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每年都要打流感疫苗?科学家正在找一把“万能钥匙”

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每年秋天去打流感疫苗的时候,你有没有想过一个问题:为什么这针不能像乙肝疫苗那样,打几针管十年?

答案不复杂。流感病毒表面有个叫血凝素(HA)的蛋白,我们打的疫苗主要就是让免疫系统认识它。但 HA 的头部区域特别容易突变,今年的抗体明年可能就认不出新毒株了。这叫抗原漂移。更狠的是抗原转换,动物流感的基因片段重新组合,蹦出一个人类完全没见过的新亚型,过去一百年已经引发了四次大流行。

所以 WHO 每年都要猜明年流行哪株,厂商再赶工生产。

能不能做一种疫苗,不管流感怎么变都能挡住?这就是通用流感疫苗的梦想。最近一篇发表在 Immunological Reviews 上的综述,把我们离这个梦想的距离又拉近了一步。


免疫系统的 "偏科" 问题

要理解通用疫苗难在哪,得先看看 HA 蛋白的结构。它像一根棒棒糖,上面圆圆的是头部,下面连着的是茎部。


图1 流感 HA 蛋白结构:头部易变但免疫显性,茎部保守但免疫亚显性

头部暴露在最外面,免疫系统一眼就能看到,抗体反应特别强。但它恰恰是突变最快的地方。茎部埋在下面,结构更保守,不同毒株之间差别很小,可免疫系统就是 "看不见" 它,产生的抗体少得可怜。

用免疫学的话说,头部是免疫显性,茎部是免疫亚显性。这就像复习考试,总把时间花在已经背熟的旧题上,真正能应对新题型的关键知识点反而没人看。

通用流感疫苗的核心挑战,就是想办法把免疫系统的注意力从头部掰到茎部。

广谱中和抗体:希望之星

好在免疫系统并非完全对茎部视而不见。科学家发现了一类罕见的抗体,能识别 HA 茎部上高度保守的区域,对多种流感亚型都有中和能力,叫广谱中和抗体(bnAbs)。

举两个例子。靶向茎部中央区域的 CR9114,能同时中和甲型流感第 1 组和第 2 组病毒,甚至对乙型流感也有效。2022 年新发现的一类靶向茎部锚定区的抗体,能在 H1、H2、H5 等多种亚型间交叉反应。

这些抗体就像一把万能钥匙,不管锁怎么换外壳,核心锁芯都能捅开。但问题是这类抗体太少了,常规季节性疫苗打完,体内绝大多数抗体还是针对头部的,bnAbs 只占很小一部分。

怎么才能让身体多产生一些 bnAbs?这就要走进免疫系统里一个非常神奇的结构 —— 生发中心。

生发中心里的 "进化工厂"

bnAbs 有个共同特点:通常携带大量体细胞高频突变。这意味着它们不是天生就有的,而是在生发中心里经过一轮又一轮的选拔和突变才进化出来的。

生发中心是淋巴结里的一个特殊结构,里面主要有三类细胞在忙活:


图2 生发中心反应概览:GC B 细胞在暗区发生体细胞高频突变,在亮区与 Tfh 细胞和 FDC 相互作用

GC B细胞在暗区疯狂增殖并随机突变抗体基因,然后跑到亮区接受考验。滤泡树突状细胞(FDC)在亮区展示抗原,相当于考官。滤泡辅助性T细胞(Tfh)给B细胞提供生存信号,相当于赞助商。

能更好结合抗原的B细胞存活下来,继续突变和进化;结合不好的就被淘汰。这就是亲和力成熟。bnAbs需要多轮这样的进化才能诞生,所以生发中心反应持续得越久,越有可能筛选出罕见的bnAb前体。

生发中心里还有一套维持多样性的机制,避免所有B细胞都朝着同一个方向进化。不同生发中心之间相对独立,各自演化;有的生发中心被一两个克隆主导,有的则保持多样;反应开始后还会有新的naive B细胞加入进来;已产生的抗体会遮住显性表位,把选择压力推向其他表位;甚至一些原本有自反应倾向的B细胞,也能在生发中心里通过突变"减毒"后保留下来。这些机制共同保证了记忆B细胞库的丰富性,而广谱抗体的前体往往就藏在这些多样性里。


