目前,全球科研工作者都在為開發(fā)SARS-CoV-2疫苗而進(jìn)行努力。雖然抗SARS-CoV-2抗體反應(yīng)的研究越來越多,但我們對SARS-CoV-2特異性T細(xì)胞反應(yīng)的了解才剛剛開始。因此,當(dāng)務(wù)之急是深入了解其反應(yīng),從而協(xié)助疫苗設(shè)計(jì)并提供工具來評估疫苗誘導(dǎo)的T細(xì)胞反應(yīng)。多項(xiàng)研究表明,與健康個(gè)體的T細(xì)胞相比,從COVID 19患者中分離出來的T細(xì)胞效應(yīng)功能受損,抑制性受體表達(dá)水平更高,且這種現(xiàn)象隨著病情加重而增加。Seminal及其同事首次證實(shí)了T細(xì)胞特異性識別SARS-CoV-2,他們的研究表明來自COVID-19患者的CD4和CD8 T細(xì)胞可以識別大量來自SARS-CoV-2的肽段庫中的多肽,且得到了其他文獻(xiàn)的支持。但是,目前尚不清楚是哪些確切的表位驅(qū)動(dòng)了T細(xì)胞對SARS-CoV-2的反應(yīng)。T細(xì)胞識別的確切病毒表位,以及T細(xì)胞識別的最具免疫原性的表位(即免疫優(yōu)勢表位),這些表位的確定將有助于指導(dǎo)疫苗設(shè)計(jì),并可成為開發(fā)監(jiān)測SARS-CoV-2特異性T細(xì)胞反應(yīng)的工具。
到目前為止,大部分的工作都集中在鑒定表位和T細(xì)胞的反應(yīng),特別是對刺突蛋白的反應(yīng),也包括SARS-CoV-2的核蛋白和膜蛋白,然而,作者決定將分析擴(kuò)展到病毒的整個(gè)蛋白質(zhì)組,SARS-CoV-2會(huì)引起CD8 T細(xì)胞反應(yīng),值得注意的是,大部分觀察到的CD8 T細(xì)胞反應(yīng)是針對ORF1ab多聚蛋白的,而ORF1ab對CD8 T細(xì)胞的有較高的特異性反應(yīng)。
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● 實(shí)驗(yàn)對象
為了研究SARS-CoV-2的哪些表位可以被CD8 T細(xì)胞識別,作者收集了22例住院患者的PBMC樣本進(jìn)行分析,其中包括10例重癥患者,9例危重癥,3例已痊愈的。為了在高特異性和高通量的情況下覆蓋盡可能多的HLA等位基因,作者基于肽HLA (pHLA)多路結(jié)合熒光染料的技術(shù),利用14種不同的熒光染料制作獨(dú)特的雙熒光編碼,可以同時(shí)檢測T細(xì)胞識別的75個(gè)表位。對患者的HLA- A和HLA-B基因位點(diǎn)進(jìn)行分型,篩選出10種HLA等位基因,包括HLA-A*01:01、HLA- A*02:01、HLA- A*03:01、HLA- A*11:01和HLA- A*24:02,以及HLA-B*07:02、HLA-B*08:01、HLA-B* 15:01、HLA-B*18:01和HLA-B*51:01。
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●?結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:絕大多數(shù)確定的應(yīng)答僅限于HLA-A*01:01等位基因(如下圖)。此外,在5例HLA-A*01:01患者中,有3例患者發(fā)現(xiàn)了額外的應(yīng)答,這些額外應(yīng)答的強(qiáng)度比TTDPSFLGRY表位的應(yīng)答至少低20倍。這一觀察結(jié)果表明,在HLA-A*01:01陽性患者中,該表位很可能驅(qū)動(dòng)CD8 T細(xì)胞對SARS- CoV-2的大部分應(yīng)答,并且很可能是該亞組患者的免疫顯性表位。
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上圖:所有檢測到的SARS-CoV-2特異性CD8 T細(xì)胞反應(yīng)的Heatmap。每一列代表一個(gè)病人,病人的顏色編碼與疾病狀態(tài)相對應(yīng)?;疑珬l中的黑方塊表示分析中包含的HLA等位基因。左側(cè)列出了T細(xì)胞識別的SARS-CoV-2的表位,顏色編碼顯示了它們來自哪種病毒蛋白。每個(gè)彩色方塊表示檢測到的T細(xì)胞反應(yīng)的大小。
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上圖:在COVID-143患者中檢測到四種不同的SARS -CoV-2特異性CD8 T細(xì)胞反應(yīng)的流式細(xì)胞儀圖
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此外,在所有5例HLA-A*01:01陽性患者中均檢測到CD8 T細(xì)胞對ORF1ab表位TTDPSFLGRY的應(yīng)答,這些應(yīng)答的程度明顯高于其他所有檢測到的CD8 T細(xì)胞應(yīng)答?(如下圖)。
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在COVID-19患者中鑒定的9個(gè)CD8 T細(xì)胞識別表位里,其中4個(gè)為SARS-CoV-2特有的表位,5個(gè)為SARS-CoV-2和SARS-CoV共有表位,還有1個(gè)之前已被證明具有免疫原性。值得注意的是,9個(gè)CD8 T細(xì)胞識別的表位中有4個(gè)來自OFR1ab,而CD8 T細(xì)胞識別抗原表位來自S蛋白也有3個(gè)。相比之下,核蛋白和膜蛋白各只有1個(gè)抗原表位。重要的是,CD8 T細(xì)胞對來自ORF1ab的表位的特異性應(yīng)答明顯高于CD8 T細(xì)胞對S、N和M蛋白的應(yīng)答(如下圖)。因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)候選疫苗都聚焦于S蛋白,可能會(huì)導(dǎo)致疫苗研究的局限性,而作者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為設(shè)計(jì)候選疫苗提供了更多的參考。
