金黃色葡萄球菌（SA）是一種廣泛存在的細菌感染，約有30% 的人類鼻腔中都有金黃色葡萄球菌菌落。雖然金黃色葡萄球菌通常無害，但卻是醫院感染和社區感染的主要致病菌。針對SA 的疫苗開發具有改變公共衛生的巨大潛力。然而，儘管利用小鼠進行的臨床前研究取得了可喜的成果，但所有針對SA 的候選疫苗在臨床試驗中歷來都不成功。

加州大學聖地牙哥分校醫學院的研究人員最近對這種差異做出了解釋。

在最近發表於《細胞報告醫學》（Cell ReportsMedicine）的一項新研究中，他們測試了一種新的假設，即SA 細菌在首次定殖或感染人類時，會欺騙人體釋放非保護性抗體。當人體隨後接種疫苗時，這些非保護性抗體會被優先召回，使疫苗失效。

圖中顯示了SA（金色球體）和各種抗原及抗體。優勢抗原（紫色）導致SA 產生非保護性抗體（紅色，尖端為紫色）。這些非保護性抗體與疫苗接種產生的抗體（綠色，尖端為紫色）競爭。針對亞優勢抗原（藍色）的疫苗可以幫助產生更多的保護性抗體（綠色帶藍色尖端），使疫苗更有效。資料來源：JR Caldera/加州大學聖地牙哥分校健康科學部

SA 與人類有著獨特的關係。雖然它能引起許多危險的健康併發症，包括傷口和血液感染，但這種細菌也是健康人體微生物群的正常組成部分，它在鼻腔和皮膚中安然生活。

資深作者、加州大學聖地亞哥分校醫學院兒科系教授、醫學博士George Liu 表示：”SA 與人類相伴已久，因此它已經學會瞭如何兼做共生體和致命病原體。如果我們要開發出針對SA 的有效疫苗，我們就必須了解並克服它用來維持這種生活方式的策略”。

研究結果和影響

免疫系統會釋放保護性抗體來應對它認為是外來的分子（稱為抗原）。這些抗體會被保存在免疫系統的記憶中，因此當免疫系統下一次遇到相同的抗原時，一般會回憶起先前的免疫反應，而不會發動全新的攻擊。

共同第一作者、在劉實驗室完成博士研究的JR-卡爾德拉博士說：”這是一種有效的系統，能對病原體產生長期保護作用，但它只有在對病原體的最初免疫反應確實具有保護作用時才起作用。SA的與眾不同之處在於，細菌本身從遇到我們的那一刻起就有辦法躲避免疫系統，而接種疫苗只會強化這些躲避策略。”

雖然SA 疫苗在臨床試驗中單方面失敗了，但它們在小鼠的臨床前研究中通常表現良好。為了找出其中的原因，研究人員收集了健康志願者的血清，並對樣本中的抗SA 抗體進行了量化和純化。然後，他們將這些抗體轉移到小鼠體內，探索它們本身對SA 的保護作用，以及它們如何影響幾種臨床試驗過的SA 候選疫苗的療效。

本圖摘要顯示了研究人員在研究接種SA 疫苗後的免疫反應時所採用的實驗方法。與優勢抗原的疫苗相比，針對亞優勢抗原（如細菌產生的毒素）的疫苗能提供更多的保護。資料來源：加州大學聖地牙哥分校健康科學部

研究人員發現，這些疫苗對注射過人類抗SA抗體的小鼠以及先前接觸過SA的小鼠無效。然而，對於從未接觸過SA或人類抗體的小鼠，疫苗卻扮演了一個角色。與先前的SA疫苗小鼠研究不同，研究人員的結果與臨床試驗失敗的結果一致，這表明他們的實驗模型有助於預測SA疫苗在臨床前小鼠研究中的成功率。

疫苗開發的挑戰與未來方向

此外，他們還發現，他們觀察到的效果應歸咎於特定的抗體。攻擊SA 細菌細胞壁的抗體並不能保護小鼠不受SA 感染，而目前大多數SA 疫苗都是以這種抗體為基礎的。相較之下，針對SA 產生的毒素的抗體卻能成功中和它們。

共同第一作者、劉實驗室計畫科學家蔡志明（Chih Ming Tsai）博士說：「一種病原體可能有許多不同的抗原，免疫系統會對這些抗原做出反應，但哪種抗原占主導地位是有等級之分的。大多數疫苗都以優勢抗原為基礎，以引發最強的免疫反應。但我們的研究結果表明，對於SA 來說，規則是不同的，針對所謂的亞優勢抗原會更有益，因為亞優勢抗原首先會引發微弱的免疫反應。”

除了探索未來SA 疫苗針對新抗原的可能性，研究人員還有興趣探討一個更深層的問題：為什麼人類對這種細菌的天然免疫反應一開始就如此無效？

Liu說：”不知何故，SA能夠欺騙我們的免疫系統，弄清楚它是如何欺騙我們的免疫系統的，將有助於我們改進現有的SA疫苗並開發新的疫苗。更廣泛地說，這些發現提出了一種重新評估失敗疫苗的全新方法，其影響可能遠遠超出這種細菌。”

編譯來源：ScitechDaily