研究介紹

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研究背景

background

蟲媒病毒（arbovirus）如黃熱病、登革熱和寨卡病毒，每年在全球范圍內(nèi)導(dǎo)致數(shù)百萬例感染和成千上萬的死亡。由于這些病毒具有多樣性和復(fù)雜的跨病毒交叉反應(yīng)，傳統(tǒng)的血清學(xué)檢測(cè)技術(shù)在識(shí)別特定病毒感染時(shí)面臨諸多挑戰(zhàn)，如高昂的成本、操作復(fù)雜及檢測(cè)結(jié)果的局限性。因此，開發(fā)一種能夠快速、廣泛覆蓋各種蟲媒病毒并能夠識(shí)別多種抗體反應(yīng)的檢測