莱姆病:新型mRNA疫苗如何预防蜱传疾病

A deer tick (Ixodes scapularis).
In laboratory settings, guinea pigs bitten 2-3 times by ticks are able to develop robust immunity against them.Image: Unsplash/ Erik Karits
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  • 包括莱姆病在内的蜱传疾病在北美和欧洲呈上升趋势,美国每年报告病例近40,000例。

  • 对通常不作为这种昆虫宿主的动物进行蜱虫免疫研究,可为降低总体感染率、提高免疫率提供借鉴。

  • 该研究还可揭示不同物种之间免疫力可能如何变化。

核心理念

据一项由我和同事在耶鲁医学院Fikrig实验室开展的近期研究,一种处于实验室阶段的新型mRNA疫苗可教会免疫系统识别蜱虫叮咬时的唾液,从而阻止这些蜱虫吸血并将蜱传疾病传染给人类。一项近期研究我和同事在Fikrig实验室(耶鲁医学院)开展了该研究。

一些动物在反复遭受蜱虫叮咬后,最终能够对蜱虫吸血产生抵抗力:蜱虫要么在叮咬后不久脱落,要么引起皮肤发红,从而提醒宿主将其移除。科学家已在几种通常不作为蜱虫宿主的动物中观察到这种现象,包括豚鼠、兔子和牛。蜱虫免疫。

在实验室环境中,被蜱虫叮咬2至3次的豚鼠能够产生强效免疫力

针对这些蜱虫。虽然目前尚无针对人类蜱虫免疫的正式研究,但反复接触蜱虫的人在被叮咬后可能会出现

皮肤瘙痒,这一症状可能与蜱虫免疫有关。

我们实验室想探究能否在无蜱虫叮咬的情况下诱导蜱虫免疫。为此,我们研发了一种mRNA疫苗,名为19ISP,它能让细胞识别蜱虫唾液中存在的19种特定蛋白质。这种蜱虫即鹿蜱或黑腿蜱,叮咬时会在皮肤上留下唾液。肩突硬蜱。与针对入侵病原体上的蛋白质(如新冠病毒表面的刺突)不同,我们的疫苗靶向的是蜱虫唾液中天然存在的蛋白质。

我们发现,接种19ISP的豚鼠在被叮咬后出现了皮肤发红,表明其免疫系统已被激活,并将炎性细胞募集至局部以抵御感染。与其他在反复叮咬后产生蜱虫免疫的动物一样,蜱虫无法以豚鼠为食,并迅速脱落。在接种疫苗的豚鼠中,无一检测出伯氏疏螺旋体阳性,该菌是引起莱姆病的细菌。相反,未接种疫苗的豚鼠中近一半检测出疏螺旋体感染阳性。

重要性

包括莱姆病在内的蜱传疾病在北美呈上升趋势和欧洲呈上升趋势,美国每年报告病例近40,000例。蜱虫不仅给野外徒步者带来麻烦,还对农场工人及所有户外活动者构成威胁。除莱姆病外,蜱虫还会传播其他多种病原体,可引发严重且可能危及生命的疾病。

随着气候变化,蜱虫分布范围不断扩大,使更多人类和动物面临蜱传疾病的风险。Image: Jaqueline Matias

19ISP mRNA疫苗的独特之处在于:传统疫苗直接针对引起疾病的病原体,而19ISP则能激发机体对疾病携带者(即蜱虫)产生抵抗力,从根本上阻止其传播病原体。我们的研究还表明,这种基于蜱虫的疫苗接种方式(即训练机体快速识别并应对蜱虫叮咬)可能足以预防感染。

美国每年报告病例近40,000例。Image: Bay Area Lyme Foundation

尚未明确的问题

虽然豚鼠能够产生蜱虫免疫,但我们发现小鼠等动物则不能。我们计划在兔子等其他动物中测试这一mRNA疫苗模型,以更好地了解蜱虫免疫在不同蜱虫宿主中如何变化。我们还计划研发针对其他蜱传病原体的疫苗,并检验免疫力是否也能延伸至不同蜱虫物种。

我们希望,以疾病携带者为靶点的载体型mRNA疫苗能够应用于其他媒介传播疾病。然而,各类疾病媒介的取食方式各不相同,例如蜱虫叮咬与蚊虫叮咬就存在差异。由于疾病携带者传播病原体的方式可能不同,疫苗可能需要针对每种媒介进行调整。

下一步计划

我们计划开展研究,对已感染莱姆病或反复接触蜱虫的人群进行观察,以检测其是否产生能识别19ISP中蛋白质的抗体。这将进一步厘清蜱虫免疫的作用机制,并可能最终推动针对人类的疫苗临床试验。

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