雅美之途
教育，人文，社會
昨天聖路易斯華大的科學新秀Ali Ellebedy（阿裏教授）研究組的Nature文章再次成為全世界的新聞，到處都是報道與衍生博文，他的團隊前不久剛發表過一篇Nature。
我去讀了原文，他們確實使用了persistent的描述語。這個詞在英文裏是持續性的意思，三個月也可以說是持續性的，而媒體宣稱疫苗所刺激的免疫力會持續數年甚至終生，這完全是為了吸引讀者的眼球。
他們這次的研究與以前不同的是：以前僅測定了IgG或IgA的抗體反應，以及藏在骨髓裏的長壽漿細胞，這次是直接測了兩種免疫細胞：Plasmablast (漿母細胞，不知道是否翻譯準確？)和Germinal Center (生發中心） B細胞，研究了它們的強度與持續時間，這些細胞對於產生高效抗體至關重要。漿母細胞是擁有增殖活性的漿細胞，我們知道漿細胞是抗體製備工廠，在細胞發育譜帶上是從生發中心B細胞，到漿母細胞再到漿細胞的步驟，它們都涉及到抗體的製備。
阿裏教授研究組隻分析了輝瑞疫苗，沒有像媒體說的研究過Moderna疫苗，他們以前比較過輝瑞mRNA疫苗和流感滅活疫苗的效應。
在第二針注射輝瑞疫苗一周後，漿母細胞在血中達到高峰，但是隨後逐漸下降，直到三周後測不出來為止。漿母細胞對於維持血中的IgG和IgA的抗體至關重要，那麽它們沒有了怎麽辦？阿裏教授的聰明之處是在回流淋巴結中找到了這些漿母細胞，它們會存在很長時間，或者在科學家所測試的時間段裏都能找到。
大家可以看一張他們論文圖表的部分。在健康人的臂膀肌肉注射疫苗五周後，他們利用多普勒超聲波發現了兩個腫大的淋巴結，分別標明為1和2。然後就象外科病理活檢那樣，在影像介導下利用針頭定向取出這些膨大的生發中心。這些生發中心裏存在各種複雜的細胞，他們選擇分析了漿母細胞和生發中心B細胞, 他們在文章中說以後還會進一步分析濾泡性T輔助細胞。
漿母細胞在血中也可以檢到，但在淋巴結意義更大，因為他們發現這些細胞是長壽的。利用細胞標記染色，在流式細胞儀中可以檢查到漿母細胞和生發中心B細胞，他們隻分析到注射輝瑞疫苗首劑15周和第二劑量12周之後的反應，這些細胞在注射疫苗近四個月後仍然鮮活的存在。
所以根本不是媒體報道的所謂終生免疫，mRNA疫苗出世也隻有大半年的時間，所謂免疫力會幾年甚至終生完全是媒體加的，洛克菲勒組稱記憶B細胞會存在至少一年。
阿裏教授研究組打破了我們以前的認知，那就是生發中心會在抗原退卻後消失。我們以前免疫動物後生發中心都會在14-30天後消失，再次刺激則更容易膨脹起來。生發中心有點像救火隊那樣反應，沒有火警後會自然靜音。現在他們的發現揭示生發中心反應在疫苗注射近四個月後仍然很強，這是很令人吃驚的發現。這證明mRNA疫苗強大的同時，比感染造成的正常免疫反應強3-4倍，也為擔心它們可能導致的副作用提供了依據。
我的推測是，如果需要測試疫苗誘導的免疫力是否為數年或終生，必須分析骨髓或其他器官的免疫記憶細胞，不僅僅應該關注生發中心。生發中心是那一刻產生高效免疫的保證，是否對長久免疫記憶有效，需要更多的研究。這可是免疫學領域的一個巨大的黑洞，因為沒有人知道免疫記憶是如何產生或維持的，所以新冠在某種程度上能夠推動免疫學和病毒學的發展。
新冠病毒能夠刺激長久免疫的原因是因為它們的突變率相對低，RNA聚合酶擁有很強的複核功能。不像HIV的變異率那麽高，波士頓和南非的HIV的序列可能高達50%的不同。
阿裏教授研究組的發現認為這些生發中心B細胞所產生的單克隆抗體主要是對S蛋白的RBD，隻有少部分抗體與NTD結合，這減少了以前因為抗體與NTD結合可能誘導的ADE的擔憂。日本大阪大學和隨後另一篇Cell論文都認為，導致抗體增強效應（ADE) 的“增強抗體”是通過與S蛋白的N-terminal domain (NTD)結合完成的，這個結合將RBD (受體結合域）的構象改變成開放型，從而增加了RBD與ACE2受體的結合。
