InnoScan文獻(xiàn)解讀:基于蛋白質(zhì)組學(xué)揭示新冠患者自身抗體反應(yīng)
瀏覽次數(shù):376 發(fā)布日期:2025-9-19
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引言
自SARS-CoV-2病毒引發(fā)全球大流行以來,已導(dǎo)致超過七百萬人死亡(Worldometer, 2024)。盡管在病毒流行病學(xué)、致病機(jī)制、疫苗研發(fā)等方面取得顯著進(jìn)展,但病毒感染是否誘發(fā)自身免疫反應(yīng)仍待深入探究。越來越多的證據(jù)表明,新冠尤其重癥患者體內(nèi)存在多種自身抗體,可能參與急性癥狀和長期后遺癥的發(fā)生。例如,有研究報(bào)告重癥患者中45%存在抗核抗體,15%檢出抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體。然而,以往研究多聚焦于細(xì)胞外蛋白,忽略了細(xì)胞內(nèi)和膜相關(guān)抗原的潛在作用。為此,巴西圣保羅大學(xué)和圣阿瑪羅大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用高通量人類蛋白質(zhì)組芯片,系統(tǒng)分析了新冠患者和疫苗接種者血清中IgG抗體對免疫細(xì)胞蛋白的識別模式,揭示感染與疫苗接種在誘導(dǎo)自身免疫反應(yīng)方面的差異。
方法
研究團(tuán)隊(duì)共納入79名新冠患者(中度39人,重度40人)、13名接種兩劑科興滅活疫苗(CoronaVac)的健康志愿者,以及40名疫情前采集的健康對照者血清樣本。所有新冠樣本均采集于2020年5月至7月,即疫苗尚未普及的疫情初期。研究人員采用HuProt™ Human Proteome Microarray v4.0芯片平臺,該芯片包含9990種人類蛋白,均以GST標(biāo)簽融合蛋白形式在酵母中表達(dá)。芯片實(shí)驗(yàn)流程包括:血清以1:500稀釋后在4°C下孵育16小時,隨后使用DyLight 680標(biāo)記的山羊抗人IgG(Fc特異性)二抗進(jìn)行檢測。芯片掃描使用InnoScan 710-IR掃描儀,分辨率為10 µm,激光波長為680 nm,增益設(shè)為30,低激光功率,通過MAPIX軟件(v4.0.0)進(jìn)行圖像采集。數(shù)據(jù)分析采用R語言(v4.3.2),信號強(qiáng)度以背景值的2倍為閾值,顯著靶點(diǎn)定義為健康對照組均值加三倍標(biāo)準(zhǔn)差。為克服樣本量不均問題,研究使用了Welch’s ANOVA和Kruskal–Wallis檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證。
結(jié)果
研究發(fā)現(xiàn),新冠患者尤其是重癥組血清中存在大量針對免疫細(xì)胞蛋白的IgG自身抗體,而疫苗接種組和健康對照組均未檢出類似反應(yīng)。具體而言,重癥組IgG識別CD4+ T細(xì)胞蛋白93個,CD8+ T細(xì)胞96個,NK細(xì)胞89個,MAIT細(xì)胞92個,單核細(xì)胞96個,中性粒細(xì)胞81個。中癥組識別靶點(diǎn)數(shù)量較少,與重癥組有部分重疊。蛋白互作網(wǎng)絡(luò)(PPIN)分析顯示,重癥組靶點(diǎn)富集于NF-κB信號負(fù)調(diào)控、細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)和凋亡調(diào)控等通路(圖3B),而中癥組未發(fā)現(xiàn)顯著富集通路(圖3A)。亞細(xì)胞定位分析表明,這些靶點(diǎn)主要位于細(xì)胞質(zhì)和胞內(nèi)區(qū)室。組織特異性分析顯示,重癥組靶點(diǎn)更富集于肺部和淋巴組織,而中癥組更多與造血系統(tǒng)相關(guān)。此外,重癥組在分子功能上顯著富集蛋白結(jié)合、RNA結(jié)合和泛素連接酶結(jié)合等功能。

圖3. 新冠誘導(dǎo)IgG靶向蛋白的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)(PPIN)分析。使用COVID-Mod組(136個節(jié)點(diǎn))和COVID-Sev組(168個節(jié)點(diǎn))的IgG靶向蛋白完整列表(包含兩組共同靶向蛋白)進(jìn)行PPIN分析,數(shù)據(jù)通過STRING平臺(STRING Consortium, 2024)分析。對所有鑒定蛋白分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)同源性和共表達(dá)評估。網(wǎng)絡(luò)圖中節(jié)點(diǎn)代表蛋白質(zhì)靶點(diǎn),連線代表基于結(jié)構(gòu)同源性(黑色)或共表達(dá)(紫色)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)關(guān)聯(lián)。通過基因本體(GO)生物過程分析識別顯著富集通路(錯誤發(fā)現(xiàn)率FDR < 0.05)。(A) COVID-Mod組未發(fā)現(xiàn)顯著富集的生物過程。(B) COVID-Sev組中節(jié)點(diǎn)按其涉及的最相關(guān)生物過程進(jìn)行顏色編碼,具體對應(yīng)關(guān)系見附表。
討論與展望
本研究首次通過大規(guī)模蛋白質(zhì)組芯片揭示新冠重癥患者體內(nèi)存在廣泛且特異的自身抗體反應(yīng),主要靶向參與免疫調(diào)控、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和應(yīng)激反應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)蛋白。這些自身抗體可能通過干擾NF-κB等關(guān)鍵通路加劇免疫紊亂,并與淋巴細(xì)胞減少、炎癥風(fēng)暴等臨床表現(xiàn)相關(guān)。值得注意的是,接種滅活疫苗的個體并未出現(xiàn)類似自身免疫反應(yīng),表明疫苗安全性良好。研究局限性包括樣本量較。ㄓ绕湟呙缃M)、芯片技術(shù)無法完全模擬體內(nèi)環(huán)境、未能驗(yàn)證抗體功能等。未來研究應(yīng)聚焦于這些自身抗體的持續(xù)性與臨床相關(guān)性,尤其是在長新冠(Long COVID)和自身免疫疾病患者中的作用。此外,需進(jìn)一步探索疫苗接種在特定遺傳背景個體中是否可能誘發(fā)自身免疫反應(yīng)。
文獻(xiàn)鏈接:
1. Machado, N.R., et al., Proteomic Profiling of Human Peripheral Blood Cell Targets of IgG Induced by SARS-CoV-2: Insights into Vaccine Safety. Vaccines, 2025. 13(7): p. 694.