陈根:B细胞,建立新冠病毒超级免疫( 二 )


B细胞诱导强效抗体
显然 , B细胞在疫苗接种中扮演重要角色 , 即产生抗体来对抗新冠病毒 , 现在 , “超级免疫”谜底的揭开 , 进一步展示了B细胞所发挥的重要作用 , 甚至给改善疫苗带来了新的思路 。
相关的发现 , 还要从一年多以前的一场实验开始 。 2020年10月 , 纽约洛克菲勒大学(Rockefeller University)的病毒学家开始了为期一年的项目 , 试图预测未来可能会出现哪些危险的新冠病毒变异株 。
洛克菲勒的科学家希望创造一种人工新冠病毒刺突蛋白——病毒用来穿透细胞的蛋白质——可以避开新冠病毒感染者血液中发现的已知保护性抗体 。 他们的目标是找出这些中和抗体靶向刺突蛋白(新冠病毒用来感染细胞的蛋白)的部位 , 阐明人体攻击新冠病毒的一个关键部分 。
为此 , 研究团队将实验室鉴定出的潜在问题突变与正在流行的病毒结合配对 , 用不会引发COVID-19的无害“假”病毒测试了他们的“弗兰肯刺突”(Franken-spikes) , 终于成功发现一组具有20个突变组合的刺突蛋白变异体 , 它们使刺突蛋白对免疫系统可能攻击的东西具有特别的韧性 。
也就是说 , 变异体能完全抵御大部分(非全部)既往感染者或疫苗接种者体内产生的中和抗体 。 可以说 , 这个刺突蛋白变异体对免疫攻击的抗性超过了自然出现的任何已知变异株 。 然而 , 从新冠疫情康复后几个月再打疫苗的人 , 其体内的抗体却能使这个刺突蛋白变异体失效 。
这些人的抗体甚至能抑制其他类型的冠状病毒 。 这种“超级免疫”的背后机制成为新的谜题 。 终于 , 在混合免疫的人身上 , 研究人员得到了答案 。 对具有混合免疫的人群开展的初步研究后 , 研究人员发现 , 相比从未感染过新冠病毒的人来说 , 这些人的血清(血液中含抗体的部分)更擅于中和能免疫逃逸的变异株 。
根据研究结果 , 混合免疫至少有部分来自免疫系统的记忆B细胞 。 感染或接种疫苗后产生的大量抗体来自名为浆母细胞的短寿命细胞 , 当这些细胞慢慢死亡后 , 抗体水平也会下降 。 一旦浆母细胞全部消失 , 抗体的主要来源就成了更稀少的记忆B细胞——这类细胞通过感染或接种疫苗诱导产生 。 而这种长寿命的记忆B细胞中 , 有一些能产生比浆母细胞更高质量的抗体 。
洛克菲勒大学的免疫学家Michel Nussenzweig表示 , 这是因为它们会在淋巴结这种器官中不断变化 , 获得突变 , 从而能与刺突蛋白更紧密地结合 。 当新冠康复者再次遇到新冠病毒的刺突蛋白时 , 这些细胞就会增殖 , 产生更多的强效抗体 。

B细胞的进化

在一层层的研究下 , 除了认识到B细胞在疫苗接种中诱导抗体的重要作用 , 混合免疫导致B细胞诱导抗体的不同有效性也渐渐浮出水面 。
并且 , 为了进一步获得强效抗体 , 研究人员又对感染和疫苗产生的记忆B细胞的差异 , 以及它们所产生的抗体差异进行了比较 。 结果显示 , 两种应答都会产生记忆B细胞 , 这些B细胞又会产生不断变强的抗体 , 但研究人员认为感染者的程度更剧烈一些 。
具体来看 , 研究团队在受试者感染后和打完疫苗后的不同时间点分离了上百个记忆B细胞 , 每个都能产生一种独特抗体 。 自然感染产生的抗体在感染后一年内的效力和靶向的变异株范围都会持续增加;而打疫苗产生的抗体 , 绝大部分似乎在第二针打完几周后就不再有变化 。
其中 , 与打mRNA疫苗相比 , 感染会诱导产生一个抗体池 , 靶向刺突蛋白的不同区域 , 从而均衡识别各种变异株 。 换言之 , 自然感染似乎会导致记忆B细胞不断进化 , 这意味着它们产生的抗体更有可能抵御新变种病毒 。 结果证实:感染后不断变化的记忆B细胞也比打疫苗产生的记忆B细胞更能抑制那些会免疫逃逸的变异株 , 比如Beta和Delta 。
而在诸多的疫苗技术中 , 又有证据显示 , mRNA疫苗比其他疫苗更能保持了记忆B细胞库的整体多样性 , 引发针对新冠病毒的记忆B细胞反应 。 用Sony全自动流式细胞分选仪对不同时间点RBD特异性记忆B细胞进行了单克隆分选并培养 。 从4个S-CoV、4个M-CoV和3个navie个体中获得了2452个VH序列 , 接种疫苗前RBD特异性MBC占每个供体总VH序列的13-34% 。
接种后尽管MBC数量大幅增加 , 但疫苗激活的MBC没有显示出进一步的克隆优势并保持了记忆B细胞库的整体多样性 。 VH突变数在接种后显着增加 , 表明一部分成熟的、预先存在的MBC在疫苗接种后被选择性动员并随着时间的推移而持续存在 。

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