《研究综述:对COVID-19的不同抗体反应等》

  • 来源专题:生物安全网络监测与评估
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2021-01-05
  • 每周都有大量的科学研究发表。下面是一些更有趣的例子。

    抗体对COVID-19的严重和轻微反应不同

    斯坦福医学院的研究人员发现,与重症病例相比,COVID-19抗体在轻度COVID-19病例中优先针对SARS-CoV-2病毒的不同部分。此外,它们会根据案件的严重程度而不同地消失。严重COVID-19患者针对刺突蛋白的抗体比例很低。在较温和的情况下,抗体似乎能更好地与刺突蛋白结合。刺突蛋白与人类细胞上的ACE2受体结合,从而允许病毒进入细胞。一旦进入细胞内,病毒就会脱去外层外衣,接管细胞的蛋白质制造机制,大量制造出更多的病毒颗粒,然后感染其他细胞。与刺突蛋白结合的抗体阻断了与ACE2结合的能力。与病毒其他部分结合的抗体似乎并不能阻止病毒的传播。

    斯坦福大学(Stanford)病理学副教授斯科特·博伊德(Scott Boyd)说:“抗体反应不太可能是一个人的预后的唯一决定因素。”“在患有严重疾病的人中,有些人死亡,有些人康复。其中一些患者产生了强烈的免疫反应,而另一些则有较温和的反应。所以,还有很多其他的事情在发生。免疫系统的其他分支也参与其中。值得注意的是,我们的结果确定了相关性,但没有证明因果关系。”

    了解成年人的大脑可塑性

    在大脑发育的过程中,在学习和记忆的过程中,不断产生新的神经元连接——突触。重要的联系得到培养和加强,而看似不必要的联系被修剪。成人的大脑也经历了类似的治疗,但为什么成人的突触会被消除却不太清楚。韩国科学技术高等研究院(KAIST)的一组研究人员发现了可塑性的潜在机制,这可能与成人大脑的神经紊乱有关。大脑灰质包含小胶质细胞和星形胶质细胞。小胶质细胞是一线的免疫防御——它们吃病原体和死细胞。星形胶质细胞是一种星形细胞,帮助构建大脑结构,并参与神经元信号传导,维持体内平衡。长期以来,人们认为小胶质细胞吃掉突触是其清理作用的一部分,这个过程被称为吞噬作用。但是他们的研究使用了一种新的分子传感器,发现实际上是星形胶质细胞在不断地消除过度和不必要的成人兴奋性突触连接。

    新型抗生素对多种细菌有效

    威斯塔研究所(Wistar Institute)的研究人员发现了一类新型抗生素,它们具有广泛的抗菌作用,包括对抗具有抗菌素耐药性(AMR)的微生物。他们重点研究了一种对细菌至关重要但在人类中却不存在的代谢途径,即甲基- d -赤藓糖醇磷酸(MEP)或非甲戊酸途径,该途径负责类异戊二烯的生物合成。在大多数致病菌中,类异戊二烯是细胞存活所必需的。研究人员瞄准了类异戊二烯生物合成中必不可少的IspH酶。他们利用计算机模型筛选了数百万种商业上可获得的化合物,以找到能够与酶结合的化合物,并选择最有效的化合物。大多数IspH抑制剂不能穿透细菌细胞壁,因此研究人员努力识别和合成能够进入细菌内部的新型IspH抑制剂。

    恒河猴基因组参考包括8500万个遗传变异

    贝勒医学院、密苏里大学和华盛顿大学的研究人员创建了一个新的参考基因组组合,在恒河猴身上鉴定出超过8500万个遗传变异。这使得它成为所有非人类灵长类物种中最大的遗传变异数据库。与2007年收集的第一个参考文献相比,这是一个很大的改进,他们相信它可以帮助分析和回答分子遗传学、细胞生物学和生理学方面的基本问题,不仅是在恒河猴,而且在人类和其他灵长类动物和哺乳动物中。

    贝勒大学(Baylor)人类基因组测序中心和分子与人类遗传学学系副教授杰弗里·罗杰斯(Jeffrey Rogers)说:“这是我们掌握的恒河猴遗传变异信息的重大进展。”“实际上,我们已经在研究动物种群中发现了数千种新的突变。现在,全国各地正在用恒河猴研究健康和疾病各个方面的同事们可以开始利用这些信息了。”

