ระบบภูมิคุ้มกันของเด็ก 'เรียนรู้' ที่จะจดจำเชื้อสเตรปเอได้อย่างไร และมันมีความหมายอย่างไรต่อวัคซีนในอนาคต

เชื้อสเตรปโตค็อกคัส ไพโอจีเนสหรือที่กล่าวถึงข้างต้น คือเชื้อสเตรปโตค็อกคัสกลุ่มเอ ดูเหมือนจะเป็นเชื้อหวัดธรรมดาที่ไม่เป็นอันตราย แต่กลับเป็นสาเหตุของโรคต่อมทอนซิลอักเสบ โรคพุพอง (pyoderma) ไข้ผื่นแดง และในกรณีที่รุนแรง โรคหัวใจรูมาติก เชื้อนี้เกี่ยวข้องกับการเสียชีวิตประมาณครึ่งล้านคนในแต่ละปี โดยภาระหลักตกอยู่ในประเทศที่มีรายได้น้อยและปานกลาง วัคซีนอาจเปลี่ยนแปลงสถานการณ์นี้ไปอย่างสิ้นเชิง แต่ยังคงมีคำถามพื้นฐานอยู่ว่า มนุษย์มีกลไกการป้องกันตามธรรมชาติอะไรบ้าง และแบคทีเรียเหล่านี้ “มุ่งเป้า” อะไร

ทีมนักวิจัยในแกมเบียได้ตอบคำถามนี้ด้วยวิธีที่ "สด" ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ พวกเขาได้สังเกตครอบครัวต่างๆ เป็นเวลาหนึ่งปี โดยเก็บตัวอย่างจากลำคอและผิวหนัง รวมถึงการตรวจเลือดเป็นประจำ ตั้งแต่ทารกแรกเกิดไปจนถึงผู้สูงอายุ ผลลัพธ์ที่ได้คือ "ภาพยนตร์" หายากที่อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างภูมิคุ้มกันแบบฮิวมอรัล (แอนติบอดี) ในผู้คนเมื่อสัมผัสกับแบคทีเรีย และแอนติบอดีชนิดใดที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันการติดเชื้อครั้งใหม่อย่างแท้จริง การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature Medicine

มีการศึกษาวิจัยอะไรบ้าง?

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาแอนติบอดีต่อแบคทีเรียเป้าหมายสองประเภท:

1. แอนติเจนที่อนุรักษ์ไว้เป็นบริเวณที่พบได้ทั่วไปในสายพันธุ์ต่างๆ มากมาย:

• SLO (สเตรปโตไลซิน O): สารพิษที่ทำลายเซลล์เม็ดเลือด
• SpyCEP: เอนไซม์ที่ “ตัด” โมเลกุลส่งสัญญาณ (เช่น IL-8) ป้องกันไม่ให้เซลล์ภูมิคุ้มกันมาถึงบริเวณที่ติดเชื้อ
• SpyAD: โปรตีนที่ทำหน้าที่หลายอย่างซึ่งมีความสำคัญต่อการจับและแบ่งตัวของแบคทีเรีย
• GAC: กลุ่มคาร์โบไฮเดรตบนพื้นผิวของเชื้อสเตรปโตค็อกคัส

นอกจากนี้ ยังมีการวัด DNaseB โดยมักเป็น "สัญญาณ" ของการสัมผัสกับแบคทีเรียล่าสุด

2. โปรตีน M เป็นโปรตีนที่ "สร้างภูมิคุ้มกัน" ได้มากที่สุดบนพื้นผิวของ S. pyogenesปลายของโปรตีนจะแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสายพันธุ์ (มีโปรตีนชนิดนี้อยู่หลายร้อยชนิด ดังนั้นจึงเรียกว่า "emm types") แอนติบอดีต่อโปรตีนชนิดนี้มักจะจำเพาะต่อแต่ละสายพันธุ์ กล่าวคือ พวกมันสามารถโจมตี "ชนิดของมัน" ได้ดีมาก แต่บางชนิดจะโจมตีได้แย่กว่า

ในเวลาเดียวกัน ได้มีการทดสอบการทำงาน: ซีรั่มที่มีระดับแอนติบอดีสูงเหล่านี้มีผลจริงหรือไม่ - ปิดกั้นสารพิษ ขัดขวางเอนไซม์ ช่วยให้เซลล์ภูมิคุ้มกัน "กิน" แบคทีเรีย

