利用训练免疫开发下一代疫苗:从理性佐剂设计到自佐剂抗原
Harnessing trained immunity for next-generation vaccines: from rational adjuvant design to self-adjuvanting antigens
该综述系统分析了利用训练免疫(TI)机制设计下一代疫苗佐剂的多种策略。核心机制涵盖 PI3K/Akt/mTOR/HIF1α 驱动的免疫代谢转换与染色质重编程,文章将策略归纳为天然 TI 诱导剂、合成 PRR 激动剂、代谢-表观遗传调节剂及自佐剂抗原四类,并讨论纳米技术在时空控制中的作用。作者指出,TI 佐剂具临床前景,但需解决精准可调性、宿主异质性、训练状态持久性及保护相关性指标验证等关键挑战。
训练免疫概念的提出,改写了“唯有适应性免疫才有记忆”的传统认知:骨髓中的造血祖细胞和外周先天免疫细胞可经表观遗传与代谢重编程建立先天免疫记忆,再次遭遇刺激时反应增强,卡介苗数十年来诱导的异源保护便是例证 [1]。机制上,β-葡聚糖训练的人单核细胞会经dectin-1–Akt–mTOR–HIF-1α通路转向有氧糖酵解,抑制其中任一节点均可阻断训练免疫的诱导 [2]。此后图景不断细化:DNA修复酶MGMT经ATM/FXR/AMPK轴影响MAPK/mTOR/HIF1α通路及糖酵解,从而调控β-葡聚糖诱导的巨噬细胞训练免疫 [6];四种代表性卡介苗菌株诱导训练免疫的能力存在差异,多组学分析显示亚油酸代谢与之相关,且亚油酸本身可作为佐剂增强训练免疫 [5];个体因素同样不可忽视——清晨接种比傍晚接种诱导出更强的训练免疫 [3],卡介苗降低全身炎症的作用还呈现明显的性别差异 [4]。然而,这些积累长期停留在机制与现象层面,如何系统地转化为理性的佐剂设计,始终缺乏整体框架。
这篇综述正是对这一瓶颈的回应。作者以PI3K/Akt/mTOR/HIF1α驱动的免疫代谢转换及其后的染色质重塑为核心机制基础,把新一代佐剂归纳为四条路线:天然训练免疫诱导物、合成模式识别受体激动剂、直接作用于代谢-表观遗传的调节分子,以及自身兼具佐剂功能的“自佐剂化抗原”;同时考察了纳米技术在实现佐剂递送时空控制中的使能作用,并给出转化路线图、安全性考量与关键挑战。
就推进而言,文章将以往零散的单通路、单诱导物证据整合为“机制—设计—递送—转化”的完整叙事,使佐剂开发得以超越传统经验筛选,转向以训练免疫机制为锚点的理性设计,在特定条件下有望增强对某些异源病原体的保护,并为桥接先天与适应性免疫、应对感染性及非感染性疾病提供方向。
当然,作者也坦承诸多未解之处:训练状态的精确可调性、宿主异质性与持久性仍是关键难题,经过验证的保护相关指标亦付之阙如;而训练免疫一旦被不适当诱导,可能走向慢性炎症 [1],提示安全性必须与效力同步纳入设计。系统免疫学与先进递送平台的结合,或将加速这一概念从实验室走向临床疫苗。
- 1.Trained immunity: induction of an inflammatory memory in disease · Cell Res 2025
- 2.mTOR- and HIF-1α-mediated aerobic glycolysis as metabolic basis for trained immunity · Science 2014
- 3.Circadian rhythm influences induction of trained immunity by BCG vaccination · J Clin Invest 2020
- 4.BCG vaccination in humans inhibits systemic inflammation in a sex-dependent manner · J Clin Invest 2020
- 5.Multi-omics analysis reveals that linoleic acid metabolism is associated with variations of trained immunity induced by distinct BCG strains · Sci Adv 2024
- 6.O6-methylguanine DNA methyltransferase regulates β-glucan-induced trained immunity of macrophages via farnesoid X receptor and AMPK · iScience 2024
来源:文献与产业新闻 · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov