Adv.Sci.∣国家蛋白质科学中心于晓波联合团队揭示新冠-宿主群体疫苗免疫协同进化规律和防护策略

文摘   科学   2024-09-01 13:22   湖南  


研究背景

截至2024年1月,全球GISAID数据库已记录了超过1600万个新冠病毒基因组的变异体。该病毒通过不断的突变与进化,实现了适应性改变,在与人类共存的过程中,其传播能力和免疫逃逸能力得到了显著增强。深入理解冠状病毒演变过程中宿主人群免疫系统的协同进化,对于阐明病毒变异对致病力、传播力及人群易感性的影响,揭示人体免疫系统对新型冠状病毒感染的应答机制,研发广谱疫苗,建立疫苗对人体保护性免疫的科学评价方法,揭示群体预存免疫、疫苗接种效果和流行病学特征,进而构建传染病免疫防控的理论和技术体系,具有重要的意义。


2024年8月29日,由国家蛋白质科学中心(北京)于晓波教授团队牵头,联合北京协和医院、首都医科大学附属北京地坛医院、首都医科大学附属北京朝阳医院、军事科学院军事医学研究院、旦生医学以及南京中医药大学等六家单位,在国际知名期刊《Advanced Science》SCI影响因子: 14.3Q1区)上发表了题为“SARS-CoV-2 Evolution: Immune Dynamics, Omicron Specificity, and Predictive Modeling in Vaccinated Populations”的研究性文章。



研究结果

该研究基于旦生医学的工业化智能蛋白芯片技术平台,成功研发出了一种新冠广谱中和抗体检测芯片(SARS-CoV-2 broad neutralizing antibody,bNAb assay)及试剂盒。该检测芯片仅需最少3微升的血清血浆,即可同时检测所有新冠流行变异毒株。利用此技术,研究团队完成了822份来自不同新冠疫苗接种人群和小鼠模型血清样本的中和抗体检测。检测结果展示了血清中针对不同新冠变异毒株的中和抗体随时间变化的纵向动态,在国际上首次揭示了宿主人群免疫系统在接受不同类型和剂数疫苗后的协同进化规律。



此外,研究团队还运用生物信息学技术进行大数据挖掘,结合新冠变异毒株RBD突变率、ACE2受体结合能力和中和抗体抑制率三个关键因素,创新性地建立了P-Score预测模型。该模型超越了以往以基因突变为主导的预测框架,能够准确预测新出现变异毒株在疫苗接种人群中的流行潜力。研究使用P-Score预测模型在灭活或重组蛋白疫苗接种人群队列、小鼠模型以及接种奥密克戎BA.4/5 mRNA疫苗的人群中进行了新冠变异病毒的流行率预测,准确率AUC高达0.9以上。



研究团队还对野生型、德尔塔和奥密克戎BA.1 mRNA疫苗诱导的小鼠免疫反应,以及接种三针灭活疫苗后再接种奥密克戎BA.4/5 mRNA疫苗的人群在疫苗接种前后的免疫反应进行了全面分析。研究发现,疫苗杂交免疫能够产生对非奥密克戎和奥密克戎变异毒株的全面中和抗体反应。这一发现为广谱新冠疫苗的研发和接种策略的优化提供了重要参考,也为未来可能出现的新变异毒株的应对提供了有力保障。



总结

综上所述,通过蛋白质组学技术开展新冠病毒与宿主人群免疫系统的协同进化规律研究,对于理解新冠病毒的宿主群体免疫力进化,预测变异毒株在实际人群中的流行潜力,制订新型广谱疫苗和药物研发策略,以及评估大规模人群接种和免疫力的有效性具有重要的指导作用。


张小涵、李满生、张娜娜、李昀晖、腾飞、李永哲为本文的共同第一作者,于晓波、王雅杰、郭树彬、王冰薇为本文的通讯作者。该项目得到了国家科技部战略性科技创新合作项目、公共卫生风险防控与应急技术专项、北京市国际港澳台科技合作项目专项和北京市自然科学基金的资助。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202402639 Library

参考文献


X. Zhang, M. Li, N. Zhang, Y. Li, F. Teng, Y. Li, X. Zhang, X. Xu, H. Li, Y. Zhu, Y. Wang, Y. Jia, C. Qin, B. Wang, S. Guo, Y. Wang, X. Yu, SARS-CoV-2 Evolution: Immune Dynamics, Omicron Specificity, and Predictive Modeling in Vaccinated Populations. Adv. Sci. 2024, 2402639. https://doi.org/10.1002/advs.202402639


编译:于晓波 张小涵

校对:Evan Flle

排版:小李

封面来源:Freepik


往期推荐

Nat Commun | 血浆蛋白质组分析揭示双阻断剂疗法后胆固醇标志物的动态变化

2024-07-21

Alzhelmers Dement | 血液多指标生物标志物用于阿尔茨海默病的早期检测

2024-07-14

Nat Common | 纵向血浆蛋白质组学分析揭示结直肠癌诊断和西妥昔单抗治疗反应的生物标志物

2024-07-07

Nat.Med |脑脊液蛋白质组学揭示阿尔茨海默发病自然史

2024-06-29


了解更多蛋白芯片、组学进展请关注下方名片



关于旦生医学

旦生医学(ProteomicsEra Medical Co.,Ltd,)是集高端分子芯片设计、研发、生产和应用为一体的生物医药高科技企业,由留学归国高层次人才创立。企业目标是通过国际前沿生命组学、分子芯片和人工智能技术获取和解析人体健康密码(标志物),开发下一代高通量、智能化临床检测试剂、设备和蛋白药物,为人类的健康保障、疾病预防、检测和治疗提供产品、技术和咨询服务,联系方式:010-85885591,18601967980。


本文来源于公开发表论文,仅供学习交流,不构成商业目的。转载需注明来源芯医学。投稿与合作请留言或联系我们(xinyixue2022@126.com)。


芯医学
介绍蛋白芯片和前沿组学技术在精准医学、生物标志物、体外诊断和药物研发中的应用进展,相关产品、会议和产业热点。
 最新文章