戊型肝炎疫苗诱导的人体保护性抗体反应的定量评估

Quantitative evaluation of protective antibody response induced by hepatitis E vaccine in humans

作者信息Gui-Ping Wen, Linling He, Zi-Min Tang, Si-Ling Wang, Xu Zhang, Yuan-Zhi Chen, Xiaohe Lin, Chang Liu, Jia-Xin Chen, Dong Ying, Zi-Hao Chen, Ying-Bin Wang, Wen-Xin Luo, Shou-Jie Huang, Shao-Wei Li, Jun Zhang, Zi-Zheng Zheng, Jiang Zhu, Ning-Shao Xia
PMID32769993
发布时间2020-08-07
DOI10.1038/s41467-020-17737-w

实验完整度

研究包含临床试验(4名受试者)、血清学检测、单细胞抗体克隆、体外中和实验、表位作图、NGS库分析及谱系追踪等多个独立证据层级,并进行功能验证。

主要模型

健康成人供者(4名) HEV疫苗Hecolin®免疫人体模型 HepG2/C3A细胞系(用于中和实验)

重点核对

受试者纳入标准:19-25岁,无HEV感染或疫苗接种史 疫苗剂量和程序:0、1、6月三剂次Hecolin® 单细胞分选时间点:第三剂后1个月 中和实验细胞:HepG2/C3A NGS测序平台:Ion GeneStudio S5和Ion PGM

摘要

通过人体试验评估疫苗效力对于将候选疫苗推进到临床至关重要。下一代测序(NGS)可用于定量分析疫苗接种过程中的B细胞库反应并追踪抗体谱系。在此,我们以Hecolin®(已获许可的戊型肝炎病毒(HEV)疫苗)为例展示了这一应用。四名受试者按照标准三剂次方案接种疫苗。疫苗诱导的抗体具有高度克隆多样性,能够识别基因1型HEV p239抗原的五个构象抗原位点,并与其他基因型发生交叉反应。在六个月的疫苗接种期间,对七个时间点进行了无偏倚的库测序,并为一组疫苗诱导的抗体表征了成熟途径。除了动态库谱外,NGS分析还揭示了HEV特异性抗体谱系的差异模式,并强调了长期加强免疫的必要性。总之,我们的研究提出了一种在小规模人体研究中定量评估疫苗的策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Hecolin®疫苗在人类中诱导的抗体反应是否具有保护性,以及这些抗体的分子特征和发育动力学如何?
核心机制
疫苗诱导的抗体主要通过识别E2s结构域上的五个构象抗原位点(C1、C2、C3、C5和C6)发挥中和作用,其中C2和C6为主要靶点,C6导向的抗体具有最高效力。
主要证据
通过单细胞分选获得104个p239(1)特异性单克隆抗体,大部分具有中和活性,且与p239结合显著相关;NGS谱系分析显示多数可追溯谱系在第三剂后出现或扩增。
研究意义
该研究为疫苗评估提供了一种定量策略,并强调了三剂次方案对长期保护性免疫的重要性,有助于未来疫苗设计和评估。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

受试者接种疫苗并采集样本

评估健康成人对Hecolin®疫苗的免疫应答

4名健康成人按照0、1、6月方案接受三剂次Hecolin®疫苗,并在376天内多个时间点采集血清和外周血单个核细胞(PBMCs)。

2

检测血清学反应

测定抗HEV IgG滴度、亲和力和中和活性

使用ELISA检测抗HEV IgG滴度和亲和力,使用中和实验检测血清中和活性(ID50)。

3

单细胞分选和抗体克隆

分离p239(1)特异性单克隆抗体并分析其遗传特征

从第三剂后1个月的PBMC中,通过流式分选p239(1)阳性的记忆B细胞,进行单细胞PCR扩增并表达重组抗体。

4

体外功能验证

评估单克隆抗体的结合和中和活性

使用ELISA检测抗体对p239(1)和p239(4)的结合,使用中和实验检测抗体的病毒中和能力(IC50)。

5

表位作图

确定单克隆抗体识别的抗原位点

通过竞争ELISA和丙氨酸扫描,将抗体分配到已知的六个抗原簇(C1-C6)中。

6

B细胞库NGS和谱系追踪

分析疫苗诱导的B细胞库动态并追踪抗体谱系发育

从七个时间点的PBMC中提取RNA,进行5'-RACE PCR建库,在Ion GeneStudio S5和PGM上进行NGS,并利用抗体组学管道分析库特征和谱系。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
万泰ELISA试剂盒Wantai--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
C1000热循环仪Bio-Rad--
Aqua死细胞染色试剂盒InvitrogenL34957
CD3-PE-Cy7抗体BD Biosciences557851
CD19-BV786抗体BD Biosciences563325
CD27-BV650抗体BD Biosciences563228
CD20-FITC抗体BD BiosciencesMHCD2001
CD38-PE抗体BD Biosciences555460
抗人IgG-BV421抗体BD Biosciences562581
Aria III分选仪BD Biosciences--
第一链缓冲液Invitrogen--
二硫苏糖醇Invitrogen--
RNase抑制剂Invitrogen--
Igepal去垢剂Sigma--
ExpiCHO细胞Life Technologies--
蛋白A亲和层析柱GE Healthcare--
RNeasy小型提取试剂盒Qiagen--
SMARTer-RACE cDNA扩增试剂盒Clontech--
NucleoSpin PCR纯化试剂盒Clontech--
Platinum Taq高保真DNA聚合酶Life Technologies--
Ion GeneStudio S5测序仪Life Technologies--
Ion个人基因组测序仪Life Technologies--
Ion 530芯片Life Technologies--
Ion Chef系统Life Technologies--
Ion 530扩展试剂盒Life Technologies--
PGM Hi-Q 400试剂盒Life Technologies--
HRP标记的抗人IgG抗体Sino BiologicalSSA001
SuperSignal West Femto最高灵敏度底物Pierce--
HRP标记的抗人IgG抗体----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
受试者与接种
受试者年龄、性别、无HEV感染史;疫苗批号;接种程序:0、1、6月;样本采集时间点
阅读提示:Methods: Participants and vaccination; Fig. 1a
血清学检测
抗HEV IgG定量方法(WHO单位);亲和力检测中尿素浓度;中和实验的病毒株和细胞系
阅读提示:Methods: Serology testing; Fig. 1b-d
单细胞分选
流式抗体克隆号;分选时间点(3M1);分选阈值(p239(1)阳性);单细胞PCR引物
阅读提示:Methods: Flow cytometry and single B-cell sorting; Supplementary Fig. 2
抗体表达与功能实验
表达系统(ExpiCHO);纯化方法;ELISA抗原浓度;中和实验的细胞密度和病毒量
阅读提示:Methods: Antibody expression, Neutralization assays, Indirect ELISA
NGS与谱系分析
RNA提取量(5-10M PBMC);扩增引物;测序平台和芯片;CDRH3 identity cutoff(90%);分析软件版本
阅读提示:Methods: Sample preparation using 5'-RACE PCR, Next-generation sequencing; Supplementary Table 3