阿裏教授的研究組也發現，輝瑞疫苗刺激的抗體對包括D614G, 南非和英國的三種突變株有效，但是他們沒有分析Delta突變株。現在其他研究組的結果認為，輝瑞和Moderna對Delta都有效，但是對於輝瑞疫苗是你必須打二針。大家應該趕緊去打疫苗，密蘇裏打疫苗比例最高的亞裔在成人中打了一針的隻有51%，二針42%。
阿裏教授在聖路易斯華大的明星般地崛起具有很大的現實意義，他是埃及人，在埃及讀了本科之後來美國讀博士和做博士後的人才，為美國很少成功的中東人。幾年前華大醫學院著名的病理與免疫係決定雇他時需要些勇氣，現在看來當年的係主任預測到了一顆科學新星的升起。這讓我想到另外兩位來自中東地區的美國諾貝爾獎獲得者：Caltech的埃及裔阿拉伯教授Ahmed Zewail和UNC的土爾其教授Aziz Sancar。這是一個文化衝突的例子，Aziz Sancar剛來美國霍普金斯大學時，因為巨大的國家認同和宗教衝突，他必須中斷在美國的研究回到土耳其，他再次重返美國後才慢慢適應。
我現在還不能肯定阿裏教授是埃及的穆斯林還是埃及少數族群的基督徒，但是他隻是第一代就與華裔1.5代高中生長大的張鋒相似，被美國青年才俊包圍。當然埃及畢竟是英國的前殖民地，與西方擁有幾百年的交流。除了口音之外，阿裏教授的行為完全不像是個美國新移民，實驗室就是美國白人為主體的地方。談及印度人在美國更容易成功，很大的原因也是因為文化決定的，他們與英國文化擁有幾百年的交流。
I would describe it in English clearly. I keep thinking about this for a long time. I thought it is a cultural issue that might prevent us to be successful in the West. People might know through my posts that all of our immunology seminars at WashU. were organized by a Japanese professor at WashU. Even Japanese or Korean is much better suitable to America's culture than us. We have to ask why.
阿裏教授的研究組與我們共享這個華裔耶魯校友林瓔設計的水壇，科學的重大發現經常發生在這個聖路易斯華大醫學院中心校園的周圍。實驗做累了，文章思路斷了，看看下麵令人賞心悅目。捐贈建造這水壇的Clayco老板連大學都沒有讀完，還談什麽哈佛耶魯，人家從高中時就在工地裏謀生。他太太是阿肯森發現的小血管綜合症CRV的前病人，已經去世。Clayco老板Bob為了表示感謝捐了這個水壇，為阿肯森留給這所著名醫學院的永久遺產，不然怎麽叫legend？
可以從我以前談及生發中心和阿裏教授的文字了解背景知識，現在確實是將全民都培養成免疫學家的節奏。我那位從北大理論物理專業畢業的朋友，應該已經對這些術語相當熟悉了：
“親和成熟（Affinity Maturation）在某種程度上是現代免疫學的開端或裏程碑式的發現，這是華大前教授Herman Eisen應用半抗原-載體係統發現的，為在St. Louis完成的經典工作，這個係統現在仍然是研究T細胞依賴性B細胞反應的常用實驗手段。Herman Eisen是位太nice的人，當年受歧視的猶太人，他稍微張揚點都應該與Tonagawa分享諾貝爾獎。我們仍然留不住Herman, 他在華大擔任過微生物學係主任，然後被MIT挖走。MIT免疫學的發源就是靠的他，他在那裏耕耘了40多年。
