抗流感病毒HA茎部广谱保护性抗体的遗传基础研究

Antigenic diversity in seasonal influenza virus as well as in the newly-emerging influenza virus is being concerned. The Abs induced by influenza virus infection or vaccine were conventionally thought to be mainly directed against the variable HA head region. Recently, HA stem-reactive BnAbs with neutralizing activity to either within or across subtype even group viruses were isolated. These Abs mainly derive from some specific antibody gene. Previously, we have screened the anti-HA stalk Ab response of 49 seasonal influenza and 51 2009 H1N1 vaccinees. Seventeen among the seasonal flu vaccinees showed the cross-reactivity to 2009pdm H1 and 11 out of 17 exhibited cross-reactivity to H5. Seven out of the 17 had the neutralizing activity to cH5/1(SZ) pps. Six possessed CR6261-like Abs recognizing HA stem. Twenty-one out of the 2009 H1N1 vaccinees showed neutralizing activity to cH5/1(SZ) pps. The genetic basis for the Abs and the mechanisms for their affinity maturation will be further studied in the study.

流感病毒是抗原性高度变异的病毒，个体针对该病原体产生株特异性、或具有交叉反应性的抗体应答。这些交叉反应性抗体多靶向病毒抗原保守区域，对机体具有保护效应。该类抗体的产生也同胚系基因的多样性、抗体成熟过程中的点突变修饰 密切相关。本研究以筛查到的血清中存在抗流感病毒血凝素（HA）茎部广谱保护性抗体的疫苗接种人群， 对该群体免疫后7天浆细胞、21天的记忆性B细胞BCR可变区分析，明确该类抗体产生的遗传基础。

流感病毒是抗原性高度变异的病毒，尤其是甲型流感病毒，具有更广泛的宿主及高度变异性，根据病毒血凝素（hemagglutinin，HA）、神经氨酸酶（neuraminidase, NA）抗原分为多个亚型。机体针对该病原体产生株特异性、或交叉反应性的抗体应答。本研究对1)流感病毒灭活疫苗接种者；2) H5N1存活病例外周血记忆性B（MBC）的抗体可变区基因特点及抗体功能进行研究。以明确交叉反应性抗体的遗传基础，即 1）编码针对HA 茎部广谱中和抗体（broadly neutralizing monoclonal antibodies，BnAbs）的胚系基因；2）其 BCR 可变区；3）BCR 关键位点的突变对抗体结合、中和功能、抗原结合影响。基于疫苗人群实验的发现及其对回答本课题中科学问题的困难性，课题侧重在H5N1感染患者，筛选获得了两株人源具有中和活性的广谱中和抗体2-12D5和3-32G7.1, 44 株 H5 或 H5/H7 结合性抗体，如抗体2-12G8、2-12D4、2-29E3和2-3G4等。发现VH1-69, VH1-2+D3-9和VH3-30是编码交叉反应性抗体的主要基因。VH1-2+D3-9比VH1-69更偏胚系基因，这两类抗体基因是编码识别HA茎部的BnAbs的主要基因。它们有同既往发现一致的特征性功能域，如VH1-69 带有识别HA茎部的IFY标识，其他HCDR上的变异同抗体识别的抗原谱和中和活性相关；D3-9带有识别HA茎部的LXYFXW；VH3-30有长疏水氨基酸组成的环，轻链区域也参与功能。逃逸抗体2-12D5和3-32G7.1的H5N1病毒突变为I45M和I45T，以I45M影响更强，但I45发生较早,且出现频率也高。HA2 I45位于HA2 helix A,是HA构象改变前后基本无变化的区域，该位点是这两株抗体识别的关键位点。在健康人外周循环血B细胞中，编码D3-9 LXYFXW 的B细胞占 0.01%–0.1%，VH1-69编码的B细胞占0.3-0.5%。利用这一特性，刺激带有这类基因编码的BCR的B细胞，可调节机体B细胞应答。在不同遗传背景的人群中，流感病毒感染或疫苗接种均能诱导的记忆性B细胞编码广谱反应性抗体，而编码基因使用的偏好性的确存在，可对广谱应答基因功能域的基因型筛查，用于发展新型疫苗免疫策略和作为人群选择的依据。