CD8+ T細胞的交叉競爭形塑出施打增強疫苗時的優勢免疫階級

論文：Kastenmuller, W., et al. 2007. Cross-competition of CD8+ T cells shapes the immunodominance hierarchy during boost vaccination. J. Exp. Med. 9, 2187-2198

報告者：張時斌

講評老師：黎煥耀教授

時間：13:00~14:00, Dec. 12, 2007

地點：Room 601

摘要：

在許多病毒感染中皆發現有immunodominance hierarchy(優勢免疫階級)的現象，所謂的immunodominance hierarchy就是指病原進入身體之後雖然會有許多不同的epitopes被呈現給CD8⁺ T細胞，引起免疫反應，但是在所有的epitopes中卻只有一小部份可以引起CD8⁺ T細胞強烈的反應，其餘的epitopes只能引起微弱或是幾乎無CD8⁺ T細胞的反應，就像是擁有階級制度一般的不公平，針對這個現象，有許多相關的研究提出造成此現象的可能原因，例如，APC killing、T cell exhausion、Size of preexisting T cell pool等，但是這些原因卻不一定是放諸四海皆準的，在不同病毒感染的模型中所得到的結論不盡相同，表示在不同的病毒感染中扮演主要機制的角色可能不一樣，本篇作者使用了牛痘病毒作為研究的模型，利用已知的epitopes與具有已知能呈現該epitopes的MHC的基因轉植鼠HHD作為工具，來觀察cross-competition在其中扮演的角色，cross-competition指著就是專一於不同epitopes的T細胞之間互相競爭來爭取與APC接觸並活化的機會；另外，在牛痘病毒的相關研究中也指出，病毒表達其蛋白的時間早晚也與引起免疫反應的程度有關，早期表達的蛋白較能引起強的免疫反應，而晚期表達的蛋白卻很難引起免疫反應，這樣的特色似乎與immunodominance hierarchy很相似，所以作者在進行研究時也將病毒蛋白表現的早晚作為考慮的變因。

        由於在其他相關研究中，immunodominance hierarchy的現象是在priming時被觀察並研究的，因此作者假設cross-competition會參與在priming中immunodominance hierarchy的形成，但是經過實驗後，發現cross-competition並不參與在priming中；不過在boost vaccination的實驗中卻發現，cross-competition扮演相當的角色來影響immunodominance hierarchy，其中專一於 early virus determinants的T細胞在競爭中較late viral determinants的具有優勢。作者也利用在早期表達抗原以及在晚期才表達抗原的兩種相似的病毒疫苗來進行實際的測試，結果顯示，接種早期表達抗原的疫苗確實可以引起比較好的T細胞反應，有效的保護接種疫苗的小鼠，而晚期才表達抗原的疫苗卻沒有效果。

這樣的發現不但幫助我們對參與形塑immunodominance hierarchy的要素有更進一步的了解，也在疫苗的設計上有直接的助益，如同作者最後的實驗，只要疫苗能有效引起免疫反應，便能成功的達到保護效果。

參考資料：

1.      Yewdell, J.W. & Bennink, J.R. Immunodominance in major histocompatibility complex class I-restricted T lymphocyte responses. Annual review of immunology 17, 51-88 (1999).

2.      Kedl, R.M., Kappler, J.W. & Marrack, P. Epitope dominance, competition and T cell affinity maturation. Current opinion in immunology 15, 120-127 (2003).