我以前提過華大年輕教授Ali Ellebedy（簡稱阿裏教授), 他最近在疫苗的人體免疫應答方麵做出了重要的工作。他是位埃及人，在美國St. Jude研究兒童醫院獲得PhD，Emory的人類疫苗大佬手下做的博士後，華大識人才雇了他。這已經被證明是個非常成功的雇人決定，他的研究組已經有一篇關於流感病毒疫苗的論文在Nature發表，去年迎戰疫情迅速轉向研究新冠疫苗的人體免疫反應。
阿裏教授雖然是PhD, 但是他一來就與華大外科等臨床科室展開合作，這需要相當的交際技巧。他們除了檢測血漿中的疫苗抗體反應外，還能從疫苗注射處的回流淋巴結，也就是我們人體腋下離疫苗注射處最近的結巴結，通過超聲影像看到生發中心的動態變化。也可以通過淋巴結的生物活檢，取出淋巴細胞，在流式儀上以CD38/Bcl6雙染色識別生發中心的B細胞，還可以分析抗體基因的重排。他們因為是現時觀察到人體對疫苗的直接免疫反應，所以特別令人感興趣。他們比較了兩種疫苗：滅活疫苗（流感疫苗）和mRNA疫苗（輝瑞疫苗），這兩個方向的文章不是Nature就是Immunity, 大家可以對照看”。
“機體產生高效抗體就是通過生發中心的選擇機製完成的，在生發中心發生了兩個關鍵性的決定：對增強抗體的親和力至關重要的體細胞免疫球蛋白的基因突變；以及抗體重鏈的置換，讓抗體從低親和力的IgM變成了優質的高親和力的IgG。也就是說，我們的免疫防禦武器是在生發中心精稅化的。新冠病毒的科普功能強大，現在武漢漢口的漢正街賣小商品的老太婆，恐怕都知道IgM。我以前總是說，看MIT和耶魯的知名程度，不能問中科院上海分院的博士生，需要問上海菜市場賣菜的郊區農民，他們會說：“MIT我不知道，耶魯好像是所美國大學”。
存在於所有淋巴組織的生發中心分為明區和暗區，暗區因為含有增殖的B細胞（centroblast）所以致密很多，成熟後會去相對疏散的明區接受濾泡T細胞和FDC的再教育。B細胞在明區和暗區還可以自由遊走，通過變換CXC趨化因子的不同受體。這些都很有意思，隻是機理不明。那紫色染色的是明區裏FDC（濾泡樹突狀細胞）上的補體受體CR1（CD35)或者生發中心B細胞的CR1 (CD35)與CR2（CD21)。阿肯森因為參與克隆CR1這個重要的受體，使他在免疫學史上都擁有地位。FDC上的CD35的功能是抓住以免疫複合物形式存在的抗原，讓抗原在細胞表麵存在很長的時間，從而不斷地教育B細胞。B細胞上的CD21則能通過與補體裂解產物C3d結合使B細胞活化的閾值下降, 所以補體又被稱為自然佐劑。這個現象是遊走美國霍普金斯、英國劍橋和美國冷港泉的Douglas Fearon發現的，當年我們使用他的Science文章做Journal Club。所以當我們踢除CD21/CD35基因後，小鼠麵對抗原刺激時的生發中心和抗體反應都出現了障礙，可見圖的右側，那紫色部分明顯縮小了。
從這裏大家可以看出，我是相當夠格評論疫苗的，親手做過奠定抗體反應的生發中心，當年也做厭了的測定抗體親和成熟的ELISA。
親和成熟（Affinity Maturation）在某種程度上是現代免疫學的開端或裏程碑式的發現，這是華大前教授Herman Eisen應用半抗原-載體係統發現的，為在St. Louis完成的經典工作，這個係統現在仍然是研究T細胞依賴性B細胞反應的常用實驗手段。Herman Eisen是位太nice的人，當年受歧視的猶太人，他稍微張揚點都應該與Tonagawa分享諾貝爾獎。我們仍然留不住Herman, 他在華大擔任過微生物學係主任，然後被MIT挖走。MIT免疫學的發源就是靠的他，他在那裏耕耘了40多年。
