文獻閱讀35——Proinflammatory IgG Fc structures in patients with severe COVID-19

1. Author

Taia Wang

Taia Wang博士是醫(yī)學治专、微生物學和免疫學助理教授脓匿,從事旨在確定人類免疫和疾病機制的研究。Taia Wang實驗室使用體內和體外系統(tǒng)研究抗體如何通過與Fcγ受體(FcγRs)的信號來調節(jié)病毒感染或抗病毒疫苗反應炭庙。她在洛克菲勒大學完成了博士后研究先嬉,在分子遺傳學和免疫學實驗室(J.Ravetch)研究了人類IgG和FcγR生物學厢岂。在此期間光督,她還接受了臨床研究的正式培訓,并在洛克菲勒大學獲得了臨床研究理學碩士學位塔粒。


2. Background

2.1 治療性抗體的巖藻糖基化——對ADCC活性和抗體效力的影響

對于作用機制包括抗體依賴的細胞介導的細胞毒性(ADCC)作用的治療性抗體结借,測量Fc結構域中Asn 297處的N-聚糖巖藻糖基化是特別重要的,眾所周知卒茬,這強烈影響ADCC活性船老。在ADCC中,抗體首先結合細胞表面靶抗原圃酵,然后募集免疫效應細胞來裂解靶細胞柳畔。已有研究顯示降低Asn 297的巖藻糖基化可增加抗體對天然殺傷細胞上CD16(Fcγ受體IIIa)的親和力,并最終增加ADCC效力郭赐。因此薪韩,研究人員對降低巖藻糖基化以提高多種糖工程治療性抗體臨床療效顯示出極大的興趣。正如預期的那樣捌锭,降低巖藻糖基化水平可提高ADCC效應(即更低的EC50)俘陷。然而,其他研究者使用人源化CD20抗體和基于細胞的ADCC細胞毒性測定法觀察到巖藻糖基化的差異也顯著改變了最大倍數(shù)誘導(maximal-fold induction)观谦。ADCC功效的影響是通過Fc結構域和CD16之間的結合相互作用特異性介導的拉盾。

2.2 CD107a分子

自然殺傷 (NK) 細胞是免疫細胞的一個亞群,在固有免疫反應中發(fā)揮核心作用豁状,能夠消除正常的應激細胞捉偏,例如病毒感染的細胞以及惡性轉化的細胞。與 T 細胞相比泻红,NK的激活不需要事先的抗原啟動告私。在這一系列調節(jié)受體中,NKG2D是調節(jié) NK 細胞功能的關鍵受體承桥。在人類中,NKG2D 配體包括應激調節(jié)分子根悼,例如 MHC I 類多肽相關序列 A/B (MICA/B) 和 UL16 結合蛋白(ULBP) 分子凶异,它們在腫瘤細胞表面過度表達蜀撑。

溶酶體相關膜蛋白-1(CD107a 或 LAMP-1)是一種存在于溶酶體中的高度糖基化跨膜蛋白。在 NK 細胞和細胞毒性 T 細胞中剩彬,CD107a是溶細胞顆粒中最豐富的蛋白質之一酷麦,位于囊泡膜的內層,其高度糖基化的部分隱藏在腔側喉恋,短尾暴露于細胞質沃饶。脫顆粒結束時,顆粒的外膜與 NK 細胞膜合并轻黑,導致 CD107a 分子暴露于表面糊肤,是保護效應細胞免受脫顆粒相關自殺的機制。CD107a在膜上的表達被認為是活化細胞毒性淋巴細胞的標志物氓鄙,包括CD8+ T 細胞和 NK 細胞馆揉。通過流式細胞術分析評估CD107a的表達與 NK 細胞細胞毒活性和細胞因子分泌之間存在直接相關性,故CD107a成為評估針對各種刺激的免疫細胞細胞毒反應的可靠測定方法抖拦,也被提議作為一種診斷細胞毒性遺傳疾病的方法升酣,NK細胞脫顆粒缺陷是某些疾病預后不良因素。


3. Methods

1. 克隆态罪、表達和蛋白質純化

2. ELISA

3. 血清陽性兒科樣本的 ELISA 驗證

4. CD16a ELISA

5. 臨床隊列的收集

6. IgG Fc 聚糖和 IgG 亞類分析

7. 生物膜干涉實驗

8. NK細胞脫顆粒試驗

9. 單核細胞刺激和細胞因子測量


4. Results

實驗團隊收集了ICU患者(21名)/非ICU住院患者(22名)/門診患者(18名)/兒科患者(16名)噩茄。發(fā)現(xiàn)相比于非重癥患者,重癥患者體內的IgA與IgM滴度普遍偏高复颈。進一步研究IgG的亞類占比情況發(fā)現(xiàn)绩聘,組與組之前的差別并不大,IgG1的豐富程度是最高的券膀。值得注意的是君纫,重癥 COVID-19 患者的IgG1巖藻糖基化顯著降低,所以實驗團隊得出結論:IgG1Fc段巖藻糖基化 程度是重癥COVID-19 診斷標志芹彬。那些沒有平分 N-乙酰氨基葡萄糖 (F0N0) 的糖型在重癥 COVID-19 中增長顯著蓄髓。

新冠患者的抗體特征

通過比較不同時間點收集到抗體修飾情況發(fā)現(xiàn):感染會導致抗體唾液酸程度短時間內增加,但是隨著時間的推移舒帮,唾液酸化程度會下降会喝。同時發(fā)現(xiàn)?SARS-CoV-2 病毒感染在感染過程中調節(jié) 抗體Fc F0N0聚糖的假設不成立。

后續(xù)在探究去巖藻糖基化抗體在重癥患者中富集的機制時玩郊,實驗團隊發(fā)現(xiàn)可能是去巖藻糖基化抗體形成了免疫復合物肢执,促進了FcγRIIIa?之間的相互作用與炎癥因子的釋放。?FcγRIIIa 存在于健康成人的單核細胞译红、巨噬細胞和 NK 細胞上预茄,可以增強細胞活化、促炎細胞因子的產(chǎn)生和細胞毒性效應細胞活性侦厚。緊接著實驗團隊為了確定這些結合差異是否與表達 FcγRIIIa 的初級免疫細胞的激活相關耻陕,進行了體外刺激測定拙徽。通過 CD107a+ 染色來表征 NK 細胞活化程度。發(fā)現(xiàn)與無巖藻糖基化的豐度相關诗宣。同時實驗團隊還發(fā)下無巖藻糖基化的程度與分泌細胞因子相關膘怕。

去巖藻糖基化程度與炎癥因子分泌情況呈現(xiàn)正相關

5. Discussion

作者: Saborni Chakraborty

通訊作者:Taia T. Wang

單位:Department of Medicine, Division of Infectious Diseases, StanfordUniversity, Stanford, CA, USA.

年份:2021.01

期刊:Nature immunology

科學問題 :重癥患者體內的抗體在修飾方面具有什么特點

結論:實驗團隊發(fā)現(xiàn)在新冠重癥患者體內的IgG3與IgG1通常以F0N0糖基化的形式存在,同時重癥男性患者體內的Fc呈現(xiàn)高度去巖藻糖基化召庞。同時實驗團隊提出免疫復合物介導的FcγR炎癥通路促進了重癥的形成岛心。有趣的是同樣的現(xiàn)象在登革熱病毒中也有體現(xiàn),機制研究表明篮灼,無巖藻糖基化的抗登革熱免疫復合物以及 FcγRIIIa ITAM 信號傳導的增強可以調節(jié)病毒與宿主相互作用的各個方面忘古。

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