绘制感染期间人类诺如病毒抗原图谱揭示了体液免疫反应的广度

　　人类诺如病毒(HuNoV)是胃肠炎散发病例和流行性暴发的主要原因，造成约200.000人死亡，每年造成600亿美元的全球经济负担。诺如病毒(NoV)属于杯状病毒科，分为10个基因组(GI-GX)和48个基因型。包含38种不同基因型的五个NoV基因群(I、II、IV、VIII和IX)能够感染人类。HuNoV的广泛序列多样性导致免疫逃逸，为开发广泛保护性疫苗带来了潜在的障碍。

　　针对HuNoV感染的体液免疫反应在病毒清除和防止后续感染方面起着关键作用。有证据表明，体液免疫在清除HuNoV感染方面比T细胞免疫更有效、更持久。已经鉴定出许多用于HuNoV的单克隆抗体(mAb)表位。最近的一篇综述总结了70多项已发表的研究，这些研究描绘了307种独特mAb的线性和构象表位，这些表位主要位于VP1中。尽管在mAb中定位表位对于合理的疫苗设计至关重要，但它无法捕获整个多克隆体液免疫反应。为了全面了解针对诺如病毒感染的体液免疫，需要鉴定多克隆人血清中的表位。先前的工作评估了来自HuNoV感染者和疫苗试验参与者的多克隆人血清，并确定了这两个队列中是否存在保护性免疫和交叉反应性阻断抗体。血清HBGA阻断抗体在HuNoV攻击和自然感染后增加。一项研究进一步的检查了二价疫苗试验中三名参与者免疫前和免疫后血清的血清学库，并确定了一种具有广泛保护性的中和抗体及其交叉反应性表位。然而，全面的HuNoV抗原图景仍然不完整。HuNoV表位的综合图谱将提供HuNoV感染期间体液免疫反应的系统视图。这些图谱可以解决一些问题，例如在HuNoV感染期间识别哪些表位，HuNoV的抗原景观是否因人而异，景观是否随着感染的进展而变化，以及HuNoV中是否存在保守和免疫显性的表位。

　　噬菌体展示涉及在噬菌体衣壳表面呈递肽或蛋白质。显示的肽或蛋白质编码在每个噬菌体颗粒的基因组中。因此，可以通过亲和力选择和DNA测序。绘制感染引发的抗体的表位图谱，筛选大型肽库以与靶蛋白结合，噬菌体展示与下一代测序(NGS)相结合可以提供体液免疫反应期间表位景观的高分辨率视图。最近，VirScan等技术使用在T7噬菌体平台上耦合NGS的206种病毒的肽库，以及泛冠状病毒噬菌体展示库，已被用于分析COVID患者血清中的免疫反应，以研究针对SARS-CoV-222-24的免疫反应。

　　之前已经对HuNoV基因组噬菌体展示文库进行了噬菌体展示亲和力选择，并结合深度测序来鉴定针对HuNoV的scFv抗体和多克隆兔血清的表位(图S1)。在这项新研究中，旨在通过对感染HuNoV的个体的人血清进行亲和力选择和深度测序来表征针对HuNoV感染的体液免疫反应库。使用我们的GI.1Norwalk基因组噬菌体展示文库和新构建的GII.4HOV基因组噬菌体展示文库，我们在感染后的单个时间点分析了9种多克隆人血清。此外，我们对三个人的血清进行了纵向研究，有时在感染前和感染后的多个时间点。研究人员已鉴定了非结构蛋白NS1/2(p48)、NS3(NTP酶)、NS4(p22)、NS5(VPg)、NS6(蛋白酶)和NS7(RdRp)中的表位，以及GI.1 Norwalk或GII.4 HOV特有的VP1主要衣壳蛋白中的交叉反应表位。我们观察到，抗原景观因个体而异，但也包含共同的重复表位。还确定了个体表位谱在感染过程中的变化。这些研究揭示了感染前血清中存在表位，表明这些个体以前曾感染过HuNoV。感染后7至30天在非结构蛋白和结构蛋白中出现新的表位。这些表位中的大多数，以及在感染前血清中检测到的表位，在感染后180天持续存在。最后，我们检测到GI.1 Norwalk和GII.4 HOV共有的表位，证实了基因组之间存在交叉反应的抗体。我们的研究结果表明，噬菌体展示与深度测序相结合可以成功表征复杂多克隆人血清中的表位，从而更深入地了解HuNoV免疫反应，这可能有助于开发HuNoV感染的筛查方法和广泛保护性疫苗[1]。

　　图1 对朴素的HuNoV Jun-Fos文库中存在的插入片段进行深度测序分析

　　利用GI.1和GII.4 HOV基因组噬菌体展示文库，对9种独特的人血清、来自3种HuNoV感染不同时间点的12种血清、一种兔抗血清和一种单克隆scFV抗体进行了亲和力选择。对亲和选择的插入片段进行深度测序，鉴定出许多非结构蛋白中的表位。这些抗体结合这些表位(如果有的话)对免疫的作用尚不清楚，值得进一步研究。此外，我们的工作揭示了HuNoV感染期间表位持久性的广泛纵向变化。最后，在GI.1和GII.4感染个体的血清中鉴定了交叉反应表位，表明在感染期间引发了跨基因组抗体。未来对来自更广泛队列的血清的研究将进一步了解表位，从而进一步了解抗体动力学与针对HuNoV感染的免疫力。

　　参考文献：

　　[1] Su L., Huang W., Neill F.H., et al. Mapping human norovirus antigens during infection reveals the breadth of the humoral immune response [J]. NPJ Vaccines, 2023. 8(1): 87