家族相似性:T细胞如何同时对抗多种冠状病毒

【字体: 时间:2023年06月05日 来源:AAAS

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  拉霍亚免疫学研究所的研究人员表明,T细胞可以识别大多数冠状病毒共有的几种不同的病毒靶标,称为“抗原”,包括普通感冒冠状病毒和SARS-CoV-2。他们还更深入地研究了这些抗原的哪些片段(称为“表位”)被识别,以及它们在不同冠状病毒中的保守程度。

  
   

Family Resemblance    

LJI的研究人员通过揭示SARS-CoV-2和普通感冒冠状病毒之间的关键相似之处,努力阻止未来的大流行

来源:Alba Grifoni @ La Jolla免疫学研究所(发表于Cell Reports Medicine)

加州拉霍亚免疫学研究所(LJI)的科学家们正在研究免疫系统的T细胞如何对各种冠状病毒做出反应,从SARS到普通感冒冠状病毒。他们的目标是指导疫苗的开发,通过同时对抗多种冠状病毒来阻止未来的大流行。

LJI教授Alessandro Sette博士说:“虽然人们认识到冠状病毒是潜在的危险病毒,但由于sars - cov和MERS病毒在人类中引起非常严重的疾病,没有人知道下一次大流行将由SARS-CoV-2引起。”“所以现在的问题是,我们如何才能制定出广泛适用于不同病毒家族的策略?”

Sette和LJI研究助理教授Alba Grifoni博士在他们发表在Cell Reports Medicine上的最新合作中表明,T细胞可以识别大多数冠状病毒(包括普通感冒冠状病毒和SARS-CoV-2)共有的几种不同的病毒靶标,称为“抗原”。他们还更深入地研究了这些抗原的哪些片段(称为“表位”)被识别,以及它们在不同冠状病毒中的保守程度。

Grifoni说:“这项研究提出了一种增强疫苗的方法,使它们对许多不同的冠状病毒和变异具有更广泛的活性。”

冠状病毒有什么共同之处

Sette和Grifoni是研究哪一种构成病毒结构的抗原能被T细胞识别到表位水平的专家。虽然具有相似蛋白质序列的病毒往往是密切相关的,但即使是更远的病毒也可能有一些较小的共同序列。如果序列被T细胞识别,这种免疫反应可以识别来自同一家族的多种病毒,即使这些病毒本身并不相似。

人体的记忆性CD4+“辅助”T细胞在体内巡逻,寻找属于过去病毒入侵者的蛋白质序列。这些T细胞帮助启动免疫系统,攻击它们遇到的惯犯或任何密切相关的病原体。这种“交叉反应”正是科学家们想要利用的,以训练免疫细胞同时对抗多种冠状病毒。

在2019年之前,没有人接触过SARS-CoV-2。尽管如此,人类对冠状病毒并不陌生。一些冠状病毒会导致普通感冒,其他冠状病毒则会导致严重的呼吸道疾病。在α和β两组冠状病毒中,迄今为止,根据三次不同的疫情,科学家们发现β冠状病毒最有可能具有大流行的潜力,并导致严重的疾病。2002-2003年的SARS爆发,2012年的MERS爆发,以及最近的SARS- cov -2,都是由β冠状病毒引起的。α和β冠状病毒在一些识别的表位上也有相似之处,Sette和Grifoni之前的研究表明,针对普通感冒冠状病毒的T细胞可以与SARS-CoV-2“交叉反应”。

瞄准四个病毒目标

对于这项新研究,目标是确切地看到哪些病毒蛋白序列或表位促使T细胞在不同冠状病毒类型中产生最强的交叉反应。

研究人员首先综合分析了新冠肺炎大流行之前从88名患者身上收集的T细胞。当然,这些患者从未接触过SARS-CoV-2,但他们接触过属于α或β组的其他类型的普通感冒冠状病毒。研究人员使用这些样本来确定哪些病毒抗原和哪些特定的表位被T细胞识别。

然后,LJI团队与J. Craig Venter研究所的Richard Scheuerman教授博士合作,应用一种计算方法来预测包括SARS-CoV-2在内的不同冠状病毒之间哪些表位可能相同。由LJI博士后Alison Tarke博士领导的这项工作揭示了18个冠状病毒表位在多种冠状病毒中高度保守,表明这些表位可以诱导交叉反应性T细胞。

LJI的研究人员表明,对抗α或β普通感冒冠状病毒的T细胞往往在两组不同的人群中发生交叉反应。这些冠状病毒的表位序列有很多相似之处,T细胞在89%的测试中表现出交叉反应性。

当T细胞遇到SARS-CoV-2时,交叉反应性下降到50%。这意味着,尽管SARS-CoV-2类似于普通感冒冠状病毒的远亲,但它仍然与其家族成员共享蛋白质序列。

未来的冠状病毒疫苗可以利用一种结合的方法,利用抗体靶点和T细胞反应来对抗多种冠状病毒保守的表位序列。Grifoni说:“这里的关键发现是,我们有可能开发出将免疫反应集中在这些共享序列上的疫苗,从而可以同时识别许多不同的病毒。虽然SARS-CoV-2刺突蛋白是抗体的主要目标,但T细胞可以识别在不同冠状病毒中保守的其他抗原。两者的结合可能是设计冠状病毒疫苗的最佳选择。”

“这项工作也令人兴奋,因为它表明,鉴于未来可能出现的大流行,这是一种可行的策略,可以诱导其他令人担忧的病毒家族,例如引起流感的病毒家族,或引起出血热的病毒家族,或包括登革热和寨卡病毒在内的病毒家族。”

文章标题

Targets and cross-reactivity of human T cell recognition of Common Cold Coronaviruses

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