การออกแบบ: จากโรงพยาบาลสูตินรีเวชไปจนถึงสนามหญ้า

• กลุ่มแม่-ทารก (94 คู่): เลือดจากมารดาและสายสะดือเมื่อแรกเกิด จากนั้นอีกหลายจุดในปีแรกของชีวิตทารก
• ครัวเรือน (SpyCATS): 442 คน ใน 44 ครอบครัว เข้ารับการตรวจรายเดือน รวมถึงการเยี่ยมแบบไม่นัดหมายล่วงหน้าเพื่อสังเกตอาการ ตลอดระยะเวลา 13 เดือน: มีอาการป่วย 108 ครั้ง (ส่วนใหญ่เป็นโรคผิวหนังอักเสบจากเชื้อแบคทีเรีย) และ 90 ครั้ง (มีเชื้อแบคทีเรียแต่ไม่มีอาการ)

สิ่งนี้สำคัญ: ในแกมเบีย โรคผิวหนังอักเสบและโรคผิวหนังจากเชื้อรามักเกิดขึ้นบ่อยครั้ง โดยเด็กๆ มักสัมผัสกับเชื้อสายพันธุ์ต่างๆ ค่อนข้างเร็ว

ที่น่าสนใจที่สุด - จุดต่อจุด

1) มีแอนติบอดีจากแม่...และหายไปอย่างรวดเร็ว

ผ่านทางรก ทารกจะได้รับ IgG ในระดับที่เหมาะสมต่อ SLO/SpyAD/SpyCEP (ซึ่งแย่กว่านั้นคือต่อคาร์โบไฮเดรต GAC) แต่ในช่วงเดือนแรกๆ แอนติบอดีเหล่านี้จะลดลง เมื่ออายุ 9-11 เดือน เด็กประมาณหนึ่งในสี่ (23%) จะมีอาการ "กระโดด" ทางเซรุ่มวิทยา ซึ่งเป็นสัญญาณที่ชัดเจนว่าสัมผัสกับแบคทีเรียเป็นครั้งแรกและกำลังเริ่มสร้างภูมิคุ้มกันของตนเอง

2) การเพิ่มขึ้นของแอนติบอดีจะรุนแรงที่สุดในเด็กอายุ < 2 ปี

และนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากเหตุการณ์ใดๆ ก็ตาม: ต่อมทอนซิลอักเสบ ผื่นแพ้ผิวหนัง และแม้กระทั่งโรคติดเชื้อแบบไม่แสดงอาการ ทั้งในคอหอยและบนผิวหนัง เป็นเรื่องสมเหตุสมผล: ยิ่งแถบ "ฐาน" ต่ำลงเท่าใด "คลื่น" หลังจากการสัมผัสกับแอนติเจนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

3) การค้นพบที่สำคัญ: ระดับแอนติบอดีที่สูงต่อ SLO, SpyAD และ SpyCEP สัมพันธ์กับความเสี่ยงที่ลดลงของเหตุการณ์ใหม่

ผู้เขียนได้แสดงให้เห็นอย่างละเอียดว่า หากระดับ IgG ของแอนติเจนอนุรักษ์ทั้งสามชนิดนี้สูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด โอกาสที่จะเกิดภาวะที่ได้รับการยืนยันจากการเพาะเชื้อ (โรคหรือการตั้งครรภ์) ในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้าก็จะน้อยลง และผลกระทบนี้ยังคงอยู่ แม้ว่าเราจะพิจารณาอายุ เพศ ขนาดครอบครัว และ... ระดับของแอนติบอดีต่อโปรตีนเอ็มด้วยก็ตาม

แปลเป็นมนุษย์: แอนติบอดีต่อเป้าหมายทั่วไปของสายพันธุ์ต่างๆ ไม่ใช่แค่กราฟสวยๆ เท่านั้น แต่ยังเชื่อมโยงกับการป้องกันที่ใช้งานได้จริงอีกด้วย

ยิ่งไปกว่านั้น หากมีแอนติบอดีเหล่านี้หลายตัวสูงในคราวเดียว การป้องกันก็จะดูแข็งแกร่งขึ้น เหมือนเกราะหลายชั้น

4) แอนติบอดีเหล่านี้ “ทำงาน” ได้จริงหรือไม่?

