恒河猴巨细胞病毒编码的 Fcγ 结合糖蛋白助力病毒逃避 IgG 介导的体液免疫:探索疫苗与免疫治疗新方向

【字体: 时间:2025年02月01日 来源:Nature Communications

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  为探究人巨细胞病毒(HCMV)编码的病毒 Fcγ 受体(vFcγRs)在感染和发病机制中的作用,研究人员以恒河猴为动物模型开展相关研究。结果发现恒河猴巨细胞病毒(RhCMV)的 vFcγRs 可延长病毒在宿主体内的裂解复制,该研究为改进 CMV 疫苗和免疫治疗提供了新方向。

  巨细胞病毒(CMVs)是一类广泛存在且具有严格物种特异性的 β 疱疹病毒,可感染多种啮齿动物和灵长类动物。在免疫功能正常的宿主中,初次感染 CMV 通常无症状,但会导致病毒终身潜伏和周期性激活。而在免疫功能低下的人群,如移植受者中,人巨细胞病毒(HCMV)感染可能引发严重疾病甚至死亡;先天性 HCMV(cCMV)感染还会导致新生儿出生缺陷,如感音神经性听力损失和神经功能障碍。因此,自 2000 年起,为易感人群开发预防性 HCMV 疫苗就被美国医学科学院列为 “一级优先事项” ,然而至今尚无有效的 HCMV 疫苗获批上市。
由于 HCMV 的有效感染局限于人类,此前研究人员建立了恒河猴 cCMV 感染模型,用于探索治疗方法和疫苗研发。已有研究表明,非中和性 IgG 通过 IgG-Fcγ 介导的抗病毒机制,如抗体依赖的细胞吞噬作用(ADCP)和抗体依赖的细胞毒性作用(ADCC),与降低先天性感染风险相关 。而多种疱疹病毒基因组编码病毒 IgG Fc 结合糖蛋白(vFcγRs),HCMV 基因组就编码四种 vFcγRs,但其在感染和发病机制中的作用尚不明确。为深入了解这一问题,来自美国威尔康奈尔医学院、德国弗莱堡大学、美国俄勒冈健康与科学大学等多个研究机构的研究人员展开了研究,相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员主要运用了基因编辑技术、细胞实验技术、动物实验技术等。在基因编辑方面,构建重组病毒时对 RhCMV 的相关基因进行删除或修饰;细胞实验包括细胞培养、免疫沉淀、蛋白检测等;动物实验则利用恒河猴模型,对感染不同病毒的恒河猴进行观察和检测,样本队列来源于多个灵长类动物研究中心的恒河猴。

研究结果


  1. Rh152/151 编码的蛋白可阻断宿主 FcγR 功能:研究人员通过序列比对发现,RhCMV 的开放阅读框(ORF)Rh152/151 是 HCMV 的 vFcγR UL119/118(gp68)的直系同源物。实验表明,不同形式的 Rh152/151 均能结合 IgG,且截断或 CD4 尾版本的 Rh152/151 对人 CD16(CD16A 或 FcγRIIIA F176V)激活的拮抗作用更强,还能直接干扰恒河猴 CD16 与免疫复合物的结合,说明 Rh152/151 是 HCMV UL119/118 的序列和功能同源物。
  2. Rh173 编码的蛋白可拮抗宿主 FcγR 激活:HCMV 中四个 vFcγRs 有三个属于 RL11 基因家族,研究人员对 RhCMV 基因组中 RL11 家族成员进行筛选,发现 Rh173 能显著结合 IgG。尽管 Rh173 在不同 RhCMV 分离株中存在序列多样性,但各序列变体对 CD16 激活的拮抗作用相似,表明其功能保守。
  3. RhCMV vFcγRs 的表达、定位和整合情况:构建缺失三个 vFcγRs 的重组 FL-RhCMV,研究发现 vFcγRs 的缺失不影响病毒在体外的复制和感染上皮细胞的能力。vFcγRs 在感染过程中呈早期 - 晚期(E-L)表达动力学,定位于亚细胞囊泡结构,并在病毒装配过程中整合到新形成的病毒粒子中。
  4. RhCMV vFcγRs 在体外拮抗宿主 FcγR 激活:通过实验对比,发现所鉴定的 RhCMV vFcγRs 与 HCMV vFcγRs 功能相似,均能有效拮抗宿主 FcγR 激活。在感染实验中,缺失三个 vFcγRs 的 RhCMV 重组体感染后,宿主 FcγRs 的刺激增加,表明 vFcγRs 可拮抗所有介导 ADCP 或 ADCC 的宿主 FcγRs。
  5. vFcγRs 缺失影响病毒在体内的清除:感染实验表明,缺失三个 vFcγRs 的 FL-RhCMV 在恒河猴体内的血浆 DNA 血症持续时间显著缩短,病毒清除与体液免疫反应峰值相关。CD4+ T 细胞耗竭后,这种差异消失,说明 vFcγRs 在对抗抗体反应中起作用。此外,缺失 vFcγRs 不影响病毒的再感染能力。

研究结论与讨论


研究人员鉴定并表征了 RhCMV 编码的全套 vFcγRs,发现它们通过结合宿主 IgG 干扰宿主 FcγR 激活,从而逃避抗体介导的免疫反应,延长病毒在初次感染期间的裂解复制。虽然 vFcγRs 对病毒在体外的复制、感染和释放似乎并不重要,但在体内对病毒逃避抗体清除至关重要。

这项研究具有重要意义。从治疗角度看,靶向 vFcγRs,如通过阻断其 Fcγ 结合活性的抗体,可能增强抗病毒抗体控制病毒复制的能力,改善免疫功能低下个体的治疗效果,甚至可能阻断病毒向胎儿的传播或减轻胎儿疾病。从疫苗研发角度,将 vFcγRs 作为抗原纳入 HCMV 疫苗候选物,有望产生阻断 vFcγR 对保护性体液免疫抑制的抗体反应,为 HCMV 疫苗的开发提供了新的思路和方向。

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