抗原特异性细胞毒性T细胞(CTL)是特异性细胞免疫应答的主要效应细胞,在机体控制病毒感染及清除病毒过程中起主导作用,是病毒感染性疾病研究及相关疫苗开发中的一大热点。
针对目前新型冠状病毒疫情,深入研究新冠病毒感染过程中诱导的SARS-CoV-2 特异性CD8+T细胞反应的丰度、表型、功能等,有助于加快疫苗研发,为疫苗有效性、临床疗效监测等提供一种科学有效的方法。
1. 新冠病毒结构及其核心蛋白
冠状病毒是RNA病毒,其基因组除了包含相关的酶基因外,还包含各种结构蛋白的编码基因,主要有编码位于包膜上的纤突蛋白( spike protein,S 蛋白) 、膜蛋白( membrane protein,M 蛋白) 、包膜蛋白( envelope protein,E 蛋白)基因和编码与病毒RNA紧密结合的核蛋白( nucleocapsid protein,N蛋白)基因。S蛋白含有宿主细胞受体识别位点,是介导病毒入侵和决定病毒感染种属与组织特异性的因子; E蛋白和M蛋白主要参与病毒的装配过程; N蛋白包裹基因组形成核蛋白复合体。
2. CTL细胞在新冠防御中发挥着重要的作用
有研究对三名SARS康复个体在病毒感染后9年和11年对其SARS特异性T细胞进行分析,检测到了两种针对SARS-CoV膜(M)和核衣壳(N)蛋白的CD8(+)记忆性T细胞,这些特异性T细胞及其抗原肽的识别及鉴定对SARS疫苗的设计和开发非常重要[1]。此外,研究者对新冠恢复期个体SARS-CoV-2特异性CD8+T细胞进行研究,结果发现在抗N和S蛋白抗体血清阴性患者中,可检测到N和S蛋白特异性记忆CD8 + T细胞,结果表明针对S和N蛋白的CD8+T细胞免疫在某些患者中强于体液免疫[2]。因此,从CD8+T细胞角度,深入探究并寻找有效抗击新冠病毒预防及治疗策略,已成为当前研究的热点。
3. COVID-19 MHC-1 Tetramer助力新冠疫苗研发
广州好芝生物科技有限公司研发团队结合COVID-19表位肽研究最新成果,针对新冠病毒S蛋白、N蛋白、M蛋白、ORF1ab、ORF3a等,采用最新的抗原表位肽预测算法,结合中国人群高频HLA-A*0201/1101/2402,设计合成了相应的 MHC-I Tetramer,旨在助力:①冠疫苗表位肽筛选及疫苗有效性评价;②感染者及疫苗接种者的细胞免疫检测。相关MHC-1四聚体如下:
üS蛋白
S蛋白是冠状病毒非常重要的表面蛋白,与病毒的传染能力密切相关(受体识别和细胞膜融合),S蛋白包含S1、S2和受体结合域(RBD),是目前疫苗研究的热点抗原蛋白。
蛋白 | MHC分型 | 多肽序列 | 位置 | |
S | H-2D(b) | CVNFNFNGL | 538~546 | |
S | H-2D(b) | VYAWNRKRI | 350~358 | |
S | H-2D(b) | SVLYNSASF | 366~374 | |
S | H-2D(b) | KVGGNYNYL | 444~452 | |
S | Mamu-A1*00101 | IAIPTNFTI | 712~720 | |
S | Mamu-A1*00101 | SAPHGVVFL | 1055~1063 | |
S | Mamu-A1*00101 | YFPLQSYGF | 489~497 | |
S | HLA-A*2402 | YFPLQSYGF | 489~497 | |
S | HLA-A*0201 | ALNTLVKQL | 940-948 | |
S | HLA-A*0201 | VLNDILSRL | 976-984 | |
S | HLA-A*0201 | LITGRLQSL | 997-1005 | |
S | HLA-A*0201 | YLQPRTFLL | 269-277 | |
S | HLA-A*2402 | QYIKWPWYI | 1208-1216 | |
S | HLA-A*1101 | RLFRKSNLK | 454-462 | |
S | HLA-A*1101 | GVYFASTEK | 89-97 | |
S | A*0201 | RLNEVAKNL | 1167-1175 | |
S | A*0201 | NLNESLIDL | 1192-1200 | |
S | A*0201 | FIAGLIAIV | 1221-1229 | |
S | A*0201 | TLDSKTQSL | 109-117 | |
S | A*0201 | VVFLHVTYV | 1060-1068 | |
S | A*0201 | KLPDDFTGCV | 424-433 | |
S | A*0201 | SIIAYTMSL | 691-699 | |
S | HLA-A*0201 | FVSNGTHWFV | 1095-1104 | |
S | HLA-A*1101 | GTHWFVTQR | 1099-1107 | |
S | HLA-A*0201 | SFIEDLLFNKV | 816-826 |
üN蛋白
N蛋白在冠状病毒中含量丰富,是一种高度免疫原性蛋白,参与基因组复制和细胞信号通路调节,是目前疫苗研究的热点抗原蛋白。
蛋白 | MHC分型 | 多肽序列 | 位置 |
N | HLA-A*0201 | LLLDRLNQL | 222-230 |
N | HLA-A*0201 | ILLNKHIDA | 351-359 |
N | HLA-A*0201 | GMSRIGMEV | 316-324 |
N | HLA-A*1101 | ATEGALNTPK | 134-143 |
N | HLA-A*1101 | KTFPPTEPK | 361-369 |
N | HLA-A*0201 | ALNTPKDHI | 138-146 |
N | HLA-A*0201 | LALLLLDRL | 219-227 |
ü其他蛋白
除N、S蛋白外,研究较多的新冠疫苗潜在靶点包括:Membrane蛋白、ORF1ab、ORF3a,其抗原肽相关四聚体如下:
蛋白 | MHC分型 | 多肽序列 | 位置 |
Membrane | A*0201 | TLACFVLAAV | 61-70 |
ORF1ab | A*0201 | RTIKVFTTV | 1566-1574 |
ORF3a | A*0201 | ALSKGVHFV | 72-80 |
ORF1ab | A*0201 | KLWAQCVQL | 3886-3894 |
ORF1ab | A*0201 | YLFDESGEFKL | 906-916 |
ORF1ab | A*0201 | ALWEIQQVV | 4094-4102 |
ORF3a | A*0201 | LLYDANYFL | 139-147 |
Membrane | A*0201 | KLLEQWNLV | 15-23 |
ORF1ab | A*0201 | FLLPSLATV | 3639-3647 |
ORF1ab | A*0201 | ILFTRFFYV | 2332-2340 |
ORF1ab | A*1101 | ASMPTTIAK | 2192-2000 |
ORF1ab | A*1101 | SAFAMMFVK | 3622-3630 |
ORF1ab | A*1101 | STFNVPMEK | 2600-2608 |
ORF3a | A*2402 | VYFLQSINF | 112-120 |
ORF1ab | A*2402 | VYIGDPAQL | 5721-5729 |
Membrane | A*0201 | GLMWLSYFI | 89-97 |
ORF3a | A*0201 | YLYALVYFL | 107-115 |
Reference:
[1] Ng OW, Chia A, Tan AT, Jadi RS, Leong HN, Bertoletti A, Tan YJ. Memory T cell responses targeting the SARS coronavirus persist up to 11 years post-infection. Vaccine. 2016 Apr 12;34(17):2008-14.
【2】Schulien I., Kemming J., Oberhardt V., et al. Characterization of pre-existing and induced SARS-CoV-2-specific CD8+ T cells. nature medicine. 2020