《Nature丨重复的组粒暴露覆盖了祖先的SARS-CoV-2免疫印记》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-11-24
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    2023年11月22日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)/昌平实验室曹云龙课题组在Nature杂志在线发表了题为Repeated Omicron exposures override ancestral SARS-CoV-2 immune imprinting的研究论文。该研究为深入了解SARS-CoV-2免疫印记动态提供了新见解。

    这项研究通过高通量单细胞V(D)J测序以及深度突变扫描技术,揭示了在已接种新冠原始株疫苗并产生原始株免疫印记的情况下,二次暴露于奥密克戎(Omicron)变异株(通过感染或者疫苗接种)后,机体可生成高比例的奥密克戎特异性中和抗体,极大程度上改善了单次奥密克戎变异株刺激后,由于原始株免疫印记所引起的主要产生靶向交叉结合原始株、非中和表位抗体的现象。同时,这些奥密克戎特异性抗体大多靶向全新的受体结合结构域(RBD)表位,虽然无法中和新冠病毒原始株,但对奥密克戎变异株支系具有卓越的广谱中和能力。

    该研究还利用深度突变扫描数据,预测了未来XBB支系的演化热点。该研究不仅从抗体表位层面深入理解了免疫印记现象,还为全球新冠疫苗的更新和使用策略提供了重要理论指导依据。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06753-7
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    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
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    • 在该网站工作了15年,该团队于2016年2月发现了颅骨(MRD-VP-1/1,此处称为“MRD”)。在他们被发现后的几年中,该项目的古人类学家进行了广泛的分析。 MRD,而项目地质学家则致力于确定标本的年龄和背景。该团队的研究结果在线发表在国际科学杂志“自然”杂志的两篇论文中。 发现颅骨 自2004年以来,Woranso-Mille项目一直在埃塞俄比亚阿法尔中部地区进行实地研究。该项目收集了超过12,600个化石样本,代表约85种哺乳动物物种。该化石收集品包括大约230个化石人类标本,其年龄介于3.8至300万年之间。 2016年2月10日,Ali Bereino(当地阿法尔工人)在阿法尔地区州Mille区Miro Dora所在地发现了第一块MRD,即上颌。将样品暴露在表面上并进一步研究该区域导致其余颅骨的恢复。 “当我发现颅骨的其余部分时,我无法相信自己的眼睛。这是一个尤里卡时刻,梦想成真,”Haile-Selassie说。 地质和年龄测定 在同一期“自然”杂志上发表的一篇同伴论文中,凯斯西储大学的贝弗利·塞勒和她的同事通过在附近的火山岩层中测定矿物质,确定了化石的年龄为380万年。他们使用现场观测和岩石层的化学和磁性将日期水平映射到化石遗址。 Saylor和她的同事将实地观察与微观生物遗骸分析相结合,重建了MRD死亡的景观,植被和水文。 在三角洲的沙质沉积物中发现了MRD,河流进入湖泊。这条河可能起源于埃塞俄比亚高原的高地,而湖泊则在低海拔地区发育,裂谷活动导致地球表面伸展和变薄,形成了阿法尔地区的低地。在湖泊和三角洲沉积物中保存的化石植物和藻类的化石花粉粒和化学残留物提供了关于古老环境条件的线索。具体来说,他们表明湖泊的流域大部分都是干燥的,但三角洲海岸或沿河流的三角洲和湖泊系统也有森林覆盖的地区。 “MRD生活在干燥地区的一个大湖附近。我们渴望在这些矿床中开展更多工作,以了解MRD标本的环境,与气候变化的关系以及它如何影响人类的进化,如果有的话, “密歇根大学研究的合着者娜奥米莱文说。 