文献导读|Science Translational Medicine:PhIP-seq技术用于未知病因急性肝炎的病因学研究

文摘   2024-07-11 07:26   上海  

导语:未知病因的急性肝炎(acute hepatitis of unknown etiology,AHUE)患者,尤其是儿童患者,已在全球30多个国家引起广泛关注。在前期相关研究中,发现多数病患体内有腺相关病毒抗体,还有少数的冠状病毒抗体存在,但AHUE的直接病因尚不明确。腺病毒是一种常见的呼吸道病毒, 对于免疫力低下的宿主,可引起呼吸道、消化道、肝胆等多个器官的感染,但对于肝炎和腺病毒间的因果关系尚不明确。为了研究急性儿童肝炎的潜在病因,来自哈佛医学院的团队运用PhIP-seq技术病毒组抗原库,高通量评估了肝炎病患对数千种病毒的特异性抗体反应,结果指向Ⅱ型腺相关病毒(AAV-2)感染可能是未知病因急性肝炎的致病因素。

2023年7月,来自哈佛医学院的研究团队在Science Translational Medicine杂志上发表了腺相关病毒感染与未知病因重症肝炎间关系的研究。研究团队首先用PhIP-seq技术检测了9例未知病因的儿童重症急性肝炎病例的血清抗体谱,并与38例儿童对照(新冠爆发前收集)以及470例成人对照样本进行对比,发现绝大多数病患中表现出对2型腺相关病毒(AAV-2)抗原肽的免疫反应,对照组中则很少被观察到——这一现象表明AAV-2感染可能是未知病因的重症肝炎的致病原因。


【发表期刊】Science Translational Medicine

【发布时间】2023年7月

【影响因子】15.8

【核心技术】PhIP-seq

研究背景

未知病因急性肝炎(AHUE)儿童患者自2021年以来已在全球报道超过1000例,新冠疫情爆发后美国疾控中心发现虽然儿科肝炎病例数较疫情前没有明显增加,但有明显的时间和空间聚集现象,推测可能的致病原因包括病毒感染、新冠病毒引发的异常自身免疫反应以及隔离导致的首次(腺)病毒暴露,腺病毒感染是AHUE的潜在主要诱因。研究者使用PhIP-seq技术检测样本血清抗体对特定病原体抗原肽的结合情况,旨在找到AHUE病患对病毒感染的特异性免疫特征。

研究路线

主要研究结果

结果一 :病例组与儿童对照组的抗病毒抗体谱比较。作者首先对比了AHUE组和儿童对照组样本与全病毒抗原肽库的反应信号值,其中儿童对照样本是新冠疫情前收集(Fig. 1A),发现两组间无明显差异,并考虑了因疫情防控导致的首次病原体延迟暴露带来的的患病因素。通过多重检验校正后,只有针对4种细小病毒科病毒的免疫反应存在组间差异,其中在9例病患中有7例观察到对腺相关病毒有强烈的免疫反应(Fig. 1B&C)。

Fig.1 腺病毒相关特异性抗体在病例组和对照组之间的比较


结果二:筛选AHUE组出现的高频抗原表位。作者通过Benjamini-Hochberg法多重检验,找出了找出七种病毒的69条肽在病例组中靶向频率显著高于对照组(Fig. 2A),其中仅一个是乙肝病毒抗原肽,其余都来自腺相关病毒。在病例组中识别到的上述肽中,只有AAV-2病毒肽显著地在所有对照组中保持很低的靶向率(Fig. 2B)。
Fig.2 腺相关病毒的抗原肽显著地在AHUE组中被免疫识别。


结果三 :根据细小病毒的抗体反应将AHUE组进一步聚类。根据样本对腺相关细小病毒科AAV的反应强度能够将病例组与对照组完全划分(Fig. 3A),根据腺病毒科或疱疹病毒科则无法进行聚类。所有QPCR前期检测为腺病毒阳性的病例都靶向识别了AAV-2 VP1AAV-2 Rep68蛋白的多个肽(Fig. 3B)。通过表位结合信号值(EBS),尽管AAV肽仅占识别抗原库的0.15%,但在EBS排名前100的肽中占8%以上。

Fig.3 根据样本与细小病毒科免疫反应活性进一步分析

主要研究结论

本研究观察到了AHUE病例对AAV-2抗原肽的特异性免疫反应,且尽管绝大多数病患检测为腺病毒感染阳性,虽未检测到急性肝炎与腺病毒之间存在特定的关联,但由于AAV-2需要一个辅助病毒在宿主体内复制,推测腺病毒可能扮演这一辅助角色,因而与AHUE之间可能没有直接关联,同时本研究还发现疱疹病毒HHV也可能扮演这一角色。

综上,本研究揭示了AHUE与AAV-2感染有强相关性,但还需要设计更大的队列样本确定AAV-2导致的AHUE发病机制。


参考文献

Moriah M. Mitchell et al. ,Signatures of AAV-2 immunity are enriched in children with severe acute hepatitis of unknown etiology.Sci. Transl. Med.15,eadh9917(2023).


关于PhIP-seq技术

噬菌体免疫沉淀测序(Phage-immunoprecipitation sequencing, PhIP-seq)技术是一种高通量抗体谱检测技术,结合了高容量噬菌体展示多肽库、抗体免疫沉淀及高通量测序技术。该项技术可针对数十万种抗原进行血清抗体检测,全面绘制血清抗体谱,是免疫力相关研究的有力工具。

PhIP-seq技术原理

首先选择目标抗原数据库,利用生信分析将每个蛋白切分成连续的具有重叠区的肽段。然后根据肽段序列合成对应的DNA寡核苷酸,连接到载体上并包装成T7噬菌体展示多肽库,即多肽抗原库。当样本血清与多肽抗原库孵育后,通过Protein G/A的磁珠富集抗体特异性的噬菌体,后续将噬菌体DNA进行PCR扩增、建库及测序获得抗原多肽序列,通过分析即可得到血液抗体表位谱组成,进而实现对相关疾病抗体组成特征的解析。

六大噬菌体展示肽库

全国独家定制六大抗体组库,助力解析恶性肿瘤、自身免疫性疾病、病毒感染、致病菌感染、肠道菌群及过敏原抗体组谱组成。

PhIP-seq技术应用方向

疾病biomarker筛选、病因学研究、免疫力解码研究、疫苗疗效评估。

关于公司

上海抗码芯瑞生物科技有限公司(简称“抗码芯瑞”),由上海交通大学知名教授领衔创立,深耕蛋白组、抗体组领域研究超过20年。公司一直致力于抗体组学前沿技术方法的持续开发及成果转化,建立了国内领先的噬菌体免疫沉淀测序(PhIP-seq)技术平台,独家定制六大抗原组库,并可提供定制化抗原建库服务。抗码芯瑞开展基于PhIP-seq平台的高通量筛选、数据分析及后续验证等技术服务,为抗体组学研究提供整体解决方案。

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编辑 | 抗码芯瑞市场部

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