在臨床試驗中檢測疫苗的有效性，需要花費幾年、甚至幾十年的時間。然而，諸如艾滋病、瘧疾和革登熱這樣具有挑戰(zhàn)性的傳染病在今天非常引人關(guān)注。為了加速疫苗的檢測，美國埃默里大學(xué)疫苗中心的科學(xué)家們，已經(jīng)建立了研制一種“疫苗基因芯片”的目標(biāo)。

該裝置可以在一種測試疫苗接種幾天之內(nèi)，讀取白血細(xì)胞中基因組所有基因的活動。讀取這樣的“分子標(biāo)簽”，將快速幫助研究人員預(yù)測疫苗刺激免疫系統(tǒng)和預(yù)防疾病的能力。

現(xiàn)在，由Bali Pulendran博士帶領(lǐng)的科學(xué)家們，通過比較5種迥然不同的疫苗在人類志愿者免疫系統(tǒng)中誘發(fā)的分子標(biāo)簽，已經(jīng)向制造這樣一種芯片邁出了重要一步。這項研究成果發(fā)表在12月15日的Nature Immunology雜志上。

本論文的資深作者Pulendran，是埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院的病理學(xué)和檢驗醫(yī)學(xué)教授，也是Yerkes國家靈長類動物研究中心的研究員。共同第一作者分別是博士后Shuzhao Li博士、傳染病助理教授Nadine Rouphael和博士后Sai Duraisingham博士。

他們在這項研究中所檢測的兩種疫苗，目的在于刺激抗腦膜炎雙球菌——能引起危及生命的腦膜炎或敗血癥的一種細(xì)菌——的免疫性。

研究人員用兩種不同類型的腦膜炎球菌疫苗——現(xiàn)在已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的MCV4和一個較舊版本MPSV4，使30位健康的志愿者獲得免疫力。他們調(diào)查了來自志愿者血樣中的人類基因活動等級，將其與他們以前調(diào)查“對黃熱病和季節(jié)性流感疫苗的反應(yīng)”時獲得的結(jié)果進行比較。

Pulendran的實驗室率先使用這樣一種“系統(tǒng)學(xué)”方法來預(yù)測早先采用黃熱病和季節(jié)性流感疫苗的研究中的疫苗免疫性。他說，他的團隊正在探究，疫苗有效性是否有“通用”的分子標(biāo)簽，能夠預(yù)測任何疫苗的抗體反應(yīng)。“我們的研究結(jié)果表明，抗體反應(yīng)的基因表達預(yù)測，不可能是‘通用’的，而是依賴于疫苗的類型。”

例如，相似的標(biāo)簽與兩種腦膜炎球菌疫苗的碳水化合物成分的抗體反應(yīng)有關(guān)聯(lián)，而一種不同的標(biāo)簽，與喚起對諸如季節(jié)性流感疫苗這樣的抗體反應(yīng)有關(guān)。

他說：“這些結(jié)果代表了發(fā)現(xiàn)可能預(yù)測不同類型疫苗免疫性的分子標(biāo)簽的第一小步，但是很顯然，這需要更多比較性的工作，來定義更寬范圍疫苗也許共有免疫的強健性和預(yù)測因子。”

為了全面分析抗腦膜炎的基因活化反應(yīng)，并將它們與其它疫苗反應(yīng)數(shù)據(jù)進行比較，Pulendran和同事們不得不為稱做“血轉(zhuǎn)錄模塊”的免疫學(xué)定制構(gòu)建了基因網(wǎng)絡(luò)。這些資源也可被其他科學(xué)家使用和共享。

盡管這個領(lǐng)域還處于新生狀態(tài)，但其已經(jīng)開始為免疫系統(tǒng)的研究工作提供了出人意料的見解。Pulendran實驗室最近在Science上發(fā)表的論文中（Vaccine Activation of the Nutrient Sensor GCN2 in Dendritic Cells Enhances Antigen Presentation, Science, Published online 5 Dec 2013），利用一種系統(tǒng)方法研究黃熱病疫苗的免疫性，演示了疫苗免疫性和細(xì)胞的古老饑餓反應(yīng)之間存在的一種未被承認(rèn)的關(guān)系。

MPSV4疫苗，自20世紀(jì)70年代開始使用，含有細(xì)菌多糖外涂層。MCV4是過去十年首次被引進的幾個腦膜炎結(jié)合疫苗之一。MCV4將多糖涂層和白喉菌的一個毒素蛋白連接起來。MCV4被認(rèn)為對兒童、青少年和較年輕的成年人比較好，而MPSV4被用于超過55歲的成年人。這兩種疫苗在形式上，都有別于從黃熱?。ɑ畹臏p弱病毒）和流感（活的減弱或滅活病毒）疫苗。