虽然SARS-CoV-2疫苗对2019冠状病毒病（COVID-19）的保护效果为70%-95%，但部分接种者不能产生足够的保护性免疫反应，特别是中和抗体（nAbs）。先前对COVID-19患者的研究已经确定了几种公共抗体谱系，如IGHV3-30、IGHV3-33、IGHV3-53、IGHV1-58和IGHV1-24。然而，目前尚不清楚这些公共抗体在疫苗接种过程中是如何进化的，也不清楚是否存在与SARS-CoV-2疫苗接种相关的特殊抗体谱系。

近日，中国科学技术大学附属第一医院感染病院副院长高勇团队于Journal of Medical Virology杂志（IF：6.8分）发表新研究成果“Discovery of a Novel Public Antibody Lineage Correlated With Inactivated SARS-CoV-2 Vaccine and the Resultant Neutralization Activity”，发现了与SARS-CoV-2灭活疫苗相关的新型公共抗体谱系及其中和活性。在本研究中，研究人员通过单个B细胞测序和B细胞受体（BCR）测序分析相结合，系统地研究了来自不同B细胞种系的抗体谱系在接种灭活SARS-CoV-2疫苗前后在不同疫苗接种者中序列、频率和中和能力的动态变化。

值得一提的是，昊为泰生物参与了本项研究中的BCR测序及分析工作。昊为泰生物借助于SMART扩增和多重PCR技术，以RNA为起始样本，特异性扩增BCR重链（IgA, IgD, IgE, IgG, IgM）和轻链（IgK, IgL），或TCR α（TRA）和β（TRB）链。通过高通量测序和数据分析，分别获得上述同种型的CDR3种类和比例信息。可应用于标志物发现、感染性疾病、免疫反应监测、肿瘤免疫治疗、疫苗接种等多个方面的研究。

这项研究结果表明，在大多数个体接种疫苗后，来自IGHV4-34谱系的抗体的频率增加，并且更高的抗体频率通常导致更强的结合亲和力。此外，与其他公共抗体相比，IGHV4-34衍生抗体的比例与疫苗接种者免疫血清的中和活性相关性更强。这些结果表明IGHV4-34是一种新的疫苗引发的公共nAb谱系，在灭活的COVID-19疫苗接种后的免疫应答中起着至关重要的作用。

 免疫组库测序主要结果 

研究招募了10名接种了SARS-CoV-2灭活疫苗的个体。为了研究疫苗接种诱导的B细胞应答，在第一次、第二次和加强疫苗接种后14天收集了血清和外周血单个核细胞（PBMCs）。

将每个疫苗接种者的PBMCs分成两等份，一份用于NGS分析总B细胞群的B细胞受体（BCR），另一份用于分离SARS-CoV-2刺突特异性B细胞，用于单个B细胞测序。

在SARS-CoV-2感染期间，已经报道了几种“公共中和抗体”，如重链基因克隆型IGHV3-30、IGHV1-24、IGHV1-58、IGHV3-53和IGHV3-66。为了研究SARS-CoV-2灭活疫苗是否诱导出公共抗体，我们通过比较NGS数据集中接种第一（Vax1）、第二（Vax2）和加强（Vax3）疫苗前后前10种种系的BCR频率，分析了不同B细胞种系抗体谱系的动态变化。

