近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院、广州医科大学呼吸健康研究院暨呼吸疾病国家重点实验室、生物岛实验室等团队合作，在抗体组库测序和生物信息学分析的基础上，在转录水平发现了新冠病毒感染者抗体反应特征，揭示B细胞介导的新冠病毒感染后体液免疫应答机制。该成果以Analysis of B cell receptor repertoires reveals key signatures of systemic B cell response after SARS-CoV-2 infection为题发表在国际病毒学学术期刊Journal of Virology。

当病毒入侵人体后，B细胞激活并产生具多样性抗体免疫反应。研究人员对多名新冠病毒感染者发病后多个时间点的抗体组库（BCR, B细胞受体）进行测序，获得近1亿条BCR序列，超过四百多万个独特的抗体克隆序列。研究人员通过比较新冠感染者不同时期的抗体组库序列，并与健康人参照组对比，发现感染一周内IgA的表达量瞬时增加，感染第二周时大量B细胞发生克隆增殖，出现了大量表达低突变率IgG 的B细胞，抗体类别转换为IgG并持续表达三个月以上。抗体组库中这种低突变率IgG的比例与血清中刺突蛋白特异性IgG的滴度有高度相关性，表明机体可迅速激活天然B细胞以应对新冠病毒感染。研究人员还在多个不同人体的抗体组库中鉴定出13个对新冠病毒S蛋白特异性的共享抗体克隆簇，这些共享抗体克隆簇与国内外从不同个体发现多个新冠中和抗体来自相同的抗体谱系，表明不同的新冠感染个体可启用相同的抗体基因家族（如IGHV3-53, IGHV3-30，IGHV1-24等）而产生类似的“共享”特异性抗体。 

该研究阐释了新冠病毒感染者抗体组库的动态变化特征，揭示了血清抗体变化与抗体组库变化的相关性，此方法可应用于疫苗评估、生物计算快速获得治疗性抗体等研究领域，为新发突发传染病疫苗和抗体药物研发提供新的思路。 利用测序与计算技术在抗体库转录水平探究免疫应答机制是个相对较新的领域，陈凌团队近年来致力于建立免疫组库分析平台，在此领域发表多项研究成果，包括寨卡感染者抗体组库分析（Emerging Microbes & Infections, 2020），新冠病毒感染者的免疫组库（BCR和TCR）变化与疾病进程的相关性分析（Frontiers in Immunology, 2020），胚系基因IGHV3-53编码新冠病毒感染者共享抗体克隆型的发现（Emerging Microbes & Infections, 2021）。此次发表的文章也被Journal of Virology杂志选为当期的spotlight重点推荐。 

呼吸疾病国家重点实验室陈凌研究员、牛学锋博士为该论文共同通讯作者。中国科学院大学研究生张雨迪、颜奇鸿、罗鲲为该论文的共同第一作者。该项目得到国家自然科学基金委、广州市科技局、广东省钟南山医学基金会以及恒大-广州呼吸健康研究院新冠专项的支持。 

论文链接

基于抗体组学技术、从抗体库转录水平分析新冠感染引起的B细胞反应在克隆增殖与分化、抗体类别转换、体细胞高频突变、抗体基因使用频率及共享抗体克隆型等方面的动态变化与关键特征。