Science：揭示病毒能够重新感染人体并逃避抗体反应的新机制
转自：药时空
我们的免疫系统能够制造天文数字的不同抗体，这种Y形免疫球蛋白能够找到并标记外来入侵者。我们的免疫系统有能力产生一系列针对病毒的抗体，但这些抗体所识别的抗原表位的多样性似乎是有限的，而且其分布模式尚不清楚。
近日，在一项发表于 Science 杂志的新研究中（“Germline-encodedaminoacid–bindingmotifsdriveimmunodominantpublicantibodyresponses”），来自美国哈佛医学院和布莱根妇女医院的研究人员发现，人类免疫系统产生的抗体会反复靶向相同的病毒抗原区域，这些“公共表位（publicepitope）”的存在意味着新抗体的产生并不是随机的。因此，病毒就可能能够通过单氨基酸突变来突破先前有产生了免疫力的宿主群体。这一发现对我们理解免疫和公共卫生有影响，对于未来的疫苗研发具有重要的启发意义。
本研究有助于解释我们在COVID-19大流行期间看到的很多感染模式，特别是多次重复感染。本研究的发现有助于为预测疫苗的工作模式，并改变研究人员对疫苗免疫策略的思考方式。
在该项新研究之前，已经有一些暗示性的证据表明人们的免疫系统并不是随机靶向病毒蛋白上的位点，但一直缺乏明确的证据。在某些孤立的案例中，科学家们已观察到了不同个体之间重复出现的抗体反应，即人们会独立产生靶向结合相同病毒蛋白的相同位置（即表位）的抗体。本研究不仅为该现象提供了明确的证据，而且有助于解释这种现象的存在情况和基本机制。
早在2015年，Elledge实验室便开发了一种名为VirScan的工具(Comprehensiveserologicalprofilingofhumanpopulationsusingasynthetichumanvirome)，该工具可以从一滴血中了解一个人的免疫史，检测鉴定数以千计的病毒抗原表位，即抗体识别和结合的病毒位点。
Elledge团队利用该工具（VirScan）分析了来自美国、秘鲁和法国参与者的569份血液样本。结果发现，人类抗体对公共表位的识别是一种普遍特征。作者还绘制了这些常见的靶标表位中的376种，确定了抗体与靶标结合的确切位置。
研究发现，抗体通过生殖系编码的氨基酸结合（germline-encodedaminoacidbinding,GRAB）基序的特定区域识别公共表位。因此，人类抗体并不是随机选择一种靶标抗原，而是倾向于这些GRAB相关区域，因而不同人产生的抗体会反复结合相同的位点。
研究还发现，只需少量的突变就可以帮助病毒逃逸靶向公共表位的抗体，从而让病毒能够重复感染先前已经建立免疫力的人群。免疫系统中存在的这种内在结构使人们无论生活在世界上的哪个地方，都能产生本质上相同的抗体。这些抗体给病毒提供了非常有限的靶标抗原用于逃逸抗体的中和，以便重新感染人们并继续扩大和进一步进化。
有趣的是，该团队指出，非人类哺乳动物产生的抗体所识别的公共表位与人类所识别的表位是不同的。虽然多数人更有可能产生靶向公共表位的抗体，但有些人确实产生了靶向更罕见表位的抗体，而这种抗体可能更有效地保护他们免受重复感染。这些见解可能对针对COVID-19开发的治疗方法（如单克隆抗体）以及疫苗设计产生重要影响。更独特的抗体可能让病毒更难逃避，这在我们考虑设计更好的疗法和疫苗时是很重要的。