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感染免疫学实验室

我们的目标是将免疫系统的基础研究转化为对抗传染病新方法的开发


研究方向

保护性免疫反应形成机制研究

传染病仍然是全球主要的卫生问题预防和控制感染的最佳方法是接种疫苗,在 20 世纪疫苗接种的广泛应用显着降低了许多病毒性和细菌性疾病的死亡率和发病率疫苗接种和抗感染方法的改进,要求流行病学家、传染病专家、免疫学家和其他专家完成大量工作自1796年爱德华·詹纳发明第一支疫苗以来,人们就开始逐步研究免疫系统的组织原理,然而,直到20世纪末发现了免疫细胞、细胞因子、受体的多样性及其相互作用方式以及免疫记忆的形成原理后,人们才对免疫反应发展的基本机制和具体细节有了更详细的了解。

免疫应答可以是非常有效的,并能导致快速抑制感染过程,然而,病原微生物在进化过程中获得了大量对抗宿主免疫系统的策略,能显著降低免疫应答有效性或者甚至逆转免疫应答对机体造成伤害。 因此感染免疫学实验室的重要任务是 

  • 研究保护性免疫应答的形成,

  • 查明保护性决定因素以及影响感染和免疫法免疫应答有效性的因素,

  • 开发体外和体内保护性评估方法。.

为了完成这些任务,实验室使用蛋白质抗原样本制备和纯化方法;选择最佳佐剂和模型系统;动物免疫;从血液和器官中分离免疫细胞;采用整套酶免疫分析法、中和抗体活性评估法、蛋白质组学和质谱法评估体液免疫应答;为评估动物、人体组织和器官以及体外模型系统中细胞因子和其他免疫标志物的表达水平,采用现代系统免疫学、流式细胞术、细胞分选、固相酶联免疫斑点技术(ELISPOT)、基因组学和转录组学等方法评估 2D 和 3D 细胞培养物中的细胞应答指标。

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实验室所进行的研究位于基础和应用免疫学以及疫苗学的交汇处,因为允许针对传染病病原体的候选疫苗和治疗药物的免疫反应进行评估和预测,因而具有重大的实践意义。

特定免疫应答副作用研究

大量数据表明,免疫应答可能不仅是对抗感染有效且有益的,而且也可能是病理性的,会导致感染增加。这可能不仅与发病期间或感染后立即产生的自身免疫应答的发展有关,而且与感染传染病后的长期病理效应有关,比如, COVID-19 大流行后诸如新冠肺炎后综合症(PCS、新冠后病症)以及持续性或“长期”新冠等许多并发症广泛流行。这些病症的病因正在积极研究,但众所周知,它们很大程度上与感染后形成的免疫应答缺陷有关,例如对病毒抗原产生低亲和力抗体以及与宿主正常蛋白不适当结合。它们还可能与细胞免疫应答的不平衡、后续自身免疫应答的发展以及免疫耐受性的丧失有关。

研究免疫应答缺陷形成的基本原理无疑具有重要的实践意义,因为它可以提高疫苗的有效性和安全性,预防感染后并发症,确保新药设计的合理性,并缩短其研发时间。这些研究既直接有助于改善人们的生活质量和维护健康和福祉,也可以减少新疫苗和药物研发失败带来的风险。 

候选疫苗有效性和安全性评估

在 COVID-19 大流行最困难的初期阶段,社会和政府需要快速应对一种完全未知的新感染。因此各种流行病学控制措施非常严格,但有时前后矛盾并且相互不一致人们很快明白,这一流行病结束的关键首先在于获得群体免疫力。紧急批准的疫苗获得了监管部门的广泛认可,并在实践中积极使用,以实现群体抗病毒免疫。新药临床和临床前研究的一个关键要素是评估发展中的免疫应答的保护性。

基于对保护机制的研究,我们开始寻找所谓的保护相关性,即可量化指标,以便我们能够合理预测疫苗在某些人群中的有效性。当 COVID-19 病原体 、SARS-CoV-2 病毒被表面刺突蛋白抗体中和时,该病毒的毒性会显著降低,这一点决定了大多数正在研发的疫苗的初步设计。稍后, SARS-CoV-2 保护性免疫应答的细节逐渐为人所知:刺突蛋白通过其受体结合域 (RBD) 与通过 ACE-2 受体的人体细胞结合。 阻断这种相互作用可以防止 SARS-CoV-2 进入细胞,从而减少或完全阻断感染的传播除了制造 COVID-19 疫苗(mRNA 和腺病毒载体疫苗)的最先进、最成功的技术平台外,基于 RBD 抗原的亚单位疫苗也在积极研发此外,感染免疫学实验室正在研究该疫苗平台的特征,并制造针对广谱靶点的新一代候选亚单位疫苗。

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科学兴趣

  • 查明并研究感染的易感性和感染免疫应答保护性的免疫决定因素。

  • 传染病、炎症和自身免疫性疾病的免疫调节研究。

  • 免疫系统各组成部分(细胞因子、B 和T 细胞受体、MHC主要组织相容性复合物(Major Histocompatibility Complex) I-II 等)功能的数学和生物信息学分析和建模。.

  • 细胞介导的免疫反应和免疫病理学机制。 抗原呈递细胞和 T 细胞成分的作用。

  • 记忆 B 细胞的作用、抗体谱及其功能特征研究.