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隨后,作者發(fā)現(xiàn)CD8 T細(xì)胞識別的SARS-CoV-2表位不在SARS-CoV-2基因組的熱點(diǎn)區(qū)域,從而表明,已鑒定的免疫原性表位被高度保存,使它們成為用于監(jiān)測SARS-CoV-2特異性T細(xì)胞反應(yīng)的有效工具。最后,作者評估了與T細(xì)胞激活和衰竭相關(guān)的4個(gè)抑制受體(NKG2A、PD1、TIM3和2B4)的表達(dá)水平,這些觀察結(jié)果強(qiáng)調(diào)了分析COVID 19患者病毒特異性T細(xì)胞的重要性。
值得注意的是,相當(dāng)一部分鑒定的CD8 T細(xì)胞反應(yīng)是針對ORF1ab的,而且這些反應(yīng)的規(guī)模非常大,與CD8 T細(xì)胞針對刺突、核和膜蛋白結(jié)合的反應(yīng)相比,明顯要高得多。這些結(jié)果顯示ORF1ab表位具有高度的免疫原性。特別是來自ORF1ab的TTDPSFLGRY表位,它是SARS-CoV-2特有的,誘導(dǎo)了CD8 T細(xì)胞的深度反應(yīng)。
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英國ProImmune公司已合成新冠相關(guān)表位的MHC-I五聚體,特異性的刺激CD8 T細(xì)胞的激活與增殖,協(xié)助新冠疫苗的開發(fā)。
● Here is the catalog of our SARS-CoV-2 specific
DISEASE | ALLELE | PEPTIDE CODE | PEPTIDE SEQUENCE | EPITOPE ORIGIN |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*01:01 | 4355 | FTSDYYQLY | SARS-CoV-2 ORF3a 207-21 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*01:01 | 4381 | TTDPSFLGRY | SARS-CoV-2 Replicase polyprotein 1ab 1637-1646 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*01:01 | 4382 | PTDNYITTY | SARS-CoV-2 Replicase polyprotein 1ab 1621-1629 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*01:01 | 4501 | CTDDNALAYY | SARS-Cov-2 ORF1ab 4163-4172 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*01:01 | 4690 | HTTDPSFLGRY | SARS-CoV-2 ORF1ab 1641-1651 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*02:01 | 4321 | FIAGLIAIV | SARS-CoV-2 Spike glycoprotein 1220-1228 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*02:01 | 4323 | LITGRLQSL | SARS-CoV-2 Spike glycoprotein 996-1004 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*02:01 | 4339 | YLQPRTFLL | SARS-Cov-2 Spike glycoprotein 269-27 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*02:01 | 4342 | LLYDANYFL | SARS-CoV-2 ORF3a 139-14 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*02:01 | 4358 | RLQSLQTYV | SARS-CoV-2 Spike glycoprotein 1000-1008 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*02:01 | 4418 | KLWAQCVQL | SARS-CoV-2 ORF1ab 3886-3894 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*03:01 | 4443 | KCYGVSPTK | SARS-CoV-2 Spike glycoprotein 378-386 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*03:01 | 4356A | KTFPPTEPK | SARS-CoV-2 Nucleocapsid protein 362-370 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*03:01 | 4691A | VTNNTFTLK | SARS-CoV-2 ORF1ab 808-816 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*11:01 | 4356B | KTFPPTEPK | SARS-CoV-2 Nucleocapsid protein 362-37 