接种疫苗前，来自10名疫苗接种者的B细胞种系中频率高的前10名是IGHV3-21（14.8%）、IGHV3-23（13.4%）、IGHV1-18（9.6%）、IGHV4-39（6.6%）、IGHV3-11（5.5%）、IGHV3-30（5.5%）、IGHV3-NL（3.8%）、IGHV1-46（3.1%）、IGHV4-34（3.2%）和IGHV3-9（2.9%）（图2b，c）。我们注意到，在首次接种灭活SARS-CoV-2疫苗后，IGHV4-34和IGHV3-NL的比例分别从3.1%（前）急剧增加到4.8% (Vax1)，从3.8%（前）急剧增加到6.6% (Vax1)，其次是IGHV1-18（9.6%-12.9%）、IGHV3-23（13.4%-8.9%）、IGHV3-21（14.8%-8.8%）、IGHV4-39（6.6%-6.5%）、IGHV3-30（5.5%-6.0%）、IGHV3-11（5.5%-3.3%）、IGHV1-46（3.1%-2.6%）和IGHV5-51(2.0%-2.3%)（图2b，c）。这一观察结果与先前的报道一致，即抗体种系在SARS-CoV-2感染的早期阶段向IGHV4-34转移。也有报道称，在MERS-CoV感染的nAbs中，IGHV4-34基因的使用占主导地位。第二次接种后，前10种系依次为IGHV3-21（12.8%）、IGHV3-23（11.8%）、IGHV1-18（9.3%）、IGHV4-39（7.2%）、IGHV3-30（6.8%）、IGHV4-34（4.8%）、IGHV3-11（4.2%）、IGHV3-NL（4.0%）、IGHV1-46（3.4%）和IGHV1-9(3%)（图2b，c）。这些结果表明，在SARS-CoV-2疫苗的刺激下，不同的B细胞种系被诱导不同程度的增殖和分化，从而导致BCR序列的变化和抗体谱系。这允许连续筛选高亲和力抗体。

图2b-c 接种前后抗体种系分析。（b）热图描绘10名疫苗接种者BCR种系变化趋势；（c）通过下一代测序分析第一次和第二次疫苗接种前后种系的使用情况。

在重链的VDJ基因使用分析中，常用的V基因是IGHV3-23，其次是IGHV3-33、IGHV4-59、IGHV4-34和IGHV3-30。常用的J基因是IGHJ4，常用的D基因是IGHD3-10（图2d）。

图2d直方图显示了V、D、J基因的频率，以降序排列，右侧表示相应的数量。

为了鉴定潜在的公共抗体，我们将重点放在个体接种疫苗后显示频率增加的抗体种系上。开始计算在接种疫苗期间显示频率增加的特定种系的个体数量。结果发现，接种疫苗后，10个个体中有9个个体IGHV4-34增加，包括个体#1、#2、#3、#4、#5、#7、#8、#9和#10，而其他种系仅在1至3个个体中增加（图3a）。与其他抗体相比，IGHV3-30和IGHV4-34表现出更高的增殖水平。进一步分析了每种疫苗中不同公共抗体的比例，发现IGHV3-30衍生抗体在大多数疫苗接种者中普遍，其次是IGHV4-34（图3b）。IGHV3-30具有高中和能力，是SARS-CoV-2感染中常见的公共抗体，提示IGHV4-34可能是灭活的SARS-CoV-2疫苗中新激活的公共抗体。

图3 疫苗接种前后每个接种者公共抗体种系增加的分析。（a）直方图说明每个人在第一次、第二次和加强疫苗接种前后增加的抗体种系的基因使用频率，每种基因种系在图中用不同的颜色表示；（b）直方图显示了已知公共抗体（IGHV3-30、IGHV1-24、IGHV1-58、IGHV3-53和IGHV3-66）和IGHV4-34的基因使用频率，每种抗体种系在图中以不同的颜色描述。

 关于昊为泰免疫组库测序 

技术优势：

（1）在逆转录过程中加入分子标签序列（UMI），提高克隆型检测的准确性；

（2）适用于二代短读长测序或三代全长V(D)J分析；

（3）适用于低起始量或高复杂度的样本，具有极高的灵敏度和可重复性；

（4）对于克隆型的数量有极宽的检测范围，适用于低克隆型的检出。

样本类型及建议：

可检测的样本类型包括人和小鼠的PBMC，或分选的B细胞及B细胞亚型（仅检测BCR）、T细胞及T细胞亚型（仅检测TCR）。通常PBMC需要100 ng total RNA起始，建议提供≥5×10⁵个细胞，富集的B细胞或T细胞10 ng total RNA起始，建议提供≥5×10⁴个细胞。

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