  • 合并感染和重复感染对免疫应答、感染易感性和疾病严重程度的影响。

  • 使用系统免疫学方法开发和测试候选疫苗。

  • 设计用于预防和治疗当前传染病的新型重组单克隆抗体,制造生物仿制药。

  • 对候选疫苗药物和其他生物工程治疗和预防产品进行早期研发和临床前测试。

实验室所使用的方法

  1. 蛋白质分子序列和结构的生物信息学分析,包括合理设计疫苗的方法。

  2. 蛋白质分离纯化方法、抗原制备、疫苗制剂配制及剂量选择。

  3. 抗原蛋白的合成方法:原核生物表达、真核系统的瞬时和稳定表达(HEK-293、CHO).

  4. 动物饲养房的工作安排,动物模型的免疫接种,器官、组织和细胞样品的处理,分析用样本制备.

  5. 利用酶联免疫吸附测定和生物芯片评估特异性抗体水平,研发和验证抗体中和活性的评估方法。

  6. 研发、验证和实施定量 PCR (qPCR) 以评估细胞因子表达水平,创建多重 PCR 平台,使用数字 PCR 方法。

  7. 免疫细胞培养——体外 2D 和 3D 培养、刺激、激活和增殖。

  8. 流式细胞术、免疫表型分析、细胞分选.

  9. 使用 ELISPOT 方法评估对特定抗原刺激的细胞免疫反应。

发表的作品

Lyamina S, Baranovskii D, Kozhevnikova E, Ivanova T, Kalish S, Sadekov T, Klabukov I, Maev I, Govorun V. Mesenchymal stromal cells as a driver of inflammaging. Int J Mol Sci 2023, 24, 6372. doi.org/10.3390/ijms24076372

Шокина ВА, Матюшкина ДС, Кривонос ДВ, Манувера ВА, Широков ДА, Харлампиева ДД, Лазарев ВН, Павленко АВИльина ЕН, Румянцев АГ, Румянцев СА, Иванов КП, Хромова ПА, Баклаушев ВП, Корицкий АВ, Куропаткин ВА, Москалева ЕВ, Огарков ОБ, Орлова ЕА, Петрова АГ, Поженько НС, Пушкарь ДЮ, Колонтарев КБ, Колышкина НА, Рычкова ЛВ, Самойлов АС, Синьков ВВ, Соловьева СВ, Троицкий АВ, Удалов ЮД, Юсубалиева ГМ, Говорун ВМ. Гуморальный иммунный ответ на линейные и конформационные эпитопы SARS-CoV-2 у пациентов с COVID-19. Иммунология 2023, 44 (1): 38-52. doi.org/10.33029/0206-4952-2023-44-1-38-52

Kudriavtsev AV, Vakhrusheva AV, Kryuchkov NA, Frolova ME, Blagodatskikh KA, Ivanishin TV, Djonovic M, Romanovskaya-Romanko EA, Kovalenko AN, Lioznov DA, Zubkova TG, Teplykh SV, Oseshnyuk RA, Stukova MA, Isaev AA, Krasilnikov IV. Safety and Immunogenicity of Betuvax-CoV-2, an RBD-Fc-Based SARS-CoV-2 Recombinant Vaccine: Preliminary Results of the First-in-Human, Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Phase I/II Clinical Trial. Vaccines 2023; 11(2):326. doi.org/10.3390/vaccines11020326

Krasilnikov IV, Kudriavtsev AV, Vakhrusheva AV, Frolova ME, Ivanov AV, Stukova MA, Romanovskaya-Romanko EA, Vasilyev KA, Mushenkova NV, Isaev AA. Design and Immunological Properties of the Novel Subunit Virus-like Vaccine against SARS-CoV-2. Vaccines 2022; 10(1):69. doi.org/10.3390/vaccines10010069

Matyushkina D, Shokina V, Tikhonova P, Manuvera V, Shirokov D, Kharlampieva D, Lazarev V, Varizhuk A, Vedekhina T, Pavlenko A, Penkin L, Arapidi G, Pavlov K, Pushkar D, Kolontarev K, Rumyantsev A, Rumyantsev S, Rychkova L, Govorun V. Autoimmune Effect of Antibodies against the SARS-CoV-2 Nucleoprotein. Viruses 2022, 14, 1141. doi.org/10.3390/v14061141  

Kudriavtsev AV, Vakhrusheva AV, Novoseletsky VN, Bozdaganyan ME, Shaitan KV, Kirpichnikov MP, Sokolova OS. Immune Escape Associated with RBD Omicron Mutations and SARS-CoV-2 Evolution Dynamics. Viruses 2022; 14(8):1603. doi.org/10.3390/v14081603

Shneider A, Kudriavtsev A, Vakhrusheva A. Can melatonin reduce the severity of COVID-19 pandemic? Int Rev Immunol 2020, 39(4), 153-162. doi.org/10.1080/08830185.2020.1756284

Galeeva J, Babenko V, Bakhtyev R, Baklaushev V, Balykova L, Matyushkina D, Musarova V, et al. 16S rRNA gene sequencing data of the upper respiratory tract microbiome in the SARS-CoV- 2 infected patients. Data in Brief 2022 Feb; 80. doi: 10.1016/j.dib.2021.107770.

Svetlova J, Gustin D, Manuvera V, Shirokov D, Shokina V, Matyushkina D et al. Microarray Profiling of Vaccination-Induced Antibody Responses to SARS-CoV-2 Variants of Interest and Concern. Int J Mol Sci. 2022 Oct 30;23(21):13220. doi: 10.3390/ijms232113220.

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