【Cell】Olink联合多组学揭秘婴幼儿感染新冠后系统免疫图谱

婴幼儿免疫系统组成和功能与成人不同，其在出生后的数周至数月逐渐成熟。现已有研究描述了健康婴儿免疫系统成熟的过程，但迄今为止还没有对婴儿感染后的免疫反应进行全面、长期的系统分析。特别是新生儿出生后对SARS-CoV-2病毒免疫力评估也是当前的知识空白。与成年人不同，婴儿和儿童在感染后表现出较轻的症状，但也观察到了个别严重病例和死亡病例。之前的报道主要描述了年龄较大的儿童（中位年龄为5岁）对COVID-19的免疫反应，这些儿童具有相对成熟的免疫系统，然而对于婴儿免疫系统在出生后的最初几周和几个月内如何应对SARS-CoV-2感染，我们至今知之甚少。

图源：s4a.org.uk

新文速递

研究表明，婴幼儿在感染后的最初数月具有强大且持续的免疫力，抗体浓度长达300天无衰减迹象。婴幼儿感染后表现出了强烈的黏膜免疫反应。在血液中的非典型先天性免疫表现为：无促炎标志物、高IFNα和高趋化因子。此外，该研究还构建了婴幼儿感染后的单细胞转录组和表观基因组景观图。

研究设计

IMPRINT队列中54名被感染婴幼儿（其中包括 27 名感染前样本配对的婴儿）的血液和鼻拭子样本被采集。此外，研究还采集了成人队列样本，以及41位轻症患儿母亲的样本。

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• 婴幼儿感染病毒后产生了多大程度的持久抗体反应及 T/B 细胞记忆？

• 鉴于婴幼儿感染症状较轻，与成人相比，先天性免疫激活特点是什么？‍‍‍‍

• COVID-19是否也会长远影响婴幼儿逐渐成熟的免疫系统？‍

●  强大而持续的免疫反应

随后，研究人员对婴幼儿和成人外周血单核细胞（PBMC）中SRAS-CoV-2的特异性记忆性B细胞和T细胞进行了测定。发现婴幼儿的记忆性B细胞反应与成人相比十分有限，其特异性记忆B细胞（MBCs）的反应强度和持续时间更低。此外，婴幼儿的记忆T细胞反应与成人相比也有所减少。与成人相比，婴幼儿的CD4 T细胞应答约降低了两个数量级。‍‍‍

对鼻拭子样本中的炎症因子进行分析，研究人员发现婴幼儿的鼻黏膜免疫反应表现出高度的激活。在感染的前5天，婴幼儿鼻黏膜中的炎症因子（IL-6、IL-8、TNF-a和IL-17C）和各种趋化因子显著升高。此外，婴幼儿黏膜免疫反应的特征与Th17反应相关的细胞因子和趋化因子相关。先前的研究表明了Th17和粘膜相关T细胞在婴儿体内的活性增强，Th17细胞和中性粒细胞之间的趋化因子依赖性关联，以及Th17细胞在支持抗体反应中的作用。这表明Th17细胞和中性粒细胞之间的关联可能在协调婴儿对SARS-CoV-2的先天和适应性免疫中发挥作用。综上所述，鼻道粘膜免疫的快速诱导可能通过抑制病毒在鼻子中的复制而有助于婴幼儿的轻度病程。而婴幼儿及成人鼻黏膜免疫反应的差异可能来源于婴儿微生物组的起源，早期免疫系统的差异，或婴儿黏膜中病原体的频繁存在。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

写在最后

多组学研究提供了生命早期感染的免疫动力学新见解和可参考数据集，并揭示了强大的黏膜免疫激活和强烈且持久的抗体反应。而相反的是，血浆中的炎症标志物缺乏，表示这种先天性免疫反应和促炎细胞因子反应间的明显脱节，提示非经典先天激活可能在婴幼儿群体中驱动了持续的体液免疫。

该研究为疫苗配方设计提供了新的可能性，是否可以设计一款针对非经典先天免疫激活途径的疫苗来刺激持续抗体反应，并避免由非必要炎症反应引起的‍免疫病理反应？期待科学家们的进一步研究和发现。‍‍‍

参考资料

1. Wimmers F et. al. Multi-omics analysis of mucosal and systemic immunity to SARS-CoV-2 after birth. Cell. 2023 Sep 26:S0092-8674(23)00978-9.