Jan 05, 2024
분자의 운명
자연 615권, 페이지
Nature 615권, 482~489페이지(2023)이 기사 인용
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측정항목 세부정보
혈청 항체의 보호 효능은 서로 다른 친화성과 특이성을 지닌 항원 특이적 B 세포 클론의 상호작용으로 인해 발생합니다. 이러한 세포 역학은 원항원죄(OAS)와 같은 혈청 수준 현상의 기초가 됩니다. 이는 관련 항원을 만날 때 항원 자극에 관여하는 B 세포의 첫 번째 집단에 반복적으로 의존하는 면역계의 제안된 경향으로, 이는 항원 유도에 해를 끼칩니다. 새로운 응답1,2,3,4,5. 새로운 변종 특이적 항체의 OAS 유형 억제는 인플루엔자 및 SARS-CoV-26,7과 같이 빠르게 진화하는 바이러스에 대한 예방접종에 장벽이 될 수 있습니다. OAS 유형 억제의 정확한 측정은 세포 및 일시적 기원이 순환 중인 항체에 쉽게 기인할 수 없기 때문에 어렵습니다. 따라서 후속 항체 반응에 미치는 영향은 불분명합니다5,8. 여기서 우리는 B 세포의 특정 집단에서 유래된 혈청 항체를 차등적으로 검출할 수 있는 분자 운명 매핑 접근법을 소개합니다. 우리는 순차 상동성 부스팅에 대한 혈청 반응이 1차 코호트 B 세포에서 압도적으로 유래하는 반면, 나이브 B 세포로부터 새로운 항체 반응의 나중에 유도가 강력하게 억제된다는 것을 보여줍니다. 이러한 '1차 중독'은 항원 거리의 함수로서 급격하게 감소하여 다양한 바이러스 당단백질을 사용한 재면역화가 프라이밍 변종에 없는 에피토프를 표적으로 하는 새로운 항체 반응을 생성하도록 합니다. 우리의 발견은 OAS에 대한 이해와 진화하는 병원체에 대한 백신의 설계 및 테스트에 영향을 미칩니다.
감염으로부터 보호하는 혈청 항체의 능력은 다양한 특이성과 다양한 친화성을 갖는 B 세포 클론에 의해 시간이 지남에 따라 분비되는 면역글로불린의 복합 혼합물의 출현 특성입니다. 이러한 항체를 생성하는 형질 세포는 1차 감염 또는 면역화 후 순수 B 세포 전구체로부터의 직접적인 분화부터 배중심(GC)에서 한 번 이상의 친화도 성숙 및 기억 B 세포 단계 삽입을 포함하는 정교한 경로에 이르기까지 여러 병렬 경로를 통해 발생합니다. . 반복된 항원 노출9,10,11,12로 인해 이러한 세포 경로 화합물의 복잡성과 혈청 항체 풀에 대한 궁극적인 기여는 분리하기가 어려웠습니다. 한편으로, 기억이나 GC B 세포에서 얻은 면역글로불린 유전자의 분자 분석은 혈청 내 항체의 구성을 직접 평가하지 않습니다13,14,15,16; 반면에, 혈청 항체의 클론 구성에 대한 직접적인 연구는 서로 다른 특이성의 항체에 세포 또는 일시적 기원을 쉽게 할당할 수 없습니다17,18. 따라서 혈청 수준에서 발생하는 면역 현상의 클론 역학은 여전히 잘 이해되지 않고 있습니다.
