วัคซีนป้องกันวัณโรค Bacille Calmette-Guérin (BCG) อายุนับศตวรรษเป็นหนึ่งในวัคซีนที่เก่าแก่และใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก ซึ่งใช้ในการสร้างภูมิคุ้มกันให้กับทารกแรกเกิด 100 ล้านคนทุกปี ในประเทศที่มีวัณโรคเฉพาะถิ่น มีการค้นพบที่น่าแปลกใจว่าสามารถปกป้องทารกแรกเกิดและเด็กเล็กจากการติดเชื้อแบคทีเรียและไวรัสหลายชนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับวัณโรค แม้จะมีหลักฐานว่าสามารถลดความรุนแรงของ COVID-19 ได้

วัคซีนบีซีจีมีความพิเศษอย่างไร? มันปกป้องทารกในวงกว้างได้อย่างไร? ปรากฎว่าไม่ค่อยมีใครรู้จัก เพื่อทำความเข้าใจกลไกการออกฤทธิ์ นักวิจัยที่ โปรแกรมวัคซีนแม่นยำ ที่โรงพยาบาลเด็กบอสตันร่วมมือกับ Expanded Program on Immunization Consortium (EPIC) ซึ่งเป็นทีมนานาชาติที่ศึกษาการสร้างภูมิคุ้มกันโรคในวัยเด็ก เพื่อรวบรวมและระบุตัวอย่างเลือดจากทารกแรกเกิดที่ได้รับวัคซีน BCG อย่างครอบคลุม โดยใช้แนวทาง “ข้อมูลขนาดใหญ่” ที่มีประสิทธิภาพ

การศึกษาของพวกเขาเผยแพร่ออนไลน์ 3 พฤษภาคมใน รายงานเซลล์พบว่าวัคซีนบีซีจีทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในเมตาบอลิซึมและไขมันที่สัมพันธ์กับการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ การค้นพบนี้ให้ข้อมูลเบาะแสในการทำให้วัคซีนอื่นๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้นในประชากรกลุ่มเสี่ยงที่มีระบบภูมิคุ้มกันที่แตกต่างกัน เช่น เด็กแรกเกิด

เด็กน้อย บิ๊กดาต้า

ผู้เขียนคนแรก Joann Diray Arce, PhD และเพื่อนร่วมงานของเธอเริ่มต้นด้วยตัวอย่างเลือดจากทารกแรกเกิดที่มีน้ำหนักตัวน้อยในกินีบิสเซาซึ่งลงทะเบียนในการทดลองทางคลินิกแบบสุ่มเพื่อรับ BCG ทั้งที่เกิดหรือหลังล่าช้าหกสัปดาห์ ทั้งสองกลุ่มมีตัวอย่างเลือดขนาดเล็กที่ถ่ายเมื่อสี่สัปดาห์ (หลังจากที่ให้ BCG กับกลุ่มแรกและก่อนที่จะให้กลุ่มที่สอง)

ทีมงานใช้เมตาโบโลมิกส์และลิพิโดมิกส์โดยสรุปผลกระทบของการสร้างภูมิคุ้มกันบีซีจีในพลาสมาเลือดของทารกแรกเกิด พวกเขาพบว่าวัคซีน BCG ที่ให้เมื่อแรกเกิดเปลี่ยนรูปแบบเมตาบอไลต์และไขมันในเลือดของทารกแรกเกิดในรูปแบบที่แตกต่างจากในกลุ่มวัคซีนที่ล่าช้า การเปลี่ยนแปลงนี้สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในการผลิตไซโตไคน์ ซึ่งเป็นคุณลักษณะสำคัญของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด

นักวิจัยมีการค้นพบแบบคู่ขนานกันเมื่อพวกเขาทดสอบ BCG ในตัวอย่างเลือดจากสายสะดือจากกลุ่มทารกแรกเกิดในบอสตัน และตัวอย่างจากการศึกษากลุ่มวิจัยภูมิคุ้มกันของมนุษย์ที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก NIH/NIAID ของทารกแรกเกิดในแกมเบียและปาปัวนิวกินี

ตอนนี้เรามีไบโอมาร์คเกอร์ด้านไขมันและเมแทบอลิซึมของการป้องกันวัคซีนที่เราสามารถทดสอบและจัดการในแบบจำลองเมาส์ เราศึกษาสูตรผสม BCG ที่แตกต่างกันสามสูตร และแสดงให้เห็นว่าพวกมันมาบรรจบกันบนเส้นทางที่น่าสนใจที่คล้ายกัน การปรับรูปร่างของเมตาโบโลมโดย BCG อาจส่งผลต่อกลไกระดับโมเลกุลของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของทารกแรกเกิด”

Joann Diray Arce, Study First Author, โรงพยาบาลเด็กบอสตัน

Ofer Levy, MD, PhD, ผู้อำนวยการฝ่าย โปรแกรมวัคซีนแม่นยำ และผู้วิจัยอาวุโส “สิ่งสำคัญคือเราต้องเรียนรู้จาก BCG เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการปกป้องทารกแรกเกิดได้ดีขึ้น BCG เป็นวัคซีน ‘โรงเรียนเก่า’ -; มันทำจากเชื้อโรคที่มีชีวิตและอ่อนแอ -; แต่วัคซีนที่มีชีวิตเช่น BCG ดูเหมือนจะกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันในเวลาอันสั้น วิธีต่างๆ ในชีวิตในวัยเด็ก โดยให้การป้องกันในวงกว้างต่อการติดเชื้อแบคทีเรียและไวรัสต่างๆ มีงานอีกมากที่รออยู่ข้างหน้าเพื่อทำความเข้าใจให้ดีขึ้นและใช้ข้อมูลนั้นเพื่อสร้างวัคซีนที่ดีขึ้นสำหรับทารก”

การศึกษาได้รับการสนับสนุนโดย NIAID (U19AI118608, U01 AI124284), the โปรแกรมวัคซีนแม่นยำ ที่โรงพยาบาลเด็กบอสตัน และมูลนิธิสุขภาพมูลเลอร์ Levy เป็นนักประดิษฐ์ที่มีชื่อในสิทธิบัตรของโรงพยาบาลเด็กบอสตันหลายฉบับที่เกี่ยวข้องกับระบบการทดสอบทางจุลสรีรวิทยาของมนุษย์และสารเสริมวัคซีน ผู้เขียนร่วม Scott McCulloch และ Greg Michelotti เป็นพนักงานของ Metabolon Inc. ผู้เขียนคนอื่นประกาศว่าไม่มีผลประโยชน์ทางการเงินที่แข่งขันกัน