人群中的新面孔 南方古猿(Australopithecus anamensis)是南方古猿属(Australopithecus)中已知最古老的成员。由于头盖骨罕见的近乎完整的状态,研究人员发现了该物种中从未见过的面部特征。 “MRD混合了原始和衍生的面部和头部特征,我没想到会在一个人身上看到,”Haile-Selassie说。一些特征与后来的物种共享,而其他特征与更老的和更原始的早期人类祖先群体(如Ardipithecus和Sahelanthropus)有更多共同点。 “到目前为止,我们与最早的已知人类祖先(大约有600万年历史)和像”露西“这样的物种之间存在巨大差距,这些物种已有两三百万年历史。这一发现最激动人心的一个方面它是如何在这两个群体之间架起形态空间的,“梅利洛说。 分支出来 最重要的发现之一是该团队的结论,即A. anamensis及其后代物种,着名的A. afarensis,共存至少10万年。这一发现与长期持有的这两个分类群之间的成因关系概念相矛盾,而不是支持一种分支的进化模式。 Melillo解释说:“我们曾经认为A. anamensis随着时间的推移逐渐变成了A. afarensis。我们仍然认为这两个物种有一个祖先 - 后代关系,但这个新发现表明这两个物种实际上生活在一起。在相当一段时间内。它改变了我们对进化过程的理解,并提出了新的问题 - 这些动物是在竞争食物还是空间?“ 这一结论是基于将380万年前的MRD分配给A. anamensis和39万年前的人类颅骨碎片(通常称为Belohdelie额叶)到A. afarensis。 Belohdelie正面是1981年由一群古生物学家在埃塞俄比亚中部发现的,但其分类地位在此期间受到了质疑。 新的MRD头盖骨使研究人员首次表征了A. anamensis的额叶形态,并认识到这些特征与Belohdelie额叶和Lucy物种已知的其他颅骨标本共同的形态不同。因此,新的研究证实,Belohdelie正面属于Lucy物种的个体。这种鉴定将A. afarensis的最早记录延伸至390万年前,而MRD的发现将A. anamensis的最后出现日期推至380万年 - 表明重叠期至少为10万年。 ——文章发布于2019年8月28日
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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-12-20
    • 在一项新的研究中,来自英国帝国理工学院和伦敦玛丽女王大学的研究人员发现人体通过疫苗接种或感染遇到的首个SARS-CoV-2刺突蛋白会影响他们随后对当前和未来的SARS-CoV-2变体的免疫反应。也就是说,它赋予的不同特性对保护免疫系统免受SARS-CoV-2变体感染的能力产生了影响,并且还影响了这种保护的衰减速度。相关研究结果于2021年12月2日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Heterologous infection and vaccination shapes immunity against SARS-CoV-2 variants”。 众所周知,在感染或接种疫苗后,抗体水平会随着时间的推移而减弱,但是这项新的研究表明,人体的保护性免疫反应也会受到他们所接触的哪种毒株或毒株组合的影响。 在COVID-19大流行的23个月后,世界各地的人们根据他们的暴露情况对SARS-CoV-2病毒产生非常不同的免疫反应模式。在全球范围内,人们已经暴露于原始的SARS-CoV-2毒株和/或Alpha、Beta、Gamma、Delta变体以及现在的Omicron变体。此外,人们可能没有接种疫苗,或者已经接种了一至三针疫苗(使用原始毒株的刺突蛋白进行编程而构建出的)。 每种SARS-CoV-2变体的刺突蛋白都有不同的突变,而且这些作者发现,这些突变形成了随后的抗体和T细胞反应(免疫组库)。 