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*11:01 | 4691B | VTNNTFTLK | SARS-CoV-2 ORF1ab 808-816 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*24:02 | 4668 | QYIKWPWYI | SARS-CoV-2 Spike glycoprotein 1205-1213 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | A*24:02 | 4692 | NYNYLYRLF | SARS-CoV-2 Spike glycoprotein 448-456 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | B*07:02 | 4351 | SPRWYFYYL | SARS-CoV-2 Nucleocapsid protein 105-113 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | B*07:02 | 4694 | RARSVSPKL | SARS-CoV-2 ORF7a 78-86 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | B*27:05 | 4354 | QRNAPRITF | SARS-CoV-2 Nucleocapsid protein 9-17 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | B*40:01 | 4328 | MEVTPSGTWL | SARS-CoV-2 Nucleocapsid protein 322-330 |
● Here is the catalog of our SARS-CoV-2 specific
Research Area | Allele | Peptide Code | Peptide Sequence | Epitope Origin |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*01:01 | 4701A | TRFQTRFQTLLALHRSYLT | SARS-CoV-2 Spike 236-254 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*01:01 | 4702A | FYVYSRVKNLNSSRV | SARS-CoV-2 Env 56-70 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*01:01 | 4703A | LEASFNYLKSPNFSK | SARS-CoV-2 ORF1ab 2211-2225 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*01:01 | 4704A | LSYYKLGASQRVAGD | SARS-CoV-2 gp 176-190 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*01:01 | 4705A | SEFSSLPSYAAFATA | SARS-CoV-2 ORF1ab 3948-3962 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*04:01 | 4701B | TRFQTRFQTLLALHRSYLT | SARS-CoV-2 Spike 236-254 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*04:01 | 4702B | FYVYSRVKNLNSSRV | SARS-CoV-2 Env 56-70 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*04:01 | 4703B | LEASFNYLKSPNFSK | SARS-CoV-2 ORF1ab 2211-2225 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*04:01 | 4704B | LSYYKLGASQRVAGD | SARS-CoV-2 gp 176-190 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*04:01 | 4705B | SEFSSLPSYAAFATA | SARS-CoV-2 ORF1ab 3948-3962 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*15:01 | 4701C | TRFQTRFQTLLALHRSYLT | SARS-CoV-2 Spike 236-254 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*15:01 | 4702C | FYVYSRVKNLNSSRV | SARS-CoV-2 Env 56-70 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*15:01 | 4703C | LEASFNYLKSPNFSK | SARS-CoV-2 ORF1ab 2211-2225 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*15:01 | 4704C | LSYYKLGASQRVAGD | SARS-CoV-2 gp 176-190 |
COVID-19 / SARS-CoV-2 | DRA1*01:01/DRB1*15:01 | 4705C | SEFSSLPSYAAFATA | SARS-CoV-2 ORF1ab 3948-3962 |
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