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IgG抗体水平可以用于预测二次感染登革热病毒的危重程度

2021.6.04

  抗体是机体在抗原刺激下由B细胞产生的一类具有保护作用的Y型蛋白质。通常来说,抗体的产生可以帮助宿主去更好地去抵御病毒感染,但对于登革热病毒 (DENV) 来说,情况却恰恰相反:相比较首次感染,二次感染DENV病毒要更加致命,这一过程也被称作抗体依赖性增强效应 (antibody dependent enhancement, ADE) 。简单来说,抗DENV IgG抗体会通过其Fc段与表达Fcγ受体的细胞结合,进而介导病毒进入这些细胞,增加病毒的易感性。

  另外一个重要的临床现象是:在一些危重的登革热患者体内,IgG抗体的非岩藻糖的修饰 (afucosylated IgG) 丰度是增加的。但是,非岩藻糖修饰的抗DENV IgG水平升高是否由于二次感染所致,以及它们的水平升高是否可以作为病毒感染危重程度的预后指针目前仍不清楚。

  2021年6月4日,来自洛克菲勒大学分子遗传学与免疫学实验室的Jeffrey V. Ravetch教授与其合作者们在Science杂志上发表了题为Antibody fucosylation predicts disease severity in secondary dengue infection的研究文章,他们发现非岩藻糖修饰的IgG抗体水平可以用于预测二次感染登革热病毒的危重程度。

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  首先,通过比较重症和轻症患者IgG抗体的糖基化组,作者发现重症患者体内无论是总的IgG1抗体还是抗DENV病毒特异性的IgG1抗体,他们的非岩藻糖修饰水平都是升高的,而其他几种IgG抗体 (如IgG2,IgG3/4) 则没有显著变化,提示IgG1抗体的非岩藻糖修饰水平升高可能与DENV患者的危重程度存在关联性。

  进一步,作者分别在处于不同危重程度的DENV患者(包括登革热,登革出血热和登革热休克综合征)中对前面的结果进行验证,作者发现随着DENV患者危重程度的上升,患者体内IgG1抗体的非岩藻糖修饰水平也是随之升高的。并且作者发现患者体内IgG1抗体的非岩藻糖修饰水平与表征DENV患者危重程度的两个生理指标--血小板压积与红细胞压积都具有很强的线性相关性,而患者体内DENV IgG抗体的滴度则与这两个指标不具有相关性。这些实验结果共同说明 IgG1抗体的非岩藻糖修饰水平能更好地反应DENV患者的危重程度。

  最后,为了探究IgG1抗体的非岩藻糖修饰与DENV的关联性是否存在其他病毒中,作者分别考察了西尼罗河病毒 (WNV) 和寨卡病毒 (ZIKV) 这两种病毒类型,结果发现IgG1抗体的非盐藻糖修饰水平在这两种患者体内均未出现变化,这说明DENV病毒入侵是特异性地改变了体内IgG1抗体的非岩藻糖修饰水平。

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  这里值得一提的是,在2020年12月23日,来自荷兰阿姆斯特丹桑昆研究所Gestur Vidarsson教授的研究团队同样是在Science杂志上发表了题为Afucosylated IgG characterizes enveloped viral responses and correlates with COVID-19 severity的研究文章,并与上述研究取得了类似的结论:他们发现COVID-19重症患者体内SARS-CoV-2 IgG抗体的非岩藻糖修饰水平也是升高的,而非岩藻糖修饰的IgG抗体会引起更强的免疫反应,进而触发炎症风暴和急性呼吸窘迫综合征,并最终导致COVID-19重症的产生。

  可以说,这两项研究的结论相互呼应,颇有异曲同工之妙。

  针对这两项研究结果,Science杂志社还邀请了来自新加坡杜克努斯医学院的Ruklanthi de Alwis和Eng Eong Ooi教授在同期Science上发表了题为Antibody sugars are bittersweet的评论文章,对这两个课题组的研究工作都给予了很大的肯定。首先,他们认为Vidarsson教授的研究工作为COVID-19重症患者过度的炎症反应找到了一个可能的解释,即升高的非岩藻糖修饰的IgG抗体有可能触发了这一反应的产生。而Jeffrey V. Ravetch教授的研究工作则拓展了我们对登革热抗体依赖性增强 (ADE) 效应的理解,并找到了一个可以预测感染登革热病毒的危重程度的预后因子。

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  与此同时,他们认为这两项研究工作也引出了一些非常重要的科学问题,例如,登革热疫苗与COVID-19疫苗导致的IgG非岩藻糖修饰水平升高程度是否相同?另外,由于目前COVID-19的多款疫苗对于spike IgG抗体的糖基化修饰水平的改变可能并不相同,而这些差异是否会影响这些疫苗所引起炎症反应以及防护效率目前仍不清楚。


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