PLoS Pathog：抗碳水化合物抗体2G12穿插中和HIV

2021年4月8日讯/BIOON/---从HIV-1感化者身上发现的普遍中和抗体（bnAb）有助于设计和开辟HIV-1候选疫苗和药物。此中的许多抗体曾经显示出对立分歧HIV-1毒株和亚型的显著效劳和广度。此中的一类不寻常的bnAb是专门靶向HIV-1包膜糖卵白（Env）上的聚糖屏蔽（glycan shield）的抗碳水化合物抗体。尽管HIV-1 Env上的聚糖屏蔽起到了维护性屏蔽的作用，避免或障碍了体液免疫体系对HIV-1 Env的免疫原性卵白外表的辨认，但与宿主卵白相比，HIV-1上过于密集的聚糖屏蔽招致聚糖自身如今也被抗体靶向。这类抗碳水化合物抗体在对立其他病毒病原体时很少见。

HIV-1不是独一产生高度糖基化的病毒性病原体。自1968年惹起流感年夜风行以来，人类节令性H3N2流感病毒因为其次要外表抗原血凝素（HA）上N-糖基化位点的积聚，逐步变得加倍高度糖基化。这些新得到的N-糖基化位点次要位于HA球状头部的受体联合构造域（RBD）上，此中HA球状头部包括次要的抗原位点。N-连贯聚糖可以帮忙掩饰笼罩或从新界说表位，招致抗原漂移。HA中的聚糖和卵白身分的不连续的抗原漂移使得每年都要更新节令性。然而以往的研讨标明，HA外表上积聚的加工水平较低的寡聚甘露糖聚糖（oligomannose glycan）能够是甘露糖联合凝聚素的靶点，从而匆匆进体外和体内的病毒克制。

是以，这些聚糖修饰提出了一个成绩，即抗碳水化合物抗体如今是否可以中和人类节令性H3N2流感病毒。抗碳水化合物抗体2G12是最早被发现的少数针对HIV-1的中和抗体之一，是从HIV-1患者的混合血清中拆散进去的。2G12通过与Env的gp120外表上的高甘露糖聚糖簇（mannose patch, 甘露糖斑）联合，在一个如今称为N332/ V3表位的位点邻近中和HIV-1。2G12是极其不寻常的，它在它的两个Fab臂的重链可变区之间造成了一个构造域互换的二聚体，是以，它可以与gp120外表上多达4个分歧的位于高甘露糖苷末尾的Manα1-2Man二糖联合，而不会与氨基酸产生任何可察看到的打仗。

在一项新的研讨中，来自美国、英国和中国台湾的研讨职员证明2G12在过来三十年中具备中和人类节令性H3N2病毒的才能，并通过对病毒人造HA卵白和重组HA卵白上的N-连贯聚糖的构造生物学阐发、质谱阐发和退化阐发来研讨中和机制。在HA受体联合位点（RBS）邻近的一个激进性的高甘露糖N-连贯糖基化位点和一个新得到的高甘露糖N-连贯糖基化位点都有助于2G12对流感病毒的这种普遍中和活性。相关研讨成果近期颁发在PLoS Pathogens期刊上，论文题目为“A cross-neutralizing antibody between HIV-1 and influenza virus”。

增加、去除或替换聚糖屏蔽的N-糖基化位点是RNA病毒回避抗体辨认的罕用战略之一。在这项新的研讨中，这些作者证实了2G12虽然作为抗HIV抗体被发现，但也具备普遍中和过来50年产生退化的人H3N2流感病毒的才能。通过全面的和基于退化轨迹的位点特同性糖、渐变和负染色电子显微镜（nsEM）成像，他们发现2G12中和H3N2流感病毒是通过与存在于N-糖基化位点N165和N246上的两个高甘露糖聚糖联合完成的，此中这两个位点位于HA受体联合位点的近端。由此看来，2G12很能够代表了一种针对人类流感病毒的中和抗体，它只辨认HA外表上的聚糖表位。1980年前后N246的呈现使得H3N2流感病毒在N246和N165处赋予了可以被2G12辨认的寡甘露糖聚糖簇。那么，这些位点的逃逸渐变体很能够具备较高的顺应本钱，这是由于，激进性N165的毁坏会下降病毒的顺应才能，而N246位点的毁坏在近期的病毒中无奈获得拯救。

病毒的人造抗原与可溶性重组卵白的糖基化谱类似度若何，是疫苗设计的紧张成绩之一。比方，曾经发现可溶性重组HIV-1 Env和病毒人造HIV-1 Env的糖型（glycoform）存在一些差别，能够会影响bnAb的中和和诱导。从这些作者对H3N2流感病毒的数据来看，来自293F细胞的重组HA和来自MDCK-SIAT1细胞(适度表白α-2,6-连贯的唾液酸受体的Madin-Darby犬肾细胞)的病毒HA之间的位点特同性高甘露糖聚糖是激进的。这一发现也提示着可溶性重组HA可以作为免疫原，以试图匆匆进抗碳水化合物抗体发生。

H3N2 HA糖卵白的位点特同性N -连贯糖基化及充沛糖基化的HK68 HA和Vic11 HA的模子。图片来自PLoS Pathogens, 2021, doi:10.1371/journal.ppat.1009407。

尽管本身聚糖的免疫原性较差，但要是在病毒糖卵白上的密度足够高，它们可以通过抗体与糖链和卵白互相作用而成为免疫反馈的核心。与高甘露糖聚糖的多价联合有助于2G12强效中和HIV-1。值得注意的是，2G12通过联合组成高甘露糖聚糖斑的4个次要N-糖基化位点，表示出对敏感HIV-1病毒株的中和作用。在这项新的研讨中，2G12通过靶向仅由两个N-糖基化位点造成的甘露糖聚糖簇，仅在亚微摩尔IC50下中和敏感的H3N2流感病毒毒株，与bnAb CR9114相比，效劳低了5～10倍。与HIV-1 Env相比，HA三聚体内的高甘露糖N-糖基化位点较少，仿佛形成了这种效劳差别。