dafabet手机黄金版_dafabet黄金手机版

这篇文章, 题目是《SARS-CoV-2 mRNA vaccination induces functionally diverse antibodies to NTD, RBD, and S2》

文章发表在Cell杂志2021年7月刊上。

文单的题目，翻译成中文，意思是《新冠疫苗mRNA疫苗接种诱导的针对NTD、RBD和S2的抗体》

文章的通讯作者是Goran Bajic，他是美国纽约，西奈山伊坎医学院，微生物学系的助理教授。

实验内容的第一部分，mRNA疫苗接种后产生的抗体中非中和抗体比例高

作者找了一批康复期的新冠病人，和6个新冠疫苗的志愿参与者，检测他们体内的针对S蛋白的抗体反应。这6个新冠疫苗的志愿者被接种的是辉瑞的mRNA新冠疫苗。

左图，是康复期的病人的抗体反应强度。横轴是按照康复水平，把病人分了三等，再加一个阴性对照组。

可以明显地看到，康复越好的病人，体内的针对S蛋白的抗体反应越强。

右图，则是6名志愿者在接受疫苗注射之后，各个时间点的抗体反应强度。可以看到，这6个人的体内都产生了较强的抗体反应。

注意，志愿者在打第二针疫苗后一周，体内的抗体达到最高峰。

接下来，是测这些人的抗体对RBD的结合力。

RBD,是receptor binding domain。“受体结合结构域”的意思。就是指S蛋白上与宿主的ACE2蛋白结合的那个结构域。

我们可以看到，左侧的图中，

康复期的病人，康复情况越好，他们的抗体对RBD的结合越强。

右侧图中，接受疫苗注射的志愿者体内也产生了能够结合到RBD上的抗体。

这是康复期病人、和疫苗志愿者的抗体对病毒的中和力。

同样可以看到，中和力和前面一张幻灯片说到的抗体的结合力有着相似的情况。

这两张图，是与S蛋白结合的抗体，与中和抗体的比例。

作者发现，在康复者的抗体中，抗体滴度低的人，他们体内的中和抗体的占比更高。注意，这里纵轴上，中和滴度是放在分母的位置的，所以图中显示的值越小，就是中和抗体的占比越高。

实验内容的第二部分，mRNA疫苗接种后会产生对季节性B型冠状病毒的S蛋白的中等抗性免疫反应

之前，就有报道，新冠病毒的感染会诱导产生针对人类冠状病毒的免疫反应，而大多数人预先就有对冠状病毒的免疫力。也就是说，新冠病毒的近亲，A型和B型冠状病毒，会与新冠病毒有交叉免疫。

这里，左边的2张图，是注射新冠疫苗后，志愿者体内产生的，针对A型冠状病毒的S蛋白的结合力。可以看到结合强度从几十到上千。229E和NL63都是A型冠状病毒的毒株。

