新研究揭示了免疫系统对流感和冠状病毒感染反应的新见解,该研究由英国Pirbright研究所研究人员主导。这些发现可能为未来人类呼吸系统疾病的疫苗和治疗方法提供指导。
科学家们利用猪作为研究对象,因为猪的呼吸系统与人类高度相似,用于研究两种主要呼吸道病毒——大流行H1N1流感病毒和猪呼吸道冠状病毒(PRCV)对病毒复制、肺部损伤、免疫反应和气道微生物群的影响。
这项发表在《Nature Communications Biology》上的全面国际研究发现,与pH1N1相比,PRCV感染导致更高的病毒载量、更长的病毒脱落期和更严重的肺部病理变化。虽然流感病毒水平下降更快,但PRCV在呼吸道中持续时间更长,造成更广泛的组织损伤。
"Pirbright研究所黏膜免疫学负责人Elma Tchilian表示:"这项工作揭示了一些有趣的发现。流感感染的肺部显示出更多的早期免疫细胞浸润,包括T细胞和巨噬细胞,这可能有助于更快地清除病毒并减少组织损伤。相比之下,PRCV感染在早期阶段导致更广泛的损伤,局部免疫细胞招募较少。"
两种病毒都会引发抗体反应,但它们的时间和特性存在显著差异。流感感染诱导了更快更强的中和抗体反应,这得到了滤泡辅助T细胞和浆细胞活性增加的支持。
然而,PRCV刺激了记忆B细胞更明显的扩增,表明长期的免疫印记但中和活性延迟,这可能解释了在PRCV感染中观察到的病毒持久性延长。
合著者和博士生Ehsan Sedaghat-Rostami补充道:"特化保护性T细胞的反应也各不相同。PRCV感染导致产生细胞因子的T细胞更强更广泛的激活——这些小信号蛋白作为化学信使来调节免疫力。流感反应更多局限于呼吸道,系统性表现较弱。"
此外,PRCV触发了调节性T细胞的增加,表明激活了有助于控制炎症和促进恢复的机制。
在分子水平上,两种病毒最初在多种细胞类型中激活了相似的抗病毒通路,特别是干扰素刺激基因。然而,在感染的后期阶段,它们的影响出现了分歧。
该研究项目汇集了来自英国健康安全局、英国萨里大学和Babraham研究所、荷兰乌得勒支大学以及比利时根特大学的专业知识。
研究结果显示,两种病毒以不同的方式改变了鼻腔微生物组。两者都增加了链球菌科(Streptococcaceae)的水平,这是一组包含机会性病原体的细菌。然而,PRCV与微球菌科(Micrococcaceae)的富集相关,而流感感染导致整体微生物多样性增加以及与呼吸健康相关的细菌减少。
这些发现表明,病毒特异性的气道细菌变化可能影响疾病严重程度和对继发感染的易感性。
"Pirbright研究所Tchilian教授表示:"我们的研究强调了根据不同病毒的特定免疫特征定制疫苗和疗法的重要性。理解这些差异对于改进呼吸道感染的预防和治疗策略至关重要。"
该研究表明,流感和冠状病毒共享一些早期免疫激活通路,但它们与宿主的相互作用随时间显著分歧,影响病毒持久性、免疫记忆、炎症甚至气道微生物组。
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