的3D胶原基质，并加入了人体外周血单核细胞（PBMC）。研究人员发现，流过的SARS-CoV-2刺突蛋白能够模拟疫苗加强针，通过大幅激活刺突蛋白特异性记忆B细胞，促使其分化为浆细胞，并分泌特异性抗体。
“我们的LO芯片成功再现了淋巴组织中的一些关键免疫反应，例如CD4+ T细胞和B细胞聚集，以及浆细胞的迁移。此外，芯片中的髓样细胞能够捕获和表达由脂质纳米颗粒载体传递的mRNA，从而可以评估对mRNA疫苗的免疫反应。”研究人员指出。
通过比较LO芯片对单价和二价疫苗的反应，研究显示了类似的Omicron中和抗体诱导水平，这与体内观察到的免疫印记现象一致。研究人员表示，这种芯片平台为评估疫苗加强策略提供了一个灵活的工具。
△淋巴器官芯片通过将外周血单核细胞（PBMCs）嵌入细胞外基质（ECM）中创建，然后可以暴露于病毒抗原以模拟疫苗接种的效果。 [2024 Jeger-Madiot 等，最初发表于《实验医学杂志》]
巴斯德研究所病毒与免疫单元负责人Chakrabarti博士指出：“COVID-19大流行凸显了快速评估候选疫苗免疫反应的临床前系统的需求，尤其是在高风险人群中。”
免疫系统对疫苗的反应通常在次级淋巴器官中进行协调，例如淋巴结和脾脏，这些地方是各种免疫细胞相互作用并促进B细胞生成抗体的关键场所。Chakrabarti的团队在研究中通过将人体血液细胞嵌入3D胶原基质，并利用微流体技术创建了一个人工淋巴器官芯片。这些芯片可以暴露在疫苗使用的病毒蛋白和RNA中，从而激发免疫反应。
“微流体芯片的连续灌流系统大大促进了免疫细胞的生长和激活，”巴斯德研究所微流体平台负责人Samy Gobaa博士补充道。
当研究人员将SARS-CoV-2刺突蛋白暴露于淋巴器官芯片时，血液样本中的B细胞和T细胞开始活跃并聚集在一起，就像在真实的淋巴器官中一样。随后，B细胞成熟并开始产生能够中和SARS-CoV-2病毒的抗体。
参考文献：https://rupress.org/jem/article-abstract/221/10/e20240289/276956/Modeling-memory-B-cell-responses-in-a-lymphoid?redirectedFrom=fulltext
编辑：周敏
排版：李丽
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