科隆大学和科隆大学医院的研究人员证明，基于 mRNA 的新型 COVID-19 疫苗不仅会触发适应性免疫反应（例如产生抗体），还会诱导先天免疫细胞发生持久的表观遗传变化。
这项研究由科隆大学医院传染病科主任、科隆分子医学中心 (CMMC) 首席研究员 Jan Rybniker 教授和 CMMC 首席研究员 Robert Hänsel-Hertsch 博士共同领导。研究结果发表在《分子系统生物学》杂志上。
免疫系统由两个主要部分组成：先天免疫系统，提供即时、广泛的保护，抵御病原体；适应性（或获得性）免疫系统，对新威胁产生特定反应。免疫系统的这两个分支协同工作。
研究人员称，先天免疫细胞中观察到的变化是由表观遗传修饰驱动的，具体来说，是组蛋白的化学变化。组蛋白就像缠绕DNA的线轴。组蛋白的乙酰化是一个可逆过程，它改变了基因的表达方式，而不会改变 DNA 序列本身。
这些发现表明，mRNA 疫苗接种可能增强先天免疫细胞的长期反应能力，不仅有可能提高人体对目标病毒的防御能力，而且还能提高对无关病原体的防御能力。
“我们的研究结果表明，mRNA 疫苗可诱导先天免疫细胞的表观遗传‘训练’，从而实现持续的免疫反应，”该研究的第一作者 Alexander Simonis 博士说。表观遗传变化可能为长期先天免疫提供基础，从而扩大获得性免疫系统的保护机制。现在可以根据这些研究结果在更大规模的临床试验中进行测试。
研究人员在六个不同时间点分析了接种疫苗的参与者血液样本中的单核细胞（一种可以在人类中分化为巨噬细胞的白细胞）。巨噬细胞是先天免疫系统的原生细胞，对于快速检测和消化病原体至关重要。他们发现，基于 mRNA 的 COVID-19 疫苗通过乙酰化（即化学基团与这些单核细胞的特定免疫相关基因结合）引起显著而持久的变化。
此外，研究结果还显示，这些表观遗传变化在接种疫苗后六个月内仍能保留，这表明疫苗可以训练免疫系统的“长期记忆”。由于人类单核细胞在体内的循环时间仅为三天左右，研究人员推测骨髓中单核细胞的前体细胞也携带表观遗传标记。
然而，单次 mRNA 疫苗接种不足以有效诱导这些标记。Jan Rybniker 表示：“这些持续的表观遗传变化需要两次连续接种或一次加强接种，这凸显了多次接种疫苗以维持长期免疫反应的必要性。”
观察到的表观遗传变化导致促炎基因的“读取”增加，这反过来又导致信使物质（即所谓的细胞因子）的产生，这些细胞因子可以激活大量免疫细胞，从而增强它们抵抗病原体的能力。
“由于这是先天免疫系统的激活，以相对广泛和非特异性的方式针对各种病原体，因此 mRNA 疫苗也可以提供针对其他病毒和细菌的保护，至少在一定时期内是如此，”该研究的第一作者 Sebastian Theobald 博士解释道。
“这些发现表明，巨噬细胞中的组蛋白修饰不仅激活了参与免疫反应的基因，而且这些基因还形成了鸟嘌呤四链体 DNA 结构，这可能对持续免疫至关重要，”表观遗传学领域专家 Robert Hänsel-Hertsch 博士说。
这些发现对于未来针对 COVID-19 和其他传染病的疫苗接种策略的制定具有深远影响。
DOI：10.1038/s44320-025-00093-6
编译自/ScitechDaily
