2022-05-06 08:45

COVID-19感染如何激发对抗普通感冒的抗体

How a COVID-19 infection spurs antibodies against common colds

普通感冒并不会让你对COVID-19免疫,但COVID-19感染可能(至少暂时)会增加你对导致感冒的普通冠状病毒以及SARS-CoV-1和MERS-CoV病毒的抗体数量,所有这些都是密切相关的。斯克里普斯研究所的科学家现在对从11人身上分离出的冠状病毒抗体进行了特征分析,以揭示COVID-19如何影响免疫系统识别其他冠状病毒的能力。

“更好地了解对这一广泛的冠状病毒家族的免疫力如何随着COVID-19感染发生变化,是朝着开发更好的冠状病毒疫苗(包括针对COVID-19和未来相关病原体的疫苗)迈出的重要一步。”斯克里普斯研究所综合结构和计算生物学教授、本周在线发表在《科学进展》杂志上的这篇新论文的资深作者安德鲁·沃德博士说。

导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒只是冠状病毒一个庞大而多样的家族中的一种。它的一些近亲具有同样的传染性和毒性——导致中东呼吸综合征(MERS)和2002-2004年的SARS爆发——而其他被认为是普通感冒病毒的病毒,症状要轻得多。总的来说,许多这些冠状病毒只有四分之一到一半的遗传物质与SARS-CoV-2相同,但这些病毒结构的个别部分——最明显的是每个冠状病毒突出的刺突蛋白——被认为在家族成员之间相对相似。

自COVID-19大流行开始以来,科学家们一直在想,人们之前接触这些普通感冒病毒是否会影响他们对SARS-CoV-2的免疫力,同样,感染COVID-19是否会改变免疫系统识别更常见的冠状病毒的方式。免疫系统针对一种冠状病毒刺突蛋白的抗体也可能识别出其他类似的致病刺突蛋白。

在新的研究中,沃德的团队研究了11人的血清样本。其中8个样本可追溯到COVID-19大流行之前,以确保捐赠者从未接触过SARS-CoV-2病毒,而3个样本来自最近感染了COVID-19的捐赠者。在每个病例中,研究人员测量了样本对不同冠状病毒分离出的刺突蛋白的反应强度,这些病毒分别是OC43和HKU1,以及SARS-CoV-1、MERS-CoV和SARS-CoV-2,两者都与普通感冒有关。

不足为奇的是,只有康复的COVID-19患者的血清对SARS-CoV-2刺突蛋白有反应。然而,这些COVID-19患者样本对其他刺突蛋白的反应也比大流行前样本更强烈。

斯克里普斯研究所博士后研究助理桑迪亚·班加鲁是这篇新论文的第一作者,他说:“大多数人对常见冠状病毒有这种基本免疫力,接触SARS-CoV-2会增加这些抗体的水平。”

Ward、Bangaru和他们的同事对来自三名健康献血者和两名COVID-19患者的血清抗体进行了高分辨率结构研究,以确定每个抗体附着在刺突蛋白的何处。他们发现,大流行前的大多数冠状病毒抗体识别了被称为S1亚基的OC43和HKU1刺突蛋白的一部分,在不同冠状病毒之间往往存在很大差异。然而,在COVID-19患者样本中,研究人员发现了更广泛的抗体样本,包括识别S2亚基的抗体,S2亚基在不同冠状病毒之间变化较小。事实上,COVID-19患者的一些抗体不仅与普通感冒冠状病毒结合,还与SARS-CoV和MERS-CoV的刺突蛋白结合。

班加鲁说:“这一研究的最终目标将是合理设计能够识别多种不同冠状病毒的疫苗。”“我们的研究结果揭示了S2亚基上某些保守的斑块,这些斑块被感染期间自然诱导的抗体靶向,这是我们想要关注的。”

由于这些研究是直接对血清抗体进行的,研究人员不知道在任何情况下,这些抗体的存在是否足以在人类免疫系统的更复杂环境中对冠状病毒提供完全免疫。恢复期血清对常见冠状病毒反应能力的增强,似乎是由于能够识别几种冠状病毒的新抗体的产生增加,以及针对每种病毒的现有抗体水平的提高。然而,目前尚不清楚这些现象在多大程度上导致了整体上升,以及它们将如何影响COVID的自然病程。未来,他们希望比较同一个人感染COVID-19前和后的抗体。

班加鲁说:“我们的工作提供了人们在接触SARS-CoV-2之前对地方性冠状病毒抗体反应的基线特征,但还有许多悬而未决的问题。”“我们希望这能引发更多的研究。”

除了Bangaru和Ward,“人类β冠状病毒刺突蛋白抗体图谱的结构映射”研究的作者,包括Scripps Research的Aleksandar Antanasijevic、Leigh M. Sewall、Abigail M. Jackson、Jonathan L. Torres、Jeffrey Copps和Alba Torrents de la Peña;以及范德比尔特大学医学中心的Nurgun Kose、Naveenchandra Suryadevara、Xiaoyan Zhan和James E. Crowe Jr.。