    与罕见的COVID-19并发症相关的常见糖尿病药物

    尽管糖尿病是COVID-19的已知风险因素,但布里格姆妇女医院的研究人员已经用普通糖尿病药物发现了一种罕见的COVID-19并发症。其副作用被称为euDKA,即正糖糖尿病酮症酸中毒。当身体细胞不能吸收足够的葡萄糖而开始代谢脂肪时,就会发生DKA,从而导致酮的积累。EuDKA的特征是血糖水平较低,这使得更难诊断。研究人员评估了5例不寻常的euDKA病例,这些病例的发病率明显较高,均出现在服用钠-葡萄糖共转运体2抑制剂(SLGLT2i)的COVID-19患者中。他们认为,COVID-19可能通过与产生胰岛素的胰腺细胞结合而增加euDKA的风险。FDA批准的三种SGLT2抑制剂分别是杨森(Janssen)的Invokana (canagliflozin)、阿斯利康(AstraZeneca)的Farxiga (dapagliflozin)和礼来(Eli Lilly)和勃林格- Ingelheim (Boehringer Ingelheim)的Jardiance (empagliflozin)。

    国际空间站发生了什么事?

    “远征64号”的船员因为圣诞节休假了一天,但随后立即返回工作岗位,进行各种生物和医学研究。两项研究评估了关节损伤和癌症的新治疗方法——一项研究观察了人工重力室中的骨、软骨和滑膜,以更好地了解骨丢失和关节损伤;第二组研究的是在太空中生长的蛋白质晶体及其靶向癌细胞的能力。另一项对几十只小鼠进行的研究评估了空间血管变化对视力功能的影响——大约40%在空间工作的人由于流体转移和辐射而出现视力变化。另一项实验研究了空间基因变化及其对骨组织生长和退化的影响。

