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Science | Odyssey 双色红外激光成像系统扫描分析多肽芯片助力人类新冠病毒预存免疫和从头免疫研究

版权所有,转载请联系基因市场部
2021-05-17

2020年12月11号Science 杂志刊登了一篇Preexisting and de novo humoral immunity to SARS-CoV-2 in humans的文章,该文章多种实验结果证明:未感染新冠病毒(SARS-CoV-2) 的个体中检测出了可识别SARS-CoV-2 的预先存在的抗体,这种情况在儿童和青少年中尤其普遍。因此区分预存免疫和从头产生的免疫对于理解SARS-CoV-2的易感性和感染过程是非常重要的。


    作者设计了包括流式细胞实验、ELISA实验、中和实验、抗体依赖性增强实验(ADE)、多肽芯片阵列等多种独立的测定方法证明了:未感染SARS-CoV-2 的个体中存在可识别SARS-CoV-2 的抗体,其中多肽芯片阵列的扫描分析是在LI-COR Odyssey 双色红外激光成像系统上进行的。




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文章概要

SARS-CoV-2 引起的人畜共患病在人类中可能出现预存免疫,我们使用多种可识别SARS-CoV-2蛋白的抗体的方法,检测到了先前存在的体液免疫。


在未感染SARS-CoV-2 的个体中,用流式细胞技术检测到了SARS-CoV-2S蛋白的IgG 抗体并以S2亚基为靶标,这种情况在儿童和青少年中尤其普遍。而在感染了SARS-CoV-2 的个体中,检测到更高滴度的靶向S1和S2亚基的IgG 抗体,并同时伴有lgM和lgA,并且未感染SARS-CoV-2 供体血清表现出中和SARS-CoV-2SARS-CoV-2-S假病毒的能力。因此区分预存免疫和从头产生的免疫对于理解SARS-CoV-2易感性和感染过程是非常重要的。


HCoV传播的流行病学研究表明,交叉保护性免疫不能杀灭病毒,但是可以减少同源或异源HCoV的传播并改善症状。因此鉴定被中和抗体靶向结合的S2亚基中的保守抗原表位可能为CoV的通用疫苗研制提供希望



    为探讨SARS-CoV-2 和HCoV的共享抗原表位,作者构建了SARS-CoV-2-S蛋白最后743个氨基酸的overlapping 多肽芯片阵列,实验结果表明:多种假定表位被血清中交叉反应抗体(Ab+)识别,这些假定表位保守并且大部分定位在S2亚基表面,详细结果见下方:


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图一 :SARS-CoV-2 S蛋白交叉反应表位的定位

四种不同血清与包含了SARS-CoV-2 -S蛋白每一种重叠肽的多肽芯片阵列反应的信号强度

B SARS-CoV-2-S 和HCoV-S蛋白氨基酸序列比对

C 预测的靶向SARS-CoV-2-S蛋白三聚体的抗原定位,用不同颜色表示单体中的 S1(蓝色)亚基、S2(粉色)亚基,虚线表示结构中不存在的膜近端区域

D 图中显示的血清样本与每一种HCoV S蛋白的交叉反应结果


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图二:使用肽阵列芯片SARS-CoV-2 S蛋白交叉反应表位的定位结果


A :SARS-CoV-2 S蛋白与HCoV-OC 43 S蛋白、HCoV-HKU1 S蛋白、HCoV-229E S蛋白HCoV-NL63 S蛋白同源性比较结果。

B. 使用以下四种血清样本检测SARS-CoV-2-S蛋白最后743个氨基酸的overlapping 多肽芯片阵列扫描分析结果:

四种血清样本:

SARS-CoV-2+ Adults Ab+: 新冠肺炎成年患者血清;

SARS-CoV-2 Adults Ab未感染SARS-CoV-2且无交叉反应抗体的成年供体血清

SARS-CoV-2 Adults Ab+ :未感染SARS-CoV-2但有交叉反应抗体的成年供体血清、

SARS-CoV-2 Adolescents Ab+: 未感染SARS-CoV-2但有交叉反应抗体青少年供体血清

二抗信号(IRDye 800CW)以绿色信号显示,每个芯片阵列的左上角位置是第一个肽段(序列S531-542),12mer肽的排列顺序是从左到右、从上到下,有10mer的重叠,共形成367个点。


以上多肽芯片阵列的扫描分析是在LI-COR Odyssey 双色红外激光成像系统上进行的。






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参考文献:

[1] Kevin W. Ng, Nikhil Faulkner, Georgina H. Cornish et al., Preexisting and de novo humoral immunity to SARS-CoV-2 in humans. Science 11 Dec 2020: Vol. 370, Issue 6522, pp. 1339-1343 DOI: 10.1126/science. abe 1107

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