近日，法國巴斯德研究所的科學家們表示，他們開發(fā)出了一種人工淋巴器官芯片，可以在很大程度上模擬人體免疫系統(tǒng)對加強疫苗的反應。根據研究人員的說法，這項技術有望用于評估新型蛋白質和mRNA疫苗加強針的有效性，尤其是針對COVID-19和其他傳染病。相關研究發(fā)表在《實驗醫(yī)學雜志》（Journal of Experimental Medicine）上，題為《在淋巴器官芯片中模擬記憶B細胞反應以評估m(xù)RNA疫苗加強針》（Modeling memory B cell responses in a lymphoid organ-chip to evaluate mRNA vaccine boosting）。

研究人員通過使用含有多種免疫細胞類型的人體血液樣本，使淋巴器官芯片對COVID-19的mRNA疫苗產生反應。與現實世界的實驗結果類似，研究發(fā)現，二價疫苗在誘導針對Omicron變異株的中和抗體方面，并不比單價疫苗更有效。

然而，當研究團隊對來自不同供體的淋巴器官芯片進行對比時，觀察到不同的反應：某些供體的芯片對單價和二價mRNA疫苗的反應相同，而另一些供體的芯片則對其中一種疫苗有更強的反應。

“這展示了人群中免疫歷史的多樣性，以及個人對疫苗反應的差異性，”研究員Jeger-Madiot解釋道。

該研究的首席科學家Chakrabarti補充說：“在面對如此多樣的反應時，淋巴器官芯片為評估候選疫苗在不同人群中誘導中和抗體的能力提供了一個有用的臨床前系統(tǒng)。在SARS-CoV-2快速演變的背景下，這將是一個寶貴的工具。”

為了更好地預測候選疫苗在人類中的免疫原性，研究團隊開發(fā)了基于微流體芯片的淋巴器官芯片（LO芯片）模型。他們在芯片中使用了高密度的3D膠原基質，并加入了人體外周血單核細胞（PBMC）。研究人員發(fā)現，流過的SARS-CoV-2刺突蛋白能夠模擬疫苗加強針，通過大幅激活刺突蛋白特異性記憶B細胞，促使其分化為漿細胞，并分泌特異性抗體。

“我們的LO芯片成功再現了淋巴組織中的一些關鍵免疫反應，例如CD4+ T細胞和B細胞聚集，以及漿細胞的遷移。此外，芯片中的髓樣細胞能夠捕獲和表達由脂質納米顆粒載體傳遞的mRNA，從而可以評估對mRNA疫苗的免疫反應?！毖芯咳藛T指出。

通過比較LO芯片對單價和二價疫苗的反應，研究顯示了類似的Omicron中和抗體誘導水平，這與體內觀察到的免疫印記現象一致。研究人員表示，這種芯片平臺為評估疫苗加強策略提供了一個靈活的工具。

△淋巴器官芯片通過將外周血單核細胞（PBMCs）嵌入細胞外基質（ECM）中創(chuàng)建，然后可以暴露于病毒抗原以模擬疫苗接種的效果。 [2024 Jeger-Madiot 等，最初發(fā)表于《實驗醫(yī)學雜志》]

巴斯德研究所病毒與免疫單元負責人Chakrabarti博士指出：“COVID-19大流行凸顯了快速評估候選疫苗免疫反應的臨床前系統(tǒng)的需求，尤其是在高風險人群中。”

免疫系統(tǒng)對疫苗的反應通常在次級淋巴器官中進行協(xié)調，例如淋巴結和脾臟，這些地方是各種免疫細胞相互作用并促進B細胞生成抗體的關鍵場所。Chakrabarti的團隊在研究中通過將人體血液細胞嵌入3D膠原基質，并利用微流體技術創(chuàng)建了一個人工淋巴器官芯片。這些芯片可以暴露在疫苗使用的病毒蛋白和RNA中，從而激發(fā)免疫反應。

“微流體芯片的連續(xù)灌流系統(tǒng)大大促進了免疫細胞的生長和激活，”巴斯德研究所微流體平臺負責人Samy Gobaa博士補充道。

當研究人員將SARS-CoV-2刺突蛋白暴露于淋巴器官芯片時，血液樣本中的B細胞和T細胞開始活躍并聚集在一起，就像在真實的淋巴器官中一樣。隨后，B細胞成熟并開始產生能夠中和SARS-CoV-2病毒的抗體。

參考文獻：https://rupress.org/jem/article-abstract/221/10/e20240289/276956/Modeling-memory-B-cell-responses-in-a-lymphoid?redirectedFrom=fulltext

編輯：周敏

排版：李麗