相关报告
  • 《研究综述:COVID-19如何劫持宿主细胞等》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2020-11-30
    • COVID-19如何劫持宿主细胞 德国海德堡大学(Heidelberg University)的研究人员进行了详细的成像分析,以确定导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒是如何对感染细胞进行重组的。这只需要24到48小时。他们的图像显示“感染细胞的内膜系统发生了明显而巨大的变化。”“这些系统允许细胞定义不同的隔间和位置。病毒引起膜的变化,所以它可以产生自己的复制细胞器,放大病毒基因组。研究人员将其描述为“大量气泡的聚集:两层膜形成一个大气球。”气球形成了一个屏蔽隔间,病毒基因组在这里繁殖和释放,合并成新的病毒颗粒。 海德堡大学(Heidelberg)传染病分子病毒学系教授拉尔夫·布拉滕施拉格(Ralf Bratenschlager)说:“到目前为止,我们可以预计冠状病毒将变得具有季节性。”“因此,迫切需要开发和实施针对该病毒的预防和治疗策略。” 这些变化是在感染后几小时内观察到的。因为他们相信这可能是新疗法的关键,他们表示希望3D结构信息和他们收集的其他数据能让每个人都能使用。 “我相信,我们正在与科学界共享我们产生的所有数据,这是一个先例,”海德堡电子显微镜核心设备的负责人、团队负责人Yannick Schwab说。“通过这种方式,我们可以支持研究SARS-CoV-2如何与其宿主相互作用的全球努力。” COVID-19和嗅觉 COVID-19的一个特殊特征是丧失嗅觉和味觉,影响约80%的患者。为什么,怎么做,为什么?早期有人担心它会影响中枢神经系统,但越来越多的数据表明它影响了鼻上皮。嗅觉神经元没有ACE2受体,这是SARS-CoV-2病毒感染细胞的主要方式,但支持嗅觉神经元的支撑细胞有。这些细胞参与了粘液中盐离子的平衡,神经元需要这些盐离子向大脑发送信号。当干扰时,它会关闭神经元信号和嗅觉。在最近对携带SARS-CoV-2的金色叙利亚仓鼠的实验中,支持细胞被迅速感染,但嗅觉神经元没有。但是嗅觉上皮完全脱落,影响了具有嗅觉感受器和探测气味的纤毛。目前还不清楚这种破坏是由病毒本身引起的,还是由免疫细胞对病毒的反应引起的。病毒是如何影响味觉的就更不清楚了。味觉感受器细胞也没有ACE2感受器,但舌头上的支持细胞有。 分子碘漱口水对COVID-19有效 犹他州立大学抗病毒研究所的研究人员比较了四种漱口水的抗病毒功效。美国牙科协会推荐两种,1.5%的过氧化氢和0.2%的聚维酮碘。另一种是0.12%的洗必泰葡萄糖酸盐(chlorhexidgluconate),获得了美国药学会的认可。第四种是碘国际公司(ioTech International)开发的分子碘口腔漂洗剂,也接受了测试。测试是由大学研究人员在一个3级生物控制实验室进行的。含碘分子100ppm的漱口水在30秒内完全有效。另一组即使在60秒后仍然部分有效。两种碘溶液都不具有细胞毒性。过氧化氢和洗必定葡萄糖酸洗液显示出毒性。 MMR疫苗可能对COVID-19提供保护 世界组织在佐治亚州沃特金斯维尔进行的一项新研究提供了支持证据,表明麻疹-腮腺炎-风疹(MMR)疫苗可能提供对COVID-19的保护。他们证明,在以前接种过MMR II疫苗的新冠肺炎患者中,腮腺炎IgG滴度与严重程度呈负相关。MMR II疫苗由默克公司生产,含有麻疹的Edmonston毒株、流行性腮腺炎的Jeryl Lynn (b级)毒株和风疹的Wistar RA 27/3毒株。 “在42岁以下接种过MMR II疫苗的人群中,我们发现流行性腮腺炎滴度水平与COVID-19严重程度之间具有统计上显著的负相关关系,”该研究的第一作者、世界组织主席Jeffrey E. Gold说。这进一步证明了MMR疫苗可能对COVID-19具有保护作用。这也可以解释为什么儿童的COVID-19病例率比成年人低得多,死亡率也低得多。大多数儿童在12到15个月左右接种第一次MMR疫苗,第二次接种是在4到6岁。” 解码端粒动力学 端粒是染色体的末端,由长而重复的DNA序列和结合蛋白组成。如果端粒功能失常,就不能保持染色体的稳定性,从而导致癌症等疾病。端粒缩短也与细胞死亡有关。京都大学的研究人员使用一种新的合成探针来可视化活细胞中的染色体尖端。与其他用于分析端粒的探针不同,这些探针使用了一种合成吡啶咪唑聚酰胺(PIP)探针,可以用于活细胞,不那么耗时,也不会用刺激性化学物质使DNA变性。 减少COVID-19传播的最有效战略 西蒙弗雷泽大学的研究人员开发了一个模型,以评估减少COVID-19传播的各种方法的有效性。这些包括身体距离、面具或社交泡沫。他们发现,物理距离是最普遍有效的。社会泡沫和面具更依赖于情况。这项研究创造了“R事件”的概念,即在一个事件中由一个人感染COVID-19的预期人数。