图3 生发中心BCR库多样性维持机制:独立GC进化、异质性克隆优势、naive B细胞晚期进入、抗体反馈、克隆救赎

被忽视的关键角色:Tfh 细胞

过去十几年,通用疫苗的研究几乎都盯着 B 细胞表位,也就是怎么设计抗原才能让 B 细胞更好地识别茎部。但这篇综述的作者们提出了一个很重要的观点:T 细胞表位被严重忽视了。

原因在于,生发中心里 Tfh 细胞是一种稀缺资源。GC B 细胞的数量远远多于 Tfh 细胞,大家都要抢 Tfh 的帮助才能活下来。Tfh 帮助充足时,选择压力放松,连那些亲和力较低、靶向茎部的 B 细胞也能存活和进化。Tfh 帮助不足时,只有亲和力最高的头部靶向 B 细胞能抢到资源,茎部靶向的 B 细胞直接被饿死。

而 Tfh 细胞能识别什么,取决于疫苗抗原里有哪些 T 细胞表位。如果疫苗里的 T 细胞表位太少,或者都集中在头部区域,那茎部靶向的 B 细胞就很难获得足够的 Tfh 帮助。

这就像办选秀节目,赞助商只认识头部选手的经纪人,茎部选手再优秀也拉不到赞助。

记忆 B 细胞:被低估的第二道防线

生发中心反应结束后,会留下两类产物:浆细胞(持续分泌抗体)和记忆 B 细胞(平时休眠,遇到抗原再激活)。

这篇综述特别强调了记忆 B 细胞的重要性。研究发现,记忆 B 细胞的抗体谱比浆细胞更丰富多样。那些靶向茎部的、交叉反应性的 B 细胞克隆,很多都藏在记忆 B 细胞库里。当遇到一个变异毒株、循环抗体已经不认得了的时候,这些记忆 B 细胞可以被快速唤醒,分化成浆细胞,产生能应对新毒株的抗体。

动物实验已经证明,记忆 B 细胞对抵御变异流感病毒的感染至关重要。

更有意思的是,那些在生发中心反应已经开始后才加入的 "晚到"B 细胞,特别容易分化成记忆 B 细胞,而且它们往往靶向的是亚显性的交叉反应表位。这意味着延长生发中心的持续时间,可能有助于招募更多这样的晚到者,丰富广谱抗体的储备。

预存抗体的双刃剑

大多数成年人已经反复接触过流感病毒,体内有大量预存抗体。这些抗体会怎样影响下一次接种呢?

研究发现了一个非常精妙的机制,叫抗体反馈。预存抗体如果识别疫苗抗原上的某个表位,就会把这个表位遮住,让靶向同一表位的 naive B 细胞难以被激活。但与此同时,靶向其他不重叠表位的 B 细胞反而更容易被招募进生发中心。

预存抗体不是简单地抑制免疫反应,而是重新分配了免疫系统的注意力,把它从已经有抗体的表位上推向还没被覆盖的表位。

这其实是个好消息,如果设计得当,我们可以利用抗体反馈把免疫系统的注意力从头部推向茎部。但也有坏消息。2009 年甲流大流行后,研究人员发现第一次接种大流行 H1N1 疫苗能诱导出抗茎部抗体,但用同一种疫苗再加强一针,反而无法继续提升抗茎部抗体,因为第一次产生的抗茎部抗体已经把茎部表位遮住了。

这提示我们,通用疫苗的接种策略不能简单地同一种疫苗反复打,需要精心设计序贯方案。

打疫苗的 "位置" 也很重要

这篇综述还提到了一个反直觉的发现:加强针打在同一侧手臂还是对侧,结果可能不一样。

小鼠研究显示,引流淋巴结里的记忆 B 细胞和非引流淋巴结里的记忆 B 细胞,在功能上是不同的。引流淋巴结里的记忆 B 细胞位于被膜下窦区域,旁边就是 CD169 + 巨噬细胞和记忆 Tfh 细胞,抗原一来就能快速响应,而且更倾向于重新进入生发中心继续进化。非引流淋巴结里的记忆 B 细胞位置更深,更倾向于直接分化成浆细胞。

实验证明,在初次接种的同一侧打加强针,能诱导出更多 H1/H3 交叉反应性 B 细胞;在对侧打,则更多产生浆细胞。

对于通用疫苗来说,我们希望记忆 B 细胞重新进入生发中心、继续亲和力成熟、变得更广谱,所以同侧加强可能更有优势。这个发现提醒我们,疫苗效果不仅取决于打什么,还取决于怎么打、在哪打。

