Science:深究人体对新冠病毒的抗体反应 开发更有效疫苗

来源: 生物谷  Thu Oct 08 09:21:26 CST 2020 A- A+

一种旨在从一滴血中检测病毒感染史的工具在COVID-19时代得到了升级。VirScan是一种可以确定1000多种不同病毒中哪些病毒感染过人的技术,如今还可以检测出包括SARS-CoV-2在内的冠状病毒的感染证据。在一项新的研究中,来自美国布莱根妇女医院和哈佛医学院的研究人员提供了大量关于人类对SARS-CoV-2的抗体反应的细节,以及这种反应在感染了更严重的COVID-19的个体中可能有什么不同。相关研究结果于2020年9月29日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Viral epitope profiling of COVID-19 patients reveals cross-reactivity and correlates of severity”。

VirScan检测COVID-19患者血清中对SARS-CoV-2的体液反应。图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abd4250。

论文通讯编辑、布莱根妇女医院遗传学教授Stephen Elledge博士说,“就解决方案而言,这可能是对任何病毒进行的最深入的血清学分析。大家如今对应对SARS-CoV-2感染产生的抗体以及它们的产生频率了解得更多、更深。下一个问题是,这些抗体的作用是什么?大家需要确定哪些抗体具有抑制能力,或者哪些抗体(如果有的话)可能会促进这种病毒感染,实际上帮助它进入免疫细胞。”

在分析中,Elledge及其同事们通过使用VirScan分析了232名COVID-19患者和190名对照者在COVID-19出现前的血液样本,深入研究了对SARS CoV-2的抗体反应。他们确定了免疫系统可以识别的800个称为表位(epitope)的病毒位点。并非所有的表位都是一样的,有些表位可能被中和抗体识别,从而引起消除感染的反应。然而,如果身体产生了针对其他表位的抗体,它可能会启动一个不太有效的反应,从而让这种病毒占据优势。在某些情况下,包括SARS-CoV病毒在内的病毒甚至能够从身体的抗体反应中获益,利用抗体进入细胞,这种现象被称为抗体依赖性增强作用(antibody-dependent enhancement)。

就SARS-CoV-2而言,Elledge团队检测到了一系列针对不同表位的抗体频率。许多表位是公共表位(public epitope)---被大量患者的免疫系统识别的区域。其中的一个公共表位被79%的COVID-19患者识别。其他的表位被认为是私有的,只被少数人甚至一个人的免疫系统识别。10个表位存在于这种病毒进入宿主细胞所必需的关键区域,可能被中和抗体识别。该团队利用最具鉴别力的表位开发了一种快速诊断测试方法。

Elledge团队的表位发现可能对疫苗有重要影响。如果发现免疫系统对公共表位的反应没有起到保护作用---甚至给SARS-CoV-2带来了优势,那么疫苗就需要靶向这种病毒的其他区域来给免疫系统提供动力。

此外,Elledge团队还发现,有几个表位在不同的冠状病毒中是保守的,当感染SARS-CoV-2时,免疫系统很可能会尝试重复使用针对这些表位的抗体--这也是为什么很多针对COVID-19的血清学检测产生假阳性的一种可能说明。

Elledge团队进一步分析了不同抗体反应发生的地点和时间,发现患有重症COVID-19的患者更有可能对SARS-CoV-2发起更强、更广泛的反应,这可能是因为他们的初始免疫反应未能及早控制这种病毒感染。在住院患者中,男性比女性产生更多的抗体。这些编辑还比较了住院和非住院COVID-19患者的病毒感染史,发现住院患者更有可能感染CMV和HSV-1这两种常见的疱疹病毒。然而,这些编辑指出,鉴于非住院患者群体更年轻,且由白人和女性组成的比例更高,而这一人口统计学群体的CMV感染率通常较低,因此很难得出存在因果关系的结论。

Elledge设想他们的研究是确定最有效的抗体并引发它们产生的垫脚石。Elledge说,“大家的论文阐明了COVID-19患者中的抗体反应谱。接下来,大家需要确定与这些反复识别的表位结合的抗体,以确定它们是中和抗体还是可能加剧患者临床表现的抗体。这可能为开发SARS-CoV-2的改进诊断方法和疫苗提供信息。”

参考资料:

1.Ellen Shrock et al. Viral epitope profiling of COVID-19 patients reveals cross-reactivity and correlates of severity. Science, 2020, doi:10.1126/science.abd4250.

2.VirScan offers new insights into COVID-19 antibody response

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/bawh-von092920.php

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