COVID-19感染和疫苗接种均诱导针对SARS-CoV-2变异株的高亲和力交叉进化枝反应

Both COVID-19 infection and vaccination induce high-affinity cross-clade responses to SARS-CoV-2 variants.

作者信息Marc Emmenegger, Sebastian Fiedler, Silvio D Brugger, Sean R A Devenish, Alexey S Morgunov, Alison Ilsley, Francesco Ricci, Anisa Y Malik, Thomas Scheier, Leyla Batkitar, Lidia Madrigal, Marco Rossi, Georg Meisl, Andrew K Lynn, Lanja Saleh, Arnold von Eckardstein, Tuomas P J Knowles, Adriano Aguzzi
PMID35875683
期刊iScience
发布时间2022-08-19
DOI10.1016/j.isci.2022.104766

实验完整度

研究包含样本特征分析、亲和力/浓度测定、亚型分析和统计模型,但缺乏功能验证或机制验证。

主要模型

人类血浆样本(来自39名患者) SARS-CoV-2 RBD变异株(野生型、德尔塔、奥密克戎)

重点核对

MAAP测定抗体亲和力(KA)和IgG浓度 TRABI ELISA测定抗体亚型分布 患者分为感染/未接种、未感染/接种、感染/接种等组 统计方法:Kruskal-Wallis检验和Wilcoxon秩和检验

摘要

B.1.1.529(奥密克戎)变异株已迅速取代大多数其他SARS-CoV-2变异株。利用基于微流控的抗体亲和力分析(MAAP),我们表征了39名具有多种SARS-CoV-2感染和/或疫苗接种轨迹的个体的血浆中的亲和力和IgG浓度。针对野生型、德尔塔和奥密克戎变异株的抗体亲和力相似(KA范围分别为122±155、159±148、211±307 μM⁻¹),表明存在广泛且成熟的交叉进化枝免疫反应。感染后和疫苗接种后受试者表现出不同的IgG谱,其中针对刺突蛋白的IgG3(p值=0.002)在前一组中更为突出。最后,我们发现ELISA滴度与测量的浓度线性相关(R=0.72),但与亲和力不相关(R=0.29)。这些发现表明,野生型和德尔塔刺突蛋白诱导的多克隆免疫反应能够以相似的亲和力结合奥密克戎刺突蛋白。滴度的变化主要由抗体浓度驱动,表明B细胞扩增而非亲和力成熟主导了感染或疫苗接种后的反应。

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
感染或疫苗接种诱导的抗体反应对SARS-CoV-2变异株(特别是奥密克戎)的亲和力和浓度如何?
核心机制
多克隆抗体反应能够以相似亲和力结合不同变异株,且反应主要受B细胞扩增(浓度增加)而非亲和力成熟驱动。
主要证据
MAAP测定的亲和力相似,ELISA滴度与浓度相关(R=0.72)而与亲和力不相关(R=0.29),感染后IgG3水平升高。
研究意义
研究提示B细胞介导的免疫可能提供对SARS-CoV-2变异株的保护层,支持开发更广谱的疫苗策略。

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

样本收集与分组

建立不同感染和/或疫苗接种状态的患者队列

收集39名患者的血浆样本,根据感染史和疫苗接种史分为四组(感染/未接种、未感染/接种、感染/接种、REGN-COV治疗组)。

2

MAAP测定亲和力和浓度

测定针对野生型、德尔塔和奥密克戎RBD的抗体亲和力和IgG浓度

使用MAAP技术检测血浆中针对不同RBD变异株的抗体的KA和IgG浓度。

3

TRABI ELISA分析抗体亚型

表征针对多种SARS-CoV-2抗原的IgG、IgA、IgM和IgG亚型(IgG1-4)的分布

使用TRABI ELISA检测针对WT刺突蛋白、S1、S2、RBD(WT、德尔塔、奥密克戎)和核衣壳蛋白的抗体亚型。

4

数据整合与统计分析

评估抗体亲和力、浓度与临床参数(年龄、性别、疾病严重程度等)的相关性

合并MAAP和TRABI数据,进行相关性分析、主成分分析和差异分布检验。

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
Fluidity One-M平台----
野生型RBDSino Biological40592-V08H
德尔塔RBDSino Biological40592-V08H90
奥密克戎RBDSino Biological40592-V08H121
WT刺突蛋白胞外域----
WT S1亚基AcroBiosystemsS1N-C52H2
WT S2亚基AcroBiosystemsS2N-C52H5
核衣壳蛋白AcroBiosystemsNUN-C5227
山羊抗人IgGJackson109-035-098
山羊抗人IgAThermo Fisher Scientific31417
山羊抗人IgMSigma-AldrichA6907
小鼠抗人IgG1SouthernBiotech9054-05
小鼠抗人IgG2SouthernBiotech9060-05
小鼠抗人IgG3SouthernBiotech9210-05
小鼠抗人IgG4SouthernBiotech9200-05
小鼠抗人IgG4InvitrogenA-10654
Alexa Fluor 647 NHS酯Thermo Fisher--
碳酸氢钠Merck--
Superdex 75 Increase 10/300色谱柱Cytiva--

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
样本收集与分组
患者分组标准(感染/未感染、接种/未接种),样本量,中位年龄
阅读提示:STAR★Methods中的Experimental model and subject details;Table 1
MAAP
抗原浓度范围(1 nM至400 nM),血浆分数,孵育时间(30分钟),MAAP平台
阅读提示:STAR★Methods中的Antibody affinity and concentration determination;Figure 2
TRABI ELISA
抗原包被浓度(1 μg/mL),抗体稀释度,检测抗体,读值(p(EC50))
阅读提示:STAR★Methods中的High-throughput TRABI ELISA;Figure 4