右边的2张图，是对B型冠状病毒的S蛋白的结合力。可以看到，针对B型冠状病毒的结合强度，在上千到上万。OC43和HKU1都是B型冠状病毒的毒株。

也就是说，新冠病毒的疫苗，会在人体内诱发出相对更多的针对B型冠状病毒的抗体。

实验内容的第三部分，mRNA疫苗接种产生的浆母细胞反应同时针对RBD和NTD

在三名志愿者的血液样本中，通过单细胞筛选，得到一系列单克隆抗体。这三名志愿者的编号是：V3、V5、和V6。

图中列出的，就是这些单克隆抗体。

这里，说一下S蛋白的三个主要的结构域。

RBD,是receptor binding domain的首字母缩写，就是图中红色的这一块区域，这块区域是直接与宿主的ACE2蛋白结合的。

NTD，是N-terminal domain的首字母缩写，就是图中蓝色的这一块区域，它是S蛋白的N端。

S2,就是图中深灰色的这一块区域。

接着，作者用重组的S蛋白，来检测这些单克隆抗体对S蛋白的哪个结构域有亲和力。

这里，A、B、C、D，四张图中，就显示了各个单克隆抗体对这4种重组蛋白的结合力，

1、A图显示的是完整的S蛋白与各个单克隆抗体结合的情况，图中横条子的长度就是结合力的大小

2、B图是S蛋白的RBD结构域与各个单抗的结合情况

3、C图S蛋白的NTD结构域

4、D图是S蛋白的S2结构域

E图，是三个志愿者的单克隆抗体中，结合到各个结构域的单克隆抗体的占比。

注意，这里面，只有一小部分的单克隆抗体是结合到RBD区域的。也就是B图中，这些长的红色的条子所代表的单克隆抗体。

还有相当一部分的单克隆抗体是结合到NTD区域的，也就是C图中，这些蓝色的条子。

大部分的单克隆抗体是结合到S2区域，也就是D图中，紫色的这些条子。

还有3个单克隆抗体不结合到上述三个区域，也就是E图中，V3和V5这两个志愿者中的灰色区域所代表的单克隆抗体。

实验内容的第四部分，来自mRNA疫苗接种者的单克隆抗体大多数是非中和性的

为了理解抗体中和病毒的实验，我在网上找了这张实验流程图，来帮助理解这个实验。

先在培养板上培养vero细胞，vero细胞是非洲绿猴肾细胞，是一种易于培养的细胞，它容易被新冠病毒感染。

在培养板的微孔中培养好vero细胞之后，把不同比例的抗体与新冠病毒的混合液加入到培养细胞的微孔中。

再培养一段时间之后，用染色的方法看有多少活的细胞，然后算出抗体对保护细胞不受病毒感染的能力。

这是前面说的那些单克隆抗体中有中和作用的抗体。

我们可以看到F图中，这些长的条子，就是有中和力的抗体。

对于V3这个志愿者来说，他的21个抗体中，只有一个结合到RBD区域的抗体，是有中和力的。

对于V5这个志愿者来说，他6个抗体中，只有一个结合到NTD区域的抗体，是有中和力的。

V6这个志愿者，他有1个结合到RBD区域的抗体，

和4个结合NTD区域的抗体，是有中和力的。

中和力最强的，是V5-6的这个结合到NTD区域的抗体和，和V6-4这个结合到RBD的抗体。

作者又对这些抗体是否能够结合到人类的A型、和B型冠状病毒的S蛋白上，做了实验。

被检测的是前面提到过的四个病毒株，229E、NL63、HKU1、和OC43。

结果，没有抗体结合到229E和N63这两个毒株上，这两个毒株都是A型冠状病毒。

对于OC43这个毒株，有5个单克隆抗体有结合力。

对于HKU1这个毒株，有3个单克隆抗体有结合力。

也就是说，抗新冠病毒S蛋白的抗体，与B型冠状病毒有更多的交叉免疫，而与A型冠状病毒的交叉免疫不明显。

实验内容的第5部分，与S蛋白反应的浆母细胞的反应以lgG1+细胞为主，由有低水平体细胞超突变和有高水平体细胞超突变的细胞混合组成

作者对3个志愿者的分选出的浆母细胞做单细胞RNA测序。目的是搞清楚它们的表达谱，类型分布，和体细胞超突变。

这是单细胞RNA测序得到的UMAP图。每个志愿者，分别测到了3000到4000多个单细胞。

图中，紫色的点，是有产生BCR的。灰色的点，是不产生BCR的。

接着作者再用经典的浆细胞的Marker基因，MZB1、PRDM1、和XBP1对单细胞进行标识。结果如图所示。

作者再用S蛋白结合的抗体V(D)J基因序列数据文库，对这些单细胞的数据进行分析。

分析得出，

志愿者V3的单细胞测序结果中有332个单细胞的BCR序列是能与S蛋白结合的，

志愿者V5是有7个单细胞可以，

志愿者V6是有1384个单细胞可以。

这里，作者不可能对每一个单细胞都做验证实验，所以只能是通过计算机演算来进行判断。

这是单细胞测序得到的抗体的分型，右侧的图例展示了各种抗体类型对应的柱子色块的颜色，

图中，三个柱子中的分区颜色，代表了三个志愿者的抗体的分型。

IgG1是所有这些抗体中占主导地位的抗体类型。

接着，作者对三个志愿者的B细胞，做了体细胞超突变的情况的分析。

与S蛋白结合的B细胞中，积累了远高于幼稚B细胞的体细胞超突变。

而V6这个志愿者的B细胞中的体细胞超突变，与季节性流感病毒疫苗所产生的突变频率差不多。

右图，是用SARS的疫苗，产生的抗体，会与beta冠状病毒的S蛋白产生交叉反应的情况。