这些因素包括传播强度、接触时间、个体距离和混合程度等。然后,他们从各种事件(如聚会、餐饮、夜总会、公共交通和餐馆)的爆发报告中提取数据。他们发现,被感染的可能性很大程度上取决于传播率和在特定环境中所花费的时间。高传输设置包括酒吧、夜总会和过度拥挤的工作场所;低传输设置包括带口罩的公共交通、在餐馆和户外活动时保持距离。他们还指出,在聚会、唱诗班、餐厅厨房、拥挤的办公室、夜总会和酒吧等饱和、高传播率的环境中,口罩和其他屏障可能没有那么有效。 频繁、快速的检测是造成COVID-19瘫痪的关键 科罗拉多大学博尔德分校的一项研究发现,在抗击COVID-19方面,测试频率和测试周转时间比测试灵敏度更重要。也就是说,易于获取的快速检测比高灵敏度的实验室检测更有价值,后者可能需要几天才能得到反应(或需要几天才能完成)。他们认为,每周对半数人口进行廉价、快速好转的COVID-19检测,可以在数周内几乎消灭病毒,即使它们的敏感性明显低于黄金标准的PCR检测。从本质上说,更快的数据让人们更早地自我隔离。 该研究的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校计算机科学助理教授丹尼尔·拉尔莫尔(Daniel Larremore)说:“我们的重大发现是,当涉及到公共卫生问题时,最好是今天做一个有结果的不那么敏感的测试,而不是明天做一个有结果的敏感测试。”“与其让所有人呆在家里,这样你就可以确保一个病人不会传播病毒,我们可以让只有那些有传染性的人待在家里,让所有人都可以继续生活。”
  • 《抗体测试可以告诉我们谁对COVID-19免疫吗?》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-06-06
    • 2020年5月26日讯 /生物谷BIOON /——随着这种新型冠状病毒在世界各地蔓延,科学家们正急于找到方法来识别那些已经被感染的人--包括那些已经从COVID-19中康复的人。这种想法认为,这些人可能对这种致命病毒有免疫力,理论上可以帮助重启经济,而不必担心再次感染。 这个谜题的一个关键部分是推出所谓的血清学测试,即在一个人的血液中寻找特定的抗体。到目前为止,他们已经被用来估计不同的地区有多少人口感染过SARS-CoV-2,如纽约市和洛杉矶。 但是这些测试是什么,它们真的能帮助识别谁对SARS-CoV-2免疫吗?从他们如何工作到他们告诉我们什么,这里是你需要知道的关于冠状病毒抗体测试的一切。 什么是抗体测试? 在外来入侵者(如SARS-CoV-2)入侵人体后几小时内,免疫系统就会进行一次非特异性攻击,这意味着人体的"总兵"会冲向入侵者。但最终,人体开始释放出大型的Y型分子,这种分子被称为抗体,可以精确地瞄准病毒。抗体像锁和钥匙一样与病毒的特定部分结合。 抗体测试是用来检测这些分子的。 科罗拉多大学BioFrontiers 研究所和计算机科学系副教授Daniel Larremore说:"抗体测试的目的是检验你的免疫系统是否已经看到了冠状病毒,而不是你是否觉得患上了COVID-19。" 抗体测试通常用于检测两种分子中的一种,免疫球蛋白M和免疫球蛋白G。在病原体感染人体几天到一周后,免疫系统会产生少量的免疫球蛋白M,几天到两周后,人体会释放大量的免疫球蛋白G。因为这种免疫反应需要一段时间才能显现出来,所以对于那些新感染COVID-19的人,抗体测试将是阴性的,这就是为什么它们不能用于诊断。 加州大学旧金山分校教授、格莱斯顿研究所免疫学家和病毒学家Melanie Ott博士表示:"在感染初期抗体测试无法检测出来,因为抗体只有在感染一段时间后才能产生。" 抗体测试是如何进行的? 有两种类型的抗体测试通常用于检测SARS-CoV-2:侧流式免疫测定法和酶联免疫吸附测定法(ELISA)。两者都使用相同的基本原理:将一个人的血液或血清(血液的液体部分)的样本在一个表面上淋洗,该表面含有可以结合抗体的分子。当抗体与这些目标分子结合时,检测结果会显示出另一种化学反应,比如颜色的改变。 福瑞德·哈金森癌症研究中心病毒学家Jesse Bloom表示:"侧流式免疫测定法可以被任何人快速运行--他们本质上类似于一个验孕测试(但使用血液或血清而不是尿),结果可以通过眼睛快速获取。" Larremore表示,侧流检测非常容易使用,读取速度也非常快,但它们是不可定制的。另一方面,ELISA测试必须在实验室中进行--它们可能使用管道和平板,需要技术人员进行;结果需要更长的时间才能获取,通常大约2到3小时。 每个抗体测试都选择病毒的特定部分作为目标分子。以SARS-CoV-2为例,大多数测试都集中在病毒用来入侵细胞的刺突蛋白上。一些测试结合刺突蛋白的SI区域,其他的则结合S1的一小部分,称为受体结合域(RBD),这是一种特定的蛋白质,它附着在人类ACE2受体上进入细胞。RBD可能SARS-CoV-2抗体最特异的部分,因为病毒的其他部分看起来更像其他冠状病毒。 