接種卡介苗能訓練先天性免疫系統　預防結核以外多種疾病

當畿內亞比紹 (Guinea-Bissau)和烏干達等非洲國家的嬰兒接種了針對結核病的卡介苗疫苗 (BCG) 時，不單能預防感染結核分枝桿菌，更意想不到地對呼吸道感染和敗血症等嚴重併發症提供保護，而最新刊於《科學進展》的澳洲研究指，已確定當中的生物學機制。

在出生後 10 天內，該團隊對 63 名不同膚色的嬰兒接種 BCG ，並將他們接種後 14 個月的健康狀態與未接種 BCG 、有 67 名嬰兒的對照組進行比較。

團隊從兩組嬰兒身上採集血液樣本，並檢查了兩組被稱為單核細胞 (monocytes) 的白血球細胞。

單核細胞是人體先天性免疫系統的一部分，提供抵禦病原體的第一道防線，並且對任何疾病都無特異性。

在觀察這些單核細胞時，團隊發現兩組有明顯表觀遺傳差異，即基因表達方式的變化或控制哪些基因是活躍、哪些基因被關閉的情況。

在接種組中，卡介苗重新編碼或「訓練」單核細胞，使其對病原體更敏感，並且在接種疫苗後的一年多內，將這種表觀遺傳特徵傳遞給下一代單核細胞。團隊相信，這就是

在非洲國家看到的 BCG 對廣泛疾病的保護作用背後機制。

有參與研究的墨爾本 Murdoch 兒童研究所 (Murdoch Children’s Research Institute, MCRI) 分子生物學家 Boris Novakovic 指出，研究首次展示了 BCG 如何對嬰兒的免疫系統產生持久影響。

團隊亦有以體外實驗詳細探索了這些表觀遺傳變化。

他們從健康成人中分離出單核細胞，並將細胞暴露於兩種類型的卡介苗疫苗中，並檢測到不同類型的表觀遺傳修飾的變化，這些變化包括 DNA 甲基化和組蛋白 (histone) ，前者是支持 DNA 序列的分子標籤，後者則是纏繞在 DNA 鏈周圍的龐大蛋白質。

單核細胞會使用其細胞外表的受體對病原體作出反應。當這些受體接觸病原體時，會觸發單核細胞吞噬病原體，這也會在細胞內引發一連串事件，其中一種蛋白質會開啟另一種蛋白質，直到這觸發了細胞的基因表達。

Novakovic 指出，接種了 BCG 會重新包裝單核細胞 DNA ，從而加快上述整個過程，並獲得對威脅作出反應所需的基因。

而將單核細胞置於高度警戒狀態會使其對所有感染更為敏感，不僅僅是肺結核。

過去學界認為，先天性免疫系統無法記住以前的感染，與適應性免疫系統不同。不過，在過去十年，學者發現先天性免疫系統實際上可產生一種非特異性記憶，稱為「訓練免疫力 (trained immunity) 」。

使先天免疫系統有更多反應的不僅僅是 BCG 。其他使用減弱形式的病毒來預防脊髓灰質炎、麻疹和天花等疾病的滅活疫苗也有類似效果。 MCRI 團隊去年在 Allergy 上發表的研究發現，接種 BCG 對預防嬰兒患濕疹等常見皮膚病具有相當作用。

來源：

Science Alert, The TB Vaccine Mysteriously Protects Against Lots of Things. Now We Know Why

報告：

Bannister, S., Kim, B., Domínguez-Andrés, J. & et al. (2022). Neonatal BCG vaccination is associated with a long-term DNA methylation signature in circulating monocytes. Science Advances 5 Aug 2022 Vol8, Issue 31. doi: 10.1126/sciadv.abn4002

文／AC