【前沿&进展】J Immunol封面文章 | 张政/鞠斌团队揭示快速克隆扩增及体细胞高频突变决定新冠病毒广谱中和抗体命运

近日,深圳市第三人民医院(南方科技大学第二附属医院)/深圳国家感染性疾病临床医学研究中心张政/鞠斌研究团队,在TheJournal of Immunology杂志发表了题为Rapid clonal expansion and somatic hypermutation contribute to the fate of SARS-CoV-2 broadly neutralizing antibodies研究论文,被选为当期的封面。这是该团队在抗新冠病毒中和抗体研究领域取得一系列成果(NatureNature ImmunologyCell Research等)之后又一重要工作。
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新冠病毒持续进化,产生了系列免疫逃逸的变异株一些基于原型抗原开发的疫苗在一定程度上Omicron有效。为了探究其潜在的分子机制,大量研究聚焦于感染或疫苗接种所诱导的免疫反应特征,包括通过鉴定自然感染者和疫苗接种者的单克隆抗体来分析B细胞反应。作为一种重要的免疫策略,新冠灭活疫苗在全球已接种了30多亿剂。然而,对接种灭活疫苗个体的特异性单个B细胞及其配对单克隆抗体的特征研究尚浅该团队长期从事新冠病毒中和抗体相关研究,先前已经证明了三剂原型灭活疫苗可提高针对SARS-CoV-2变异株的中和抗体滴度,并从疫苗接种者中分离出了百余株单克隆抗体,极大地丰富了新冠病毒抗体库资源

该研究深入分析了三剂原型灭活疫苗诱导的单克隆抗体基因特征,并与从自然感染者和接种了两剂、三mRNA疫苗接种者中分离的抗体进行了比较。研究结果表明,SARS-CoV-2疫苗接种者和感染者之间共享了一些由偏胚系基因编码的抗体。除了常见IGHV3-53和IGHV1-58编码的公共抗体克隆,该研究还发现了一类IGHV4-59编码的中和抗体克隆群,它们源自接种剂灭活疫苗后快速克隆扩增的B细胞,mRNA疫苗接种者中也观察到该克隆型尽管该群IGHV4-59胚系抗体对SARS-CoV-2原始株表现出相似的中和活性,但对变异,尤其是BA.1、BA.2、BA.2.12.1、BA.4/5和BA.2.75Omicron子代病毒的中和宽度不尽相同。通过位点突变检测和功能验证,发现位于重链FR3N60K突变使得该谱系抗体部分Omicron子代变异株逃逸,而重链CDR2S56G突变则增强该群抗体的中和作用。

虽然体细胞高频突变对抗体亲和力成熟的重要性已被领域内熟知,但工作为其促进抗体多样性提供了分子证据。揭示了体细胞高频突变在新冠病毒中和抗体的成熟进化过程中发挥了重要作用,尤其是可以影响其对Omicron子代变异株中和宽度。在三针灭活疫苗诱导的IGHV4-59系抗体中,带有S56G突变的VacBB-639抗体可以有效中和BA.4/5变异株,表明该类抗体在未来的进化中可能会积累更多的突变来对抗新兴SARS-CoV-2变异株。因此,未来的疫苗设计可以考虑如何诱导和促进具有该类优势突变的抗体产生。

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深圳市第三人民医院(南方科技大学第二附属医院)/深圳国家感染性疾病临床医学研究中心张政教授鞠斌特聘研究员为本文共同通讯作者,专职科研人员王苗、专职科研人员刘聪聪、博士生范晴、博士生孙岳宏为本文共同第一作者

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