ใช่ครับ โดยที่ IgG ที่ "จับ" มีค่าสูงกว่า:

• ซีรั่มมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการแตกของเม็ดเลือดแดงจากสารพิษ SLO ได้ดีขึ้น
• ขัดขวางความสามารถของเอนไซม์ SpyCEP ในการ "ตัด" IL-8 อย่างรุนแรงมากขึ้น
• เพิ่มออปโซนิฟาโกไซโตซิสอย่างมีนัยสำคัญ (เซลล์ภูมิคุ้มกันที่ "บรรจุ" เป้าหมายได้ง่ายกว่า) ทั้งจากอนุภาคและแบคทีเรียemm1 ทั้งหมด

5) แล้วแอนติบอดีต่อโปรตีน M ล่ะ?

แอนติบอดีเหล่านี้ยังเติบโตหลังจากเหตุการณ์ต่างๆ แต่ตามที่คาดไว้ แอนติบอดีจะเติบโตรุนแรงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับชนิด "ของพวกมัน" (โฮโมโลกัส) อ่อนแอลงเมื่อเปรียบเทียบกับ "ญาติ" ภายในกลุ่ม และแทบจะไม่เติบโตเลยเมื่อเปรียบเทียบกับ "ชาวต่างชาติ" แอนติบอดีที่ "เกี่ยวข้องกับกลุ่ม" ที่สูงขึ้นต่อโปรตีน M ก็สัมพันธ์กับความเสี่ยงที่ลดลงเช่นกัน แต่ - และนี่เป็นสิ่งสำคัญ - แม้จะพิจารณาถึงแอนติบอดี M แล้ว การเชื่อมโยงระหว่างการป้องกันกับแอนติบอดีต่อ SLO/SpyAD/SpyCEP ยังคงเป็นอิสระ

เหตุใดนี่จึงเป็นก้าวสำคัญของวัคซีน

มีกลยุทธ์หลักอยู่สองประการ:

• วัคซีนหลายสายพันธุ์ที่เสริมด้วยโปรตีน M: ให้ "ค็อกเทล" ของสายพันธุ์ EMM ที่พบบ่อยที่สุด และหวังว่าจะมีการป้องกันแบบไขว้ภายใน "กลุ่ม" ปัญหาคือในประเทศอย่างแกมเบีย สายพันธุ์เหล่านี้มีความหลากหลายอย่างมาก และยากที่จะ "เข้าถึง" ระดับสูงได้
• วัคซีนสำหรับแอนติเจนแบบอนุรักษ์นิยม (SLO, SpyCEP, SpyAD, GAC เป็นต้น): ในทางทฤษฎีแล้วถือเป็น "ร่มกว้าง" สำหรับต่อต้านสายพันธุ์ต่างๆ มากมาย

ความแปลกใหม่ของการศึกษานี้คือได้แสดงให้เห็นในชีวิตจริงแล้วว่า ระดับแอนติบอดีต่อ SLO/SpyAD/SpyCEP ที่สูงนั้นมีความสำคัญต่อการป้องกัน ไม่ใช่แค่ในหนูและในหลอดทดลองเท่านั้น นี่เป็นข้อโต้แย้งที่สำคัญที่สนับสนุนการรวมเป้าหมายเหล่านี้ไว้ในวัคซีนทดลอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มี "สวนสัตว์" ของเชื้อ EMM ชนิดต่างๆ มากมาย

ควรฉีดวัคซีนเมื่อไหร่?

ข้อมูลแนะนำสองสถานการณ์:

• ระยะเริ่มต้น: เมื่ออายุ 11 เดือน เด็กจำนวนมากคุ้นเคยกับเชื้อสเตรปโตค็อกคัสแล้ว และเมื่ออายุ 2 ปี ระบบภูมิคุ้มกันจะ "ปรับสภาพ" อย่างรวดเร็ว การฉีดวัคซีนตั้งแต่เนิ่นๆ อาจช่วยสกัดกั้นอาการเบื้องต้นและอาการซ้ำๆ ที่อาจ "กระตุ้น" ให้เกิดผลข้างเคียงจากภูมิคุ้มกันทำลายตนเองที่เป็นอันตราย (โรคไขข้อ) ได้
• และต่อมาก็มีประโยชน์: แม้แต่เด็กวัยรุ่นและผู้ใหญ่ก็ไม่ได้มีแอนติบอดีต่อแอนติเจนอนุรักษ์นิยม "ในระดับ" ทั้งหมด ดังนั้นผลกระตุ้นของวัคซีนก็ไม่ใช่เรื่องฟุ่มเฟือยเช่นกัน

กลยุทธ์เฉพาะตามอายุที่ชัดเจนควรได้รับการกำหนดโดยการทดลองทางคลินิกและการสร้างแบบจำลองภาระโรค

โรคผิวหนังอักเสบจากเชื้อแบคทีเรีย หรือ ต่อมทอนซิลอักเสบ เป็นอย่างไร?

