登革prM抗独特型抗体调控寨卡病毒感染的分子机制研究

The outbreak of zika virus (ZIKV) in 2015-2016 has attracted global attention. Currently, there is no efficient vaccine or antiviral drugs for ZIKV infection. Both dengue virus and zika virus belong to Flaviviruses. It has been confirmed that prM antibody plays an important role in the pathogenesis of dengue virus (DENV) by inducing ADE effect. Recent studies have found that patients infected with ZIKV displayed more severe symptoms after DENV infection, which suggested that DENV prM antibody might also promote ZIKV infection. Previously, we confirmed that prM-AID specific to DENV-2 prM monoclonal antibody (mAb) could effectively reduce ADE of DENV-1 infection in vitro and in vivo. In view of the similar relationship of DENV and ZIKV, we speculate that DENV prM-AID could also have the same or similar inhibitory effect on ZIKV ADE. To verify this hypothesis, firstly, we plan to prepare several mAbs specific to different epitopes of DENV prM protein, analyze their biological effects on ZIKV ADE, and screen out some prM mAbs inducing strong ADE. Then, these selected prM mAbs are further used to immunize balb/c mice to produce a series of prM-AIDs. Finally, the protective effects of these prM-AIDs in cellular and animal ADE models will be evaluated. Furthermore, the corresponding molecular mechanisms of inducing ADE by prM antibody and inhibiting ADE by prM-AID are also to be investigated. The results will identify the activity of DENV prM antibody to induce ZIKV ADE and develop prM-AID against ZIKV infection for the first time. Therefore, this study will not only increase our understanding to the pathogenesis of ZIKV infection, but also provide a new insight to vaccine design and the treatment of severe ZIKV disease.

寨卡病毒在2015-2016年的暴发流行引发了全球关注，目前尚无有效疫苗及治疗药物。寨卡和登革病毒同属黄病毒属，目前已证实登革prM抗体是介导登革病毒ADE（抗体依赖性感染增强作用）发生的主要增强型抗体。最近研究发现既往感染登革病毒患者再次感染寨卡病毒后病情更严重，提示登革prM抗体有可能增强寨卡病毒感染。我们前期发现针对登革prM抗体的抗独特型抗体（prM-AID）能够有效抑制登革病毒ADE效应。鉴于这两种黄病毒亲缘关系相近，我们推测登革prM-AID对寨卡病毒感染也可起到同样或类似的抑制作用。本项目拟先制备不同表位登革prM单抗，分析其诱导寨卡病毒ADE的生物学效应，筛选较强ADE活性的prM单抗，制备相应prM-AID，在体内外ADE模型中评价其保护效果，进一步研究登革prM-AID调控寨卡病毒感染的分子机制。上述工作将能够为寨卡疫苗的理性设计及重症寨卡病毒病的治疗提供新的思路。

寨卡病毒在2015-2016年的暴发流行引发了全球关注，目前尚无有效疫苗及治疗药物。寨卡（ZIKA）和登革病毒亲缘关系相近，同属黄病毒属。目前已证实登革prM抗体是介导登革病毒抗体依赖性感染增强作用（ADE）发生的主要增强型抗体。最近研究发现既往感染登革病毒患者再次感染寨卡病毒后病情更严重，提示登革prM抗体有可能增强寨卡病毒感染，在本研究中我们通过一系列的实验证实了这一推测。首先通过ELISA和IFA方法验证了登革病人血清和一种商品化的鼠源性登革prM单抗可以与寨卡病毒发生交叉反应，采用q-PCR方法证实了在登革prM抗体存在的情况下K562细胞内ZIKA基因的相对表达量出现显著增加，同时相关细胞因子IL-6、IL-10的表达也随之上调。结果表明在一定浓度下登革prM抗体可以有效促进寨卡病毒对K562细胞的感染。接着利用Anti-mouse IFNAR-Purified In vivo GOLD Functional Grade阻断C57BL/6小鼠I型干扰素受体，构建了基于C57BL/6的寨卡病毒ADE动物模型。通过观察主要脏器病理变化，检测小鼠血液的病毒拷贝数以及血清中细胞因子水平，统计生存分析确定其ADE效果，进一步在体内模型上验证了登革prM抗体可以有效增强寨卡病毒复制并激活体内天然免疫，其作用机制可能是由Fc受体介导的。此外，我们前期发现针对登革prM抗体的抗独特型抗体（prM-AID）能够有效抑制登革病毒ADE效应。因此，在本研究中首先通过向新西兰大白兔免疫鼠源性登革prM单抗获得较高滴度的prM-AID，随后在前面已经构建好的细胞和动物模型上评价prM-AID对寨卡病毒感染的保护作用。实验结果表明prM-AID可以在体内外抑制由登革prM抗体介导的寨卡病毒的ADE效应，为重症寨卡病毒病的治疗提供了新的思路。