특히 해결하기 어려운 혈청 수준 현상은 OAS입니다. 이는 1950년대에 주어진 인플루엔자 변종에 노출된 개인이 초기에 만난 첫 번째 인플루엔자 변종에 더 강하게 반응하는 항체에 반응하는 경향으로 설명되었습니다. 노출 부담 자체보다 어린 시절에 더 큰 영향을 미칩니다1,19. OAS는 원래 항원에 반응하는 B 세포의 첫 번째 집단을 반복적으로 재사용하는 면역 체계의 성향에 기인하며, 그 반응성은 원래 항원을 유도한 계통에 필연적으로 편향될 것입니다. 그러나 항원 서열과 같은 관련 개념과 달리4,20, OAS(본 명세서에 정의됨)는 부스팅 후 순수 레퍼토리에서 새로운 B 세포 클론의 새로운 모집을 적극적으로 억제해야 하므로2,3,4 에피토프를 탈출하기 위해 특정 항체 반응을 일으키는 면역 시스템. 이러한 적극적인 억제가 존재하고 후속 대응에 영향을 미치는 정도는 수십 년 동안 논의되어 왔습니다5,8. 최근에는 생쥐를 대상으로 한 B 세포 운명 매핑 실험에서 OAS의 예측과는 명백히 대조적으로 부스팅에 반응하여 형성되는 GC는 기억 유래 B 세포가 아닌 거의 순진한 B 세포로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 이 나중에 추가된 내용은 생쥐에서 OAS의 효과가 무시할 만하거나 OAS가 혈청 수준에서만 관찰되는 현상임을 의미합니다.
133 days after the previous boost) was dominated by Strep-tagged antibodies (Fig. 2h and Extended Data Fig. 3f), again failing to demonstrate the progressive increase in Flag+ antibody titres predicted by a simple sequential contribution model (Fig. 2a). We conclude that primary addiction can be very strong when measured at zero antigenic distance—evidence of OAS-type suppression of de novo B cell responses by pre-existing immunity./p>25 barcodes per single mutant). Plasmid DNA was purified and transformed into the AWY101 yeast strain. Sixteen-nucleotide barcodes were associated with their BA.1 variants by PacBio sequencing, and the effects of mutations of RBD expression and ACE2 binding were measured, essentially as described61. These experiments are described and analysed at GitHub (https://github.com/jbloomlab/SARS-CoV-2-RBD_DMS_Omicron)./p>1 amino-acid mutation, low sequencing counts (<50 in the preselection condition) or highly deleterious mutations that might cause antibody escape simply by leading to poor expression of properly folded RBD on the yeast cell surface (an ACE2 binding score of <−2 or an RBD expression score of <−1.25 or <−0.83361 for the WH1 and BA.1 mutant libraries, respectively, reflecting the different baseline expression levels of the two wild-type RBDs). The reported antibody-escape scores throughout the paper are the average across duplicate libraries; these scores are also in Supplementary Table 1. Correlations in final single-mutant escape scores are shown in Extended Data Fig. 6c. Full documentation of the computational analysis is available at GitHub (https://github.com/jbloomlab/SARS-CoV-2-RBD_MAP_OAS)./p>10× the median across all sites and at least 10% the maximum of any site. For each sample, the y axis was scaled to be the greatest of (1) the maximum site-wise escape metric observed for that sample or (2) 20× the median site-wise escape fraction observed across all sites for that plasma. The code that generates these logo plot visualizations is available at GitHub (https://github.com/jbloomlab/SARS-CoV-2-RBD_MAP_OAS/blob/main/results/summary/escape_profiles.md). To visualize serum escape on the RBD structure, the WH1 RBD surface (PDB: 6M0J) was coloured by the site-wise escape metric at each site, with white indicating no escape and red indicating the site with the most escape./p>FM1>FM1 data are for the same samples as in Fig. 3d, re-measured in the same assay as Ø>FM1>FM1. (b) Schematic representation of HA prime-boost strategy. S1pr2-IgkTag/Tag mice were primed i.p. with HANY95 in alhydrogel and boosted homologously or heterologously with HAN99 or HACA09 in alhydrogel as indicated. (c) Full time course of anti-HA tag-specific ELISA reactivity (optical density at 1:100 dilution) of the same mice shown in Fig. 3f. Anti-HANY95 (top), HANC99 (middle) and HACA09 (bottom) ELISAs are shown, with Strep (left) and FLAG (right) detection. (d) Relationship between primary addiction and antigenic distance for infection and immunization experiments. Graph compiles primary addiction indices from Fig. 3d and 3g. Bars are ordered by amino acid identity between the priming and boosting HAs. P-values are for one-way ANOVA, with % identity as a categorical variable, or Pearson correlation, with (100 – % identity) as a linear variable./p>
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