论文通讯作者、帝国理工学院传染病系的Rosemary Boyton教授说,“我们通过感染或接种疫苗首次遇到刺突蛋白抗原,这通过免疫印记(immune imprinting)塑造了我们随后的免疫反应模式。暴露于不同的刺突蛋白可以导致对SARS-CoV-2变体的反应减少或增强。这对未来的疫苗设计和剂量选择策略具有重要意义。” 这项新的研究调查了接种两剂辉瑞COVID-19 mRNA疫苗的医护人员的“免疫印记”,以了解他们对令人担忧的变体感染的免疫反应。它涉及对731人的Barts COVIDsortium医护人员队列进行详细的纵向跟踪,这些人自2020年3月以来一直被跟踪研究。 这些作者比较了第一波感染原始毒株的人或第二波感染Alpha变体的人的保护性免疫反应。在第二波感染者中,三次遇到不同的刺突蛋白(即在Alpha变体感染和两剂疫苗接种之后),与遇到三次相同的刺突蛋白序列(即都是通过原始毒株感染和两剂基于原始毒株刺突蛋白的疫苗接种)相比,对原始毒株和Beta变体的保护性(中和)抗体反应较低,但对Delta变体的保护性反应较高。 这项新的研究还显示,在遇到这些不同的刺突蛋白后,针对变体的中和抗体反应会随着时间的推移而衰减。 这项研究中的两剂疫苗接种者中出现了一些Delta变体突破性感染的病例。在第二剂疫苗接种三周后测得的抗刺突蛋白抗体水平很高,但在第二剂疫苗接种五个月后,针对Delta变体的保护性中和抗体反应的实际水平已降至零。 然而,第三剂加强疫苗中的原始刺突蛋白会提升抗体反应。Boyton说,“这些发现强调了第三剂加强疫苗接种对减少病毒传播的重要性。” 这些作者强调,尽管出现了突破性感染,但面对Alpha、Beta、Gamma和Delta变体,接种疫苗引发的免疫反应仍能有效防止COVID-19的重症形式和死亡。 基于这些发现,这些作者说,疫苗设计和剂量选择策略需要在未来得到验证,以最大限度地利用免疫印记的优势。这将涉及加强保护的广度,而不是用最新的变体刺突蛋白序列来调整现有的疫苗。 论文共同作者、帝国理工学院免疫学与炎症系的Daniel M. Altmann教授说,“我们最近的一些非常大型的研究表明,疫苗免疫力下降得相当快。这使我们很容易受到Delta变体突破性感染的影响,而且通常可以通过接种第三剂疫苗来挽救保护作用。这项新的研究如今提供了关于谁是易感者和何时易感的相当多的新细节。你可能是一个对疫苗有很好反应的人,但如果你没有接受加强疫苗接种,仍然会成为Delta变体突破性感染的受害者。真正令人吃惊的消息是发现感染了Alpha变体的人对其他变体的免疫力有如此不同的模式和减弱。免疫印记意味着我们如今都在以略微不同的方式为我们未来的保护进行编程。挑战在于如何以正确的方式扩大人群的免疫力,因为我们需要确保尽可能广泛的疫苗覆盖。目前,随着Omicron变体的出现,人们接种加强疫苗是至关重要的。但是在未来,我们应该考虑如何构建出能够更加扩大我们的免疫反应的疫苗,以防止其他令人担忧的新变体出现。” 论文共同作者、伦敦玛丽女王大学的áine McKnight教授补充说,“模拟COVID-19大流行病的未来进程正变得越来越复杂。” 论文共同第一作者、帝国理工学院的Catherine Reynolds博士说,“我们的研究强调了在现有疫苗的背景下了解对不同SARS-CoV-2变体的免疫反应的重要性,以便对未来的疫苗设计、策略和时间尺度做出明智的决定。” 论文共同第一作者、伦敦大学玛丽皇后学院的Joseph Gibbons博士说,“有可能逃避免疫反应的新变体的出现表明,我们必须对下一代疫苗进行未来验证。我们研究了感染不同变体的人的免疫力,发现疫苗反应因感染毒株的不同而变化很大。这些发现可用于确保疫苗设计是最佳的。这项新的研究强调了持续监测疫苗对新变体(如Omicron)的有效性的重要性。” 参考资料: Catherine J. Reynolds et al. Heterologous infection and vaccination shapes immunity against SARS-CoV-2 variants. Science, 2021, doi:10.1126/science.abm0811.