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超越峰值:新的抗体分析预测严重的 COVID-19 结果

  大多数关于 SARS-CoV-2 病毒免疫和 COVID-19 疫苗开发的研究都集中在对刺突蛋白和其他病毒表面蛋白的抗体反应上。但根据匹兹堡大学、佐治亚理工学院和埃默里大学研究人…

  大多数关于 SARS-CoV-2 病毒免疫和 COVID-19 疫苗开发的研究都集中在对刺突蛋白和其他病毒表面蛋白的抗体反应上。但根据匹兹堡大学、佐治亚理工学院和埃默里大学研究人员领导的一项新研究,识别病毒内部蛋白质的抗体也可能对免疫和疾病结果很重要。

  在这项研究中,该团队现在进行了迄今为止对一小部分重症患者的 COVID-19 抗体的最全面分析。他们发现,内部病毒蛋白的抗体谱,包括在冠状病毒中保守的抗体谱,可以预测哪些患者存活或死亡,以及相应的表面蛋白谱,这表明靶向刺突蛋白之外的病毒其他部分可能对增强 COVID 很重要-19 疫苗和疗法。
从患者样本中分离出的严重感染 SARS-CoV-2 病毒颗粒(红色)的细胞(蓝色)的彩色扫描电子显微照片。在马里兰州德特里克堡的 NIAID 综合研究设施 (IRF) 拍摄的图像。

  “这项研究的新颖之处在于我们对 SARS-CoV-2 抗体进行了非常深入的分析,并研究了这些抗体的许多不同方面,”共同资深作者、免疫学助理教授 Jishnu Das 博士说。皮特医学院的计算和系统生物学博士。“全世界都在关注刺突蛋白和受体结合域,但这项研究是第一个具体证据表明,针对内部蛋白的特异性抗体也与重症 COVID-19 的生存呈正相关。”

  当免疫系统遇到病毒时,它会产生有助于中和和清除感染的抗体。每种抗体只特异性识别一种抗原,通常是病毒蛋白。大多数 COVID-19 免疫研究都集中在形成病毒外壳的刺突蛋白和其他表面蛋白上,但除了这些所谓的“典型抗原”之外,SARS-CoV-2 还有大约 25 种其他内部蛋白。

  为了了解对这些非经典抗原的免疫反应是否可以预测重症 COVID-19 患者的生存结果,Das 与华莱士 H. Coulter 生物医学系助理教授、共同资深作者 Aniruddh Sarkar 博士合作乔治亚理工学院和埃默里大学的工程学博士,以及皮特大学免疫学教授和系统免疫学中心主任 Harinder Singh 博士。

  研究人员分析了 2020 年从 21 名因严重 COVID-19 住院的患者(在疫苗获批之前)采集的血液样本。其中 7 名患者死于该病,另外 14 名幸存下来。使用由 Sarkar 开发的微型抗体分析平台,该团队全面分析了针对三种典型和四种非典型抗原的抗体。

  据 Sarkar 介绍,该平台分析了抗体的三个关键特征。一个是抗原特异性,或者抗体结合什么。第二个是效应器功能,它与抗体在免疫反应中的作用有关。第三个特征是糖基化,即在抗体中添加碳水化合物分子,这会极大地影响抗体功能。

  “通过同时分析这三个特征,我们可以更深入地了解给定的抗体,而不仅仅是查看抗体滴度,”Sarkar 解释说。

  研究人员发现,没有单一的抗体特征可以区分患者的生存结果。但是,当他们分析整体抗体谱(无论是经典抗体还是非经典抗体)时,他们注意到幸存者和非幸存者之间存在明显差异。

  “我们惊讶地发现如此令人信服的证据表明,针对经典和非经典抗原的抗体同样可以预测生存结果,”辛格说。“我们的研究结果表明,非经典抗体可能在严重疾病的恢复中发挥作用,尽管需要更多的研究来证明因果关系并确定机制。”

  随着 delta 和 omicron 变体的出现,大多数 COVID-19 疫苗和单克隆抗体(用于治疗 COVID-19 的人工抗体)变得不那么有效,因为尖峰突变有助于病毒避免被发现。根据 Singh 的说法,病毒内部蛋白质中积累的突变要少得多,这表明增加针对这些非典型抗原的疫苗或疗法可以引发针对新出现的关注变体的更强大的免疫力。

  当研究小组将他们的分析限制在针对 COVID-19 患者冠状病毒中保守的非典型抗原的抗体上时,他们仍然可以区分幸存者和非幸存者。这些抗体也在 9 名大流行前的健康对照受试者中发现,这表明接触 SARS-CoV-2 以外的冠状病毒可能会诱发与严重 COVID-19 的有利结果相关的抗体反应。

  Das 表示,这些发现可以为泛冠状病毒疫苗的开发提供信息。

  在正在进行的工作中,该团队正在使用他们的平台来比较已接种疫苗的突破性感染者与未接种疫苗的人的抗体。他们还想了解随着时间的推移,不同的抗体是否在预防 COVID-19 方面发挥不同的作用。

  他们还计划将该平台扩展到了解其他情况下的抗体,包括器官移植排斥和其他传染病。

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