我以前提過華大年輕教授Ali Ellebedy（簡稱阿裏教授), 他最近在疫苗的人體免疫應答方麵做出了重要的工作。他是位埃及人，在美國St. Jude研究兒童醫院獲得PhD，Emory的人類疫苗大佬手下做的博士後，華大識人才雇了他。這已經被證明是個非常成功的雇人決定，他的研究組已經有一篇關於流感病毒疫苗的論文在Nature發表，去年迎戰疫情迅速轉向研究新冠疫苗的人體免疫反應。
阿裏教授雖然是PhD, 但是他一來就與華大外科等臨床科室展開合作，這需要相當的交際技巧。他們除了檢測血漿中的疫苗抗體反應外，還能從疫苗注射處的回流淋巴結，也就是我們人體腋下離疫苗注射處最近的結巴結，通過超聲影像看到生發中心的動態變化。也可以通過淋巴結的生物活檢，取出淋巴細胞，在流式儀上以CD38/Bcl6雙染色識別生發中心的B細胞，還可以分析抗體基因的重排。他們因為是現時觀察到人體對疫苗的直接免疫反應，所以特別令人感興趣。他們比較了兩種疫苗：滅活疫苗（流感疫苗）和mRNA疫苗（輝瑞疫苗），這兩個方向的文章不是Nature就是Immunity, 大家可以對照看。
一句話可以總結：mRNA疫苗是革命性技術，如果有能力或可能，人們將不會再動手做滅活疫苗了，除非沒有辦法，滅活疫苗將會被淘汰。”
“最近來自聖路易斯華大的年輕教授Ali Ellebedy的Nature文章發現，感染新冠7-8月後的病人體內存在長壽的藏在骨髓中的漿細胞。漿細胞是B細胞在病原微生物刺激後分化成的抗體合成細胞，漿細胞的胞漿裏貯藏著大量的已經合成好的抗體，隨時可以釋放。也就是說它們將抵抗新冠的武器靜息地庫存在骨髓裏麵，一旦人體再次遇見病毒，這些武器就會投入戰鬥。Ellebedy實驗室也發現了血液中處於靜息狀況的記憶性B細胞，這是重複了洛克菲勒大學資深B細胞專家Nussenzweig實驗室發表在Nature上的發現。
Nussenzweig教授這樣說：“People who were infected and get vaccinated really have a terrific response, a terrific set of antibodies, because they continue to evolve their antibodies,” ；“I expect that they will last for a long time.” （中文大意：“感染新冠和接種了新冠疫苗的人們，真是擁有非常好的反應，他們能夠產生很優質的抗體，這裏的原因是因為他們能夠不斷地演化或改進他們的抗體。我預測這些抗體會存在很長的時間”)。
“首先，mRNA的半衰期很短，在正常情況下隻有幾小時或24小時就被降解了。輝瑞疫苗的mRNA是被修飾過的，加帽和甲基化後會抑製mRNA被降解的速度。我們現在沒有疫苗mRNA的藥物動力學的資料，但是我估計疫苗mRNA半衰期即使延長了，也應該在幾天內就被降解。這個他們應該是把關了的，因為如果mRNA在體內存在很長時間，那是很危險的，機體可以通過很多途徑產生抗核酸抗體而導致自身免疫性疾病。
其次，mRNA是被注射到肌肉裏的，進入機體後通過肌肉細胞或其他細胞的蛋白質合成機器迅速合成S蛋白，然後通過淋巴係統進入淋巴結刺激產生抗體。作為抗原的S蛋白一般是不會到血液裏去的，病毒跑到血液裏的病毒血症也通常僅發生在重症的感染病人。如果大量S蛋白在血液中，與抗S蛋白的抗體形成免疫複合物並帶到全身的不同器官，特別是當注射了第二針的疫苗後，那確實會很麻煩。
我們聖路易斯華大教授Ali Elebedy的Nature文章的實驗也證明了這點，mRNA疫苗合成的S蛋白通常是在局部組織中。他們觀察到，從臂膀注射輝瑞疫苗後，疫苗隻刺激腋窩下的淋巴結腫大以激發生發中心反應製造抗體。如果mRNA合成的S蛋白大量到了血液，那應該看到全身淋巴結的腫大，他們沒有觀察到這個現象”。
---- doi.org/10.1093/cid/ciab465
這個真是驚喜，下一次會不會有人告訴我們半衰期延長到了幾個星期，甚至幾個月？