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性别差异影响对病毒和疫苗的免疫应答

生物制品圈  · 公众号  · 生物  · 2017-06-26 09:20

正文

人和伴侣动物病毒性疾病越来越被认可有助于由系统免疫介导的广泛性的组织性疾病。免疫抑制性病毒(如逆转录病毒和细小病毒类)能引起骨髓衰竭、免疫介导的血液疾病、血液恶性肿瘤(淋巴瘤和白血病),体液免疫和细胞免疫失调、器官功能障碍和衰竭(肝、肾以及自身免疫性内分泌疾病特别是甲状腺和肾上腺和胰腺。最近的疫苗接种人类和伴侣动物的前30 -45天内也被认为引起这些障碍的一个因素。

性别差异

人和动物的性别差异超出他们的解剖生理特性的生理和代谢特征,如影响重要的免疫系统功能,从而诱发男性和女性对传染病有不同的应答,尤其是病毒类传染病。作为一个例子,雌激素会促进女性比男性产生更强的炎症、细胞免疫和体液免疫应答。对病原体强烈的免疫反应可以惠及宿主个体,而过度的炎症反应会损害宿主组织。这些差异使女性比男性更多发生免疫功能障碍和疾病、并发症、自身免疫性疾病、疫苗不良反应,以及其他有害的影响。

与性别有关的对疫苗的反应和副作用

已经认识到人和动物对病毒抗原的免疫反应的性别差异也适用疫苗,数据表明疫苗的有效性在男性和女性之间有差异。女性体液免疫应答更强的原因是由于雌二醇能刺激B淋巴细胞(B细胞)增殖和产生抗体的事实。这加剧了女性的免疫活性并在一些方面惠及她们:对某些特定病毒株的保护更好、并对类似的病毒株产生更多的交叉保护。在单纯疱疹疫苗的临床试验中,当按照性别分析数据时发现,疫苗的有效性在女性中是73%而在男性中只有11%。然而,当不分性别时,合计的数据结果掩盖了单纯疱疹病毒疫苗保护妇女感染的效果有多好。该疫苗没有被促进或鼓励使用是尤其悲惨的,因为它不仅可以保护女性免受该性传播疾病,还可以保护和自己亲密接触的伙伴。

针对流感病毒的与性别有关的炎症反应

在流感爆发期间女性的发病率和死亡率通常更高。从1957-2009爆发的流感累积的数据据引起了世界卫生组织在2010年催促研究人员和流行病学家在评估流感病毒的风险和结果时将性别差异在内。


雄性小鼠比雌性小鼠能耐受更高剂量的流感病毒;就H1N1流感病毒的致死剂量来说,雄性小鼠是雌性小鼠的11倍。宿主介导的免疫病理反应、而不是病毒复制本身,导致了在流感发病机理的性别差异,雌性小鼠表现出强烈“细胞因子风暴”这导致了比雄性更高的体重降低、体温过低和早期死亡。


接种流感病毒疫苗后女性产生的血清抗体滴度近两倍于男性;仅免疫一半剂量就可产生与男性相当的等效抗体滴度。女性拥有针对疫苗的更强的细胞免疫反应和先天免疫反应。然而,过度的免疫应答使女性比男性产生更频繁和更严重的副反应。病毒疫苗和细菌疫苗的副反应,如局部炎症、头痛、发烧、恶心、皮疹和疲劳等,女性比男性更容易、更常见地发生。


性激素诱发女性对流感病毒和其他病毒感染产生的免疫病理过程发挥主导作用。性类固醇,如雌二醇,通过结合多种淋巴组织细胞(包括循环淋巴细胞,巨噬细胞和树突细胞)表面的特定受体来改变免疫细胞的功能。当雌二醇水平很高时,它们充当保护性信号,可以阻止这些炎症组织的应答,这时雌二醇作为防止这种疾病的生物标志物。在流感病毒感染期间却相反,雌二醇水平降低而炎症反应加强了。在被感染的小鼠体内恢复雌二醇的水平将导致超过10倍于阻止炎症所需的细胞的招募,从而抑制炎症细胞因子而有效保护雌性,减少发病率和死亡率。孕激素还可以通过促进肺上皮细胞增殖而保护雌性小鼠避免免疫病理反应,帮助治愈炎症损伤。


此外由于女性较高的TOLL样受体7(TLR-7)的应答,女性向于比男性更好地控制艾滋病毒。TLR-7的高应答引发女性的流感病毒免疫病理反应,但这种反应可以保护女性免受冠状病毒导致的严重急性呼吸系统综合症(SARS)(机理是通过快速清除病毒)。


“免疫刹车”,也会导致非传染性的疾病,如自身免疫性和癌症。当出现故障时,TLR7活动的调节剂CD200,可以抑制这些反应。然而会出现相反的效果,由于本质上TLR-7反应只在女性中上升,这个调节剂可能使女性发展成自身免疫性疾病,系统性红斑狼疮。临床上,女性、男性发生红斑狼疮的比例超过男性9比1。

在人类癌症中CD200信号上调而抑制免疫功能,否则可以识别和消除肿瘤。特别是,多个骨髓瘤和急性髓系白血病患者倾向于过表达抑制CD200信号,与这类患者的不良预后有关。然而,CD200阻滞剂可能发挥病理对女性的影响,而促进发生自身免疫性疾病,增加流感病毒感染的严重性。结论是,研究人员声称疫苗的设计、疫苗佐剂和策略应该是性别特异性的,从婴儿开始,降低对女性的副作用、并应增强对男性的免疫原性。


一般来说,开发和实施针对传染性疾病和自身免疫性疾病等非传染性的疾病(如炎症,癌症)的预防和治疗的策略时应该考虑性别特异性应答,因为免疫系统的应答在其中发挥着重要作用。甚至未来的疫苗和药物设计需要考虑开发有益的免疫原性的影响,同时最小化有害的影响。基于性别应答差异的上述讨论非常广泛的范围和挑战在很大程度上未能被认识和有效解决这些问题。最后,在这方面需要克服的一个重要障碍是研究者、卫生保健医生,和监管官员倾向于保护现状。

参考文献:

Weiman S (2016) Immune responses to viruses and vaccines differ between men and women. Microbe 11: 383-387.

Robinson DP, Hall OA, Nilles TL, Bream JH, Klein SL (2014) 17β-estradiol protects females against influenza by recruiting neutrophils and increasing virus-specific CD8 T cell responses in the lungs. J Virol 88: 4711-4720.

Klein SL, Jedlicka A, Pekosz A (2010) The Xs and Y of immune responses to viral vaccines. Lancet Infect Dis 10: 338-349. [Crossref]


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