为埃博拉疫苗设计与评估提供支持——纵向分析机体对埃博拉病毒的B细胞免疫反应

来源：BioArt

原标题：Cell | 为埃博拉疫苗设计与评估提供支持——纵向分析机体对埃博拉病毒的B细胞免疫反应

2014到2016年西非埃博拉病毒（Ebola virus , EBOV）的大爆发导致了超过11,000例死亡病例【1】。17,000名感染幸存者病例也重塑了我们对人体EBOV免疫反应的认识。EBOV急性感染期可导致体内B细胞和T细胞广泛的激活和大量炎症分子的表达【2】。EBOV诱导的强烈的B细胞反应最终可导致高效的保护性抗体的产生，从幸存者者中分离的单克隆抗体（monoclonal antibodies, mAbs）在体内实验可抵抗EBOV感染【3,4】。但是这些mAbs通常是在感染几个月或者几年之后分离的，它们在感染的起始阶段对控制感染所起的作用并不清楚。

对EBOV感染幸存者进行纵向的血清学分析以及B细胞反应详细的分子研究能够帮助我们探究这些保护性的抗体是否在感染早期就出现并能够帮助控制急性感染，同时也能够帮助我们发现人体抗EBOV保护性免疫反应中存在的共性，用于指导疫苗的设计和评价，以便更好地应对EBOV的流行与爆发。

2019年5月16日，埃默里大学Rafi Ahmed教授团队在Cell 发表题为Longitudinal Analysis of the Human B Cell Response to Ebola Virus Infection的文章，通过纵向分析了在Emory University Hospital接受治疗的四位2014年西非埃博拉病毒爆发幸存者的B细胞反应，比较完整地揭示了从早期感染到后期较长时间内机体的B细胞免疫反应变化，揭示了抗EBOV保护性抗体的序列特征，为今后的EBOV的疫苗设计和评价提供了指导。

研究团队分析了四位幸存者从出院及此后3年的B细胞免疫反应变化。通过ELISA检测幸存者血样中的抗EBOV糖蛋白（glycoprotein ，GP）抗体，通过空斑减少中和试验检测中和抗体。研究团队发现四位患者在出院时血液中都有较高的GP特异性IgG抗体水平，且可持续长达两年。GP特异性的IgM会随着时间延长下降到背景水平，而IgA仍保持较高水平。中和抗体反应在出院时很弱或没有，但在出院一年之后慢慢增加。分析GP特异性IgG亚型，研究人员发现，GP特异性IgG1在刚出院时水平最高，之后缓慢下降，GP特异性IgG3早期水平很高之后迅速下降，GP特异性IgG4在感染后1-2年之后才出现。

之后研究人员通过纵向抗体库测序发现EBOV感染改变了病人的整体B细胞反应以及抗体组成。通过流式细胞检测，研究人员发现，GP特异性的B细胞在感染后存在持续的（6-12月）激活，在康复过程中，GP特异性抗体的亲和性也持续增加。在出院早期GP特异性的单克隆抗体中，体细胞突变水平很低，但在出院6个月之后会增加。

研究人员从GP特异性的B细胞中克隆分离出抗EBOV单克隆抗体，并检测其与不同形式GP的结合能力以及中和能力。最后研究人员发现了14个具有较强中和能力的GP特异性单克隆抗体，将其分为A-E五组。通过点突变，研究人员发现中和抗体的结合位点。A组抗体结合受到GP的聚糖帽（glycan cap）结构突变的影响， GP1 核心基团对B组抗体结合起作用，C组抗体的结合受到GP1-GP2连接附近基团突变的影响，而D组抗体的结合受到GP 融合环结构(fusion loop)突变的影响。与GP结合能力较强的非中和抗体mAb 2.1.1B2的结合受到GP1C末端氨基酸序列的影响。

随后研究人员在体外检测这些抗体的中和能力，发现与GP融合环结构(fusion loop)位点结合的抗体具有较强的中和能力。通过小鼠体内的抗体保护性EBOV感染实验，发现7种抗体具有较强的保护性抗感染作用。同时，在病人症状发生后两个月，就可分离出四种功能较强的保护性抗体，表明这些保护性抗体在病毒感染的急性期也可能起作用。之后，研究人员分析抗体库测序数据，寻找保护性抗体序列的共有特征。研究发现，几种特异性抗GP抗体使用了VH3-13重链基因同时。分析病人抗体库中的含有12氨基酸的CDR3（complementarity determining region 3）片段的IGHV3-13*01序列，发现其中央苯丙氨酸甘氨酸序列基序（FG motif）的比例明显高于健康对照组，且所有的VH3-13单克隆抗体中，都有共同的CDR1（S35R）突变。

总之，本文通过长期纵向分析四位埃博拉病毒感染幸存者的B细胞免疫反应，揭示了EBOV感染过程中B细胞反应的动态变化过程，以及保护性抗体的序列特征，为今后的疫苗设计以及评估提供支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.04.036

参考文献

1.WHO (2016). Ebola Situation Report - 30 March 2016. http://apps.who.int/ ebola/current-situation/ebola-situation-report-30-march-2016.

2.Ruibal, P., et al., Unique human immune signature of Ebola virus disease in Guinea. Nature, 2016. 533(7601): p. 100-4.

3. Corti, D., et al., Protective monotherapy against lethal Ebola virus infection by a potently neutralizing antibody. Science, 2016. 351(6279): p. 1339-42.

4. Bornholdt, Z.A., et al., Isolation of potent neutralizing antibodies from a survivor of the 2014 Ebola virus outbreak. Science, 2016. 351(6277): p. 1078-83.