什么使抗体测试有效? 一般来说,我们希望测试既非常敏感又非常特异。敏感意味着该检测能检测到尽可能多的真正感染病毒的人。Bloom和Larremore说,特异性意味着你不会有很多"假阳性",也就是说不会有很多从未接触过SARS-CoV-2的人被检测出阳性。 假阳性率现在尤其重要。大多数美国人没有接触过SARS-CoV-2,这意味着假阳性结果可能会严重影响结果。例如,如果一项检测是98%的特异性,这意味着如果100人的病毒检测呈阳性,其中的98人确实被感染了,其中2人实际上从未感染过病毒。这在理论上听起来不错,但如果只有1%的人口被感染,那么你可能会发现一个人是真正的阳性,而另外两个人测试阳性不正确。大多数检测呈阳性的人从未被感染。病毒在人群中越罕见,其特异性就越重要。(圣克拉拉县和洛杉矶县最近的抗体测试结果被批评存在这个问题。) 为了确保测试具有良好的特异性和敏感性,制造商应该"校准"测试。这涉及使用来自已被确诊为COVID-19患者的血液或血清样本,并确保这些人的抗体检测结果为阳性的比例很高。另一方面,为了确保测试不会产生很多假阳性结果,你需要测试那些从未接触过COVID-19的人的血液。因为在去年秋天之前,世界上没有人可能接触过这种新型冠状病毒,所以理想情况下,你需要的样本应该是在那之前的样本,而不是太老的样本。 就像杂货店的产品一样,"我们需要新鲜的本地血液样本,"Larremore说。 Larremore说,这样一来,血液样本就会有对其他冠状病毒(如导致普通感冒的病毒)的抗体,这些病毒在这个季节在该地区传播。我们需要确保我们的测试在发现冠状病毒时不会出错。 ELISA测试可以使用当地样本为当地社区进行校准和微调。(不同的冠状病毒可能已经在不同的地区流传,与当地样品测试可以确保您的测试不会因为最常见的冠状病毒而出错)。一项错误的检测可能夸大任何一种估计该病毒流行程度的社区调查的结果。 正如人们所期望的,用于校准测试的样本越多,结果就越好。(Larremore已经建立了一个在线计算器,它可以使用特定测试的校准数据来预测灵敏度和特异性。) 有了抗体就意味着我免疫了吗? 抗体测试的另一个棘手的部分是,我们不知道它对长期或甚至短期免疫意味着什么。有些人打败COVID-19可能根本不会产生抗体,但这并不意味着他们没有免疫力。例如,4月6日发表在medRxiv预印本数据库(未经同行评审)上的一项研究发现,在中国175名COVID-19患者中,约30%的人(他们往往更年轻)体内的抗体水平很低,但这些人也恢复得很好。身体产生的抗体也有可能与检测结果不同,这意味着你可能有免疫力,但检测结果仍然是阴性。 另一方面,Ott表示有些人可能会产生抗体,但这些抗体在中和病毒方面可能不是很有效。 其他冠状病毒对免疫系统的描述则是喜忧参半。《病毒研究》(Viral Research)杂志2017年的一项研究显示,至少在几年的时间里,人们会产生对更严重的冠状病毒、非典(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)的抗体。但哥伦比亚大学在网上发布的一项研究显示,导致普通感冒的冠状病毒菌株可以在一年内再次感染同一个人。这项研究仍在同行评审中。现在说SARS-CoV-2属于哪种情况还为时过早。 "底线是,如果你产生了抗体,你可能就有了某种免疫力。但我们不知道免疫力针对什么,也不知道会持续多久。" 这意味着可靠的抗体测试可以估计有多少人被感染,但它们不能告诉我们这些人是否对这种疾病有免疫力。 目前,市场上充斥着大量的抗体测试。但Ott说,这些结果很难解释,因为我们不知道它们有多可靠。 "科学需要时间来把事情做好,"Ott说。"这种病毒留给我们的时间不多了。但有时匆忙做某事并没有帮助。(生物谷Bioon.com) 参考资料: 【1】Can antibody tests tell if you're immune to COVID-19? 【2】Way more people may have gotten coronavirus than we thought, small antibody study suggests 【3】FDA approves first antibody test in the US to detect the coronavirus 【4】Neutralizing antibody responses to SARS-CoV-2 in a COVID-19 recovered patient cohort and their implications 【5】T-cell immunity of SARS-CoV: Implications for vaccine development against MERS-CoV 【6】Direct observation of repeated infections with endemic  2 coronaviruses