可以看到，会产生交叉反应的1318个抗体，不会产生交叉反应的是411个抗体。也就是不会产生交叉反应的抗体占少数，会产生交叉反应的抗体占多数。

实验内容的第6部分，与RBD结合的中和单克隆抗体与RBD突变体的亲合力

前面，提到一共是分离到两个抗体，是既能结合到S蛋白的RBD区，又有对病毒的中和能力的。

也就是图中那两条长的红色条子代表的那两个抗体。

作者想搞清楚这两个抗体，在与ACE2蛋白竞争结合到S蛋白上时的竞争力。

同时，作者也想知道，这两个抗体，在面对有突变的S蛋白时的结合力的情况。

这是ACE2蛋白与S蛋白结合的空间构象图。

中间大的灰色的这个蛋白，是病毒的S蛋白。

上面粉红色的，是人类细胞上的ACE2蛋白。

S蛋白上红色的这部分，是RBD区域，

蓝色的这部分，是NTD区域。

S蛋白上的几个主要的突变的氨基酸，用黄颜色标出来。

左下角，A表格中，列出了几个重要的变异株的突变位置。

B.1.1.7，就是新冠病毒的alpha突变株。

B.1.351是beta突变株。

P.1是Gamma突变株。

这是两个抗体分别与ACE2蛋白，竞争与S蛋白结合的结果。

我们可以看到，当ACE2蛋白的浓度上升时，这两个抗体与S蛋白的结合都是逐步下降的

作者用生物层干涉仪，来分析了各个S蛋白的突变体与ACE2蛋白结合能力的改变。

例如，我们可以看到，N501Y这个突变，可以把S蛋白与ACE2蛋白的结合力提升5倍。

而N501Y是病毒的alpha突变株中的一个重要突变。

其它的突变，也会造成结合力的各种改变，列在右边的表中了。

实验内容的第7部分，多克隆抗血清和单克隆抗体对RBD带变异的病毒的结合力谱

现在，新冠病毒出现了各种变异体，作者要了解多克隆抗体和单克隆抗体，对在RBD区域有变异的S蛋白的结合能力会有什么样的改变。

这张图就显示了康复的病人的血清，也就是多克隆抗体，对各种变异体的结合力。

图中，横轴是排列的各种S蛋白的变异体，其中最左边的wt RBD是野生型，放在这里作为对照组

纵轴是血清样本与各种S蛋白的变异体的结合力。

图中间的横线，它的高度是100%，它就代表血清对野生型S蛋白的结合力。

图中，有许多条折线，每一条折线就代表一个康复者的血清对各个变异体的结合力。

我们可以看到，这些折线都上下剧烈抖动，这说明突变对血清的结合力有很大的影响。

图中的红线，是各条曲线的平均值。

我们可以看到E406Q、E484K、F490K，这三个单独的突变，对结合力的改变有最大的影响。

我们可以看到，完全丧失结合力的情况并不是很多，比较常见的是，结合力下降2到4倍。

B.1.351这个突变株，也就是beta突变株，它的结合力的下降是39%，

P.1这个突变株，也就是Gamma突变株，它的结合力的下降是30%

这是6个疫苗接种志愿者的血清对RBD区域有变异的S蛋白的结合力。

6个志愿者的血清的结合力，用6种不同颜色的折线展示出来

部分变异导致的结合力下降，但是，下降也就是降到原来的一半左右。

这是单克隆抗体对RBD区域有变异的S蛋白的结合力。

我们可以看到，大体上，单克隆抗体对有变异的S蛋白的结合力略有下降，

下降程度较大的，大部分也就是下降到原来的一半左右，

只有少数情况会降到更低。

实验内容的第8部分，病毒的NTD和E484K两类突变，对逃逸血清抗性可以忽略，但是NTD的突变明显地影响了结合到NTD的单抗中和能力

接下来，作者要研究NTD区域，也就是N末端，有突变的S蛋白，会对抗体的结合力有什么影响。

作者用PV14252这个毒株的S蛋白作为模型来进行研究。后面，为了方便说明，会把PV14252这个毒株称为“P毒株”

这个毒株在N末端带有几个突变，L141Y，W64R，从第142到第145个氨基酸的缺失，另外，还在RBD区域有E484K这个突变。

这两张图，左图是6个志愿者的血清对P毒株的中和力的改变。

我们可以看到，P毒株的突变，对血清的中和力的改变是较小的。

甚至，V2、V5、V6这三个志愿者的血清的中和力还加强了。

右图是几个单克隆抗体对P毒株的中和力的改变。

我们可以看到，那两个红色点代表的，针对RBD区域的抗体，它们的中和力变化不大，但是蓝颜色标的那5个针对NTD的抗体，它们的中和力是下降到几乎没有了的。

也就是说，S蛋白在NTD区域的突变，会造成结合到NTD区域的单克隆抗力的中和力的大幅下降，甚至丧失中和力。

实验内容的第9部分，Alpha和Beta突变病毒对从浆母细胞来的中和抗体的逃逸

这是单克隆抗体对Alpha和Beta这两个突变新冠毒株的中和力。

图中，横轴上排列的是三个新冠毒株，分别是野生型、alpha型、和beta型。

纵轴，是各个单克隆抗体对这三个毒株的中和力。

红色的是针对RBD区域的单抗，蓝色的是针对NTD区域的单抗。

可以看到，两个针对RBD区域的单抗，在对Alpha毒株时，中和力略有下降，

但是在对beta毒株时，中和力大幅下降。

而5个针对NTD区域的单抗，在对Alpha毒株时，中和力都大幅下降，在对beta毒株时，中和力完全消失。

也就是说，alpha和beta这两个突变株，是可以在很大程度上逃避结合到NTD的单克隆抗体的中和的