目前,全球已有超過1.6億人確診感染新型冠狀病毒肺炎,超過340萬死亡,嚴重危害全球公眾健康。體液免疫應答抗是抵抗新冠病毒感染主力軍之一,探究新冠病毒感染康復者體液免疫的應答機制,特別是新冠病毒特異的B細胞免疫應答情況,對新冠疫苗的設計以及相關治療性抗體的研發具有重要意義。然而,目前對特異B細胞的免疫應答了解非常有限。
研究技術路線
近日,我校公共衛生學院(深圳)陳耀慶課題組與校內多個研究組,及中科院武漢病毒所和復旦大學通力合作,對康復新冠肺炎患者的記憶B細胞和漿細胞開展了一系列研究。利用單細胞LIBRA-seq(BCR抗原特異細胞測序)測序技術,通過基因表達譜系的差異分析,研究人員發現一群獨特的活化性的記憶B細胞亞群,這群細胞高表達CD11c與CD95基因。該細胞亞群表達新冠免疫原特異的B細胞的比例顯著高于經典的記憶B細胞亞群。進一步針對抗原標記細胞的抗體亞型分布分析發現,活化性記憶B細胞亞群含有高達55.2%比例的IgG及27.5%比例的IgA,遠高于經典的記憶性B細胞亞群12.0%比例的IgG與24.1%比例的IgA。表明CD11chiCD95hi活化性記憶B細胞亞群有可能在抗新冠體液免疫中扮演了重要角色。此外,研究結果揭示了新冠感染后康復者體內配對BCR譜系的多樣性和新冠特異抗體重鏈及輕鏈的非隨機配對規律,有趣的是,研究人員還發現在不同康復期患者之間存在共享克隆抗體,其輕重鏈VJ基因相同,CDR3區域高度相似(>80%)。
由于VDJ重組和體細胞超頻突變,BCR多樣性可高達1013,若用常規流式分選和單細胞RT-PCR,工作量巨大且效率低下且。本文章中研究人員巧妙聯合LIBRA-seq與單細胞技術,利用抗原標記量特異性,高達56%(23/41)的抗體經ELISA鑒定為SARS-CoV-2 RBD,S1,NP陽性抗體。在這一系列的RBD抗體中,通過生物學功能檢測,發現其中RBD特異人源抗體C14646P3S在體外對SARS-CoV-2活病毒具有非常強的抑制病毒復制的能力,其PRNT50值為0.07μg/ml,具有發展成治療性抗體藥物的潛力。
綜上所述,研究人員利用高通量單細胞測序與LIBRA-seq技術發現了一群獨特的活化性記憶B細胞亞群(CD11chigh CD95high),該群細胞具有高水平的抗原標記量,對后續分析新冠B細胞應答具有潛在價值。研究人員在分析了BCR頻譜后結合LIBRA-seq能高效篩選出新冠抗原特異性抗體,并得到一個新冠RBD高活性中和抗體(PRNT50=0.07μg/ml)。該研究對于在單個細胞水平洞察SARS-CoV-2感染后的B細胞免疫反應具有重要的參考價值。
該研究成果于近日在Signal Transduction and Targeted Therapy雜志以長文形式發表,論文題為“Rapid Isolation and Immune Profiling of SARS-CoV-2 Specific Memory B Cell in Convalescent COVID-19 Patients via LIBRA-seq”。陳耀慶教授為論文通訊作者,我校公共衛生學院(深圳)博士生何兵、碩士生劉舒寧及博士生王媛媛為論文共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金委面上項目、國家自然科學基金委新冠專項和深圳市重點研發等項目資助。