นักวิจัยพบสัญญาณการป้องกันที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการพาหะในคอหอย สำหรับอาการผิวหนัง ปัจจัยแวดล้อม (การบาดเจ็บเล็กน้อยของผิวหนัง สุขอนามัย ความร้อน/ความชื้น) สามารถ "ลดทอน" บทบาทของแอนติบอดีได้ สิ่งนี้สำคัญต่อการวางแผนการทดลอง: จุดสิ้นสุดคือคอหอยอักเสบและโรคผิวหนังอักเสบ แต่ไม่ควรคาดหวังผลแบบเดียวกัน

ข้อจำกัดเพื่อไม่ให้ประเมินค่าสูงเกินไป

• วัฒนธรรมมีความไวต่อยาน้อยกว่า PCR: อาจพลาดบางตอนได้
• การเยี่ยมชมรายเดือนไม่ได้ครอบคลุมการขนส่งเป็นช่วงสั้นๆ
• การทดสอบ M-peptide บางชนิดมีความจำเพาะที่จำกัด (ผู้เขียนได้ดำเนินการทดสอบที่ละเอียดอ่อนเพื่ออธิบายเรื่องนี้)
• ไม่มีอำนาจเพียงพอที่จะแยก “เกณฑ์การป้องกัน” สำหรับโรคและรัฐที่เป็นพาหะ

อย่างไรก็ตาม ผลการค้นพบดังกล่าวมีความน่าเชื่อถือเนื่องจาก:

• การวิเคราะห์ได้ดำเนินการในหลายจุดตลอดทั้งปี
• มีการใช้การทดสอบการทำงาน (ไม่เพียงแต่ "แอนติบอดี Indiax")
• โดยคำนึงถึงอายุ เพศ ขนาดครอบครัว และระดับแอนตี้เอ็ม

ต่อไปจะเป็นยังไง?

• การทดลองวัคซีน SLO/SpyAD/SpyCEP (และอาจรวมถึง GAC) ในประเทศที่มีภาระโรคสูง รวมถึงในเด็กอายุต่ำกว่า 2 ปี
• การทำให้การทดสอบทางเซรุ่มวิทยาเป็นมาตรฐานเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบ 'เกณฑ์การป้องกัน' ระหว่างศูนย์ได้
• การสังเกตกลุ่มตัวอย่างที่ยาวขึ้นเพื่อทำความเข้าใจระยะเวลาการป้องกันและความเชื่อมโยงกับจุดสิ้นสุดทางคลินิกที่เฉพาะเจาะจง (โรคหลอดเลือดหัวใจตีบ โรคผิวหนังอักเสบ โรคไขข้อ)

สิ่งสำคัญในย่อหน้าเดียว

ในสภาพแวดล้อมที่มีการระบาดรุนแรง เด็ก ๆ จะได้รับเชื้อสเตรปโตค็อกคัส เอ ตั้งแต่เนิ่นๆ และบ่อยครั้ง การตอบสนองของแอนติบอดีที่แข็งแกร่งที่สุดอยู่ในทารกอายุต่ำกว่า 2 ปี ระดับแอนติบอดีต่อ SLO, SpyAD และ SpyCEP ที่สูงในมนุษย์สัมพันธ์กับความเสี่ยงที่ลดลงของการติดเชื้อซ้ำ และแอนติบอดีเหล่านี้ “ทำงาน” ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่เป็นข้อโต้แย้งที่หนักแน่นสำหรับกลยุทธ์การฉีดวัคซีนที่มุ่งเป้าไปที่แอนติเจนที่อนุรักษ์ไว้ (นอกเหนือจากโปรตีน M) และสำหรับการพิจารณาการฉีดวัคซีนตั้งแต่อายุยังน้อย