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Simulating amino acid starvation may improve dengue vaccines

低卡路里饮食可以帮助你活得更久,预防与年龄有关的疾病,甚至可以改善免疫系统的功能。一项新的研究发现,在老鼠身上,一种用于草药的化合物,如果在接种疫苗之前服用,也能起到类似的增强免疫力的作用——不需要节食。

在《科学信号》(Science Signaling)杂志的一篇新论文中,印度海得拉巴大学(University of Hyderabad)和康奈尔大学兽医学学院(Cornell University College of Veterinary Medicine)的研究人员发现,一种名为卤素酮(halofuginone)的植物化合物可以提高人体对一种潜在登革热病毒疫苗的免疫反应。卤素酮会欺骗身体,让它以为自己急需氨基酸,从而激活一条途径,产生更多更好的抗体,更好地中和病毒。

这种化合物最终可能成为提高登革热等疾病疫苗有效性的战略的一部分。登革热一直难以控制。

研究小组由康奈尔大学负责学术事务的副教务长、免疫学教授、霍华德·休斯医学院(Howard Hughes Medical Institute)教授埃弗里·奥古斯特(Avery August)领导。合作者包括微生物学和免疫学副教授黄维山;印度海得拉巴大学生物技术助理教授Nooruddin Khan;还有来自August实验室的博士生Sabrina Solouki和Jessica Elmore。

从以前的研究中,研究小组知道卤素酮会激活一种叫做氨基酸饥饿反应的途径,这种途径通常在人体缺乏蛋白质时出现。限制热量摄入会对免疫系统产生多种影响,研究人员想知道人为激活这一途径会如何影响免疫系统对疫苗的反应。

卤素酮是一种中草药的成分。它显示出治疗肌肉萎缩症、自身免疫性疾病和某些癌症的潜力,而且似乎没有什么副作用。它通过阻断连接氨基酸和分子的酶来模拟氨基酸在体内的饥饿状态,这些分子将氨基酸传递到蛋白质产生的地方。

世界卫生组织(World Health Organization)将登革热列为全球十大健康威胁之一,全球约一半人口面临感染该病毒的风险。它是由蚊子传播的,大多数人会出现类似流感的症状,但在大约20%的病例中,这种感染会发展成严重的登革热,可能会导致休克、出血和死亡。

这种病毒尤其难以控制,部分原因是没有适合尚未接触过这种病毒的人的疫苗。

在目前的研究中,研究人员给一些老鼠注射了卤素酮,给另一些老鼠注射了无害的盐溶液,然后给所有的老鼠注射了潜在的登革热疫苗。然后他们寻找两组对疫苗免疫反应的差异。

与只注射了疫苗的小鼠相比,注射了卤素酮的小鼠产生了两倍于后者的抗体,而且这些抗体与登革热病毒成分的结合更强。老鼠不会感染登革热,所以研究人员无法测试它们是否受到保护。但是,当他们在试管中测试登革热病毒抗体的效力时,他们发现卤素酮能产生更有效中和病毒的抗体。

奥古斯特说:“抗体反应的质量让我们特别吃惊,这是很重要的一部分。”“在这种情况下,抗体对病毒粒子的实际亲和力是由卤素酮增强的。”

此外,研究人员还发现,卤素酮可以促进淋巴结和脾脏生发中心的形成。生发中心像工厂一样生产B细胞,这些B细胞能产生抗体,而记忆B细胞能持续存在几十年,如果入侵者回来,它们就会重新开始生产抗体。

“这一途径以前从未被认为是一种可以调节增强疫苗记忆的途径,”August说。“它可能让我们增强身体对疫苗的记忆。”

在增强对四种登革病毒的免疫反应方面,卤素酮同样有效,但这种方法可能会促进任何疫苗的研制。

这项研究主要集中在B细胞上,B细胞可以产生抗体抵抗入侵的病原体,但是现在August的团队和他们的合作者正在研究卤钨酮对T细胞反应的具体影响。

总的来说,这些发现表明,研究模拟饥饿的药物可能是一个有希望的研究领域,以找到增强疫苗有效性的策略,特别是对于登革热和其他仍然缺乏批准疫苗的疾病。

这项工作得到了印度科技部政府、印度大学资助委员会政府和美国国立卫生研究院的资助。

帕特里夏·沃尔德伦是兽医学院的自由撰稿人。

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