已经在人体上验证的策略:嵌合 HA 疫苗

说了这么多机制,有没有已经在临床试验中验证的通用疫苗策略?有,嵌合 HA 疫苗。

思路很巧妙。把 HA 的头部换成一个人类几乎没见过的异域亚型(比如 H8 或 H5),但茎部保留常见季节性毒株的(比如 H1)。这样免疫系统对这个陌生的头部没有预存记忆,注意力就被迫转向了熟悉的茎部。然后再用另一种头部(比如 H5 头 + H1 茎)加强,进一步聚焦茎部反应。

I 期临床试验结果令人鼓舞。序贯接种嵌合 HA 疫苗后,茎部特异性 B 细胞在浆细胞和记忆 B 细胞区室中都显著富集,分离出的茎部特异性抗体中相当一部分具有中和活性。加入佐剂 AS03 后,茎部特异性记忆 B 细胞的招募和扩增明显增强。

这些人体数据和小鼠模型中的机制发现高度一致,说明免疫亚显性的交叉反应 B 细胞是可以被选择性唤醒的。

一个新思路:给疫苗加 "T 细胞辅助表位"

回到这篇综述最核心的创新观点。既然 Tfh 帮助是限制 bnAb 产生的关键瓶颈,那我们能不能在疫苗抗原里主动加入一些保守的 T 辅助细胞表位,让更多 Tfh 细胞能被招募,来赞助那些罕见的茎部靶向 B 细胞?

具体有两种策略。

第一种是加入流感病毒自身的保守 T 细胞表位。流感内部蛋白(如 M1、M2、NP)在不同毒株间高度保守,人体感染流感后已经产生了针对这些蛋白的记忆 CD4+T 细胞。如果把这些保守表位加到茎部疫苗抗原里,就能唤醒已有的流感特异性记忆 Tfh 细胞,给茎部 B 细胞提供定向赞助。

小鼠实验已经验证,在茎部靶向的加强免疫原中加入一个流感辅助 T 细胞表位,就能显著改善抗茎部记忆 B 细胞重新进入次级生发中心的能力,并增强对变异病毒的中和活性。

第二种是加入通用 T 辅助表位,比如破伤风毒素来源的 P2/P30 表位、人工合成的 PADRE 肽等。它们能被多种 HLA-DR 分子识别,可以克服人群中的 HLA 多态性,让更多人都能获得 T 细胞帮助。

作者们认为最理想的方案可能是两者结合:流感特异性保守表位负责唤醒已有免疫记忆,通用表位负责保证人群层面的广泛覆盖。


图4 在茎部靶向免疫原中加入辅助 T 细胞表位,可增强 Tfh 对罕见抗茎部 B 细胞的帮助

离 "万能流感疫苗" 还有多远

总结一下这篇综述的核心信息。通用流感疫苗的核心障碍是免疫显性,免疫系统总盯着易变的 HA 头部,忽视保守的茎部。广谱中和抗体是解决方案,但它们罕见,需要生发中心里长时间的亲和力成熟才能产生。Tfh 细胞是关键瓶颈,它的数量、持续时间和表位特异性决定了罕见 bnAb 前体能不能存活和进化。

在应用层面,嵌合 HA 疫苗已经在 I 期临床试验中显示出潜力,T 细胞表位优化的策略也在动物模型中得到了验证。接种部位、序贯方案、佐剂选择这些看似细节的因素,都能显著影响广谱抗体的产生。

我个人觉得这篇综述最有价值的地方在于,它把疫苗设计从 "盯着 B 细胞表位" 的单一路径,拓展到了 "T 细胞和 B 细胞协同设计" 的更完整框架。过去我们是把病毒灭活了打进去看有没有用,现在可以精确到哪个表位、哪种细胞、哪条通路。这种从机制出发的设计思路,对 HIV、冠状病毒等高变病原体的疫苗研发也有借鉴意义。

距离真正一针管多年的通用流感疫苗,可能还需要几年甚至十几年,但方向已经越来越清晰了。

参考来源:Inoue T, Ise W, Kurosaki T. GC B Cells, Tfh Cells, and Influenza bnAbs: Insights for Improving Universal Vaccine Design. Immunological Reviews. 2026;341:e70153. DOI: 10.1111/imr.70153

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