科隆大學和科隆大學醫院的研究人員證明，基於mRNA 的新型COVID-19 疫苗不僅會引發適應性免疫反應（例如產生抗體），還會誘發先天免疫細胞發生持久的表觀遺傳學變化。

這項研究由科隆大學醫院傳染病科主任、科隆分子醫學中心(CMMC) 首席研究員Jan Rybniker 教授和CMMC 首席研究員Robert Hänsel-Hertsch 博士共同領導。研究結果發表在《分子系統生物學》期刊。

免疫系統由兩個主要部分組成：先天免疫系統，提供即時、廣泛的保護，抵禦病原體；適應性（或後天）免疫系統，對新威脅有特定反應。免疫系統的這兩個分支協同工作。

研究人員稱，先天免疫細胞中觀察到的變化是由表觀遺傳修飾所驅動的，具體來說，是組蛋白的化學變化。組蛋白就像纏繞DNA的線軸。組蛋白的乙醯化是一個可逆過程，它改變了基因的表達方式，而不會改變DNA 序列本身。

這些發現表明，mRNA 疫苗接種可能增強先天免疫細胞的長期反應能力，不僅有可能提高人體對目標病毒的防禦能力，還能提高對無關病原體的防禦能力。

「我們的研究結果表明，mRNA 疫苗可誘導先天免疫細胞的表觀遺傳『訓練’，從而實現持續的免疫反應，」該研究的第一作者Alexander Simonis 博士說。表觀遺傳變化可能為長期先天免疫提供基礎，進而擴大後天免疫系統的保護機制。現在可以根據這些研究結果在更大規模的臨床試驗中進行測試。

研究人員在六個不同時間點分析了接種疫苗的參與者血液樣本中的單核細胞（一種可以在人類中分化為巨噬細胞的白血球）。巨噬細胞是先天免疫系統的原生細胞，對於快速檢測和消化病原體至關重要。他們發現，基於mRNA 的COVID-19 疫苗透過乙醯化（即化學基團與這些單核細胞的特定免疫相關基因結合）引起顯著且持久的變化。

此外，研究結果還顯示，這些表觀遺傳變化在接種疫苗後六個月內仍能保留，這表明疫苗可以訓練免疫系統的「長期記憶」。由於人類單核細胞在體內的循環時間僅三天左右，研究人員推測骨髓中單核細胞的前驅細胞也帶有表觀遺傳標記。

然而，單次mRNA 疫苗接種不足以有效誘導這些標記。 Jan Rybniker 表示：“這些持續的表觀遺傳變化需要兩次連續接種或一次加強接種，這凸顯了多次接種疫苗以維持長期免疫反應的必要性。”

觀察到的表觀遺傳學變化導致促炎基因的「讀取」增加，這反過來又導致信使物質（即所謂的細胞因子）的產生，這些細胞因子可以激活大量免疫細胞，從而增強它們抵抗病原體的能力。

「由於這是先天免疫系統的激活，以相對廣泛和非特異性的方式針對各種病原體，因此mRNA 疫苗也可以提供針對其他病毒和細菌的保護，至少在一定時期內是如此，」該研究的第一作者Sebastian Theobald 博士解釋道。

「這些發現表明，巨噬細胞中的組蛋白修飾不僅激活了參與免疫反應的基因，而且這些基因還形成了鳥嘌呤四鏈體DNA 結構，這可能對持續免疫至關重要，」表觀遺傳學領域專家Robert Hänsel-Hertsch 博士說。

這些發現對於未來針對COVID-19 和其他傳染病的疫苗接種策略的發展具有深遠影響。

DOI：10.1038/s44320-025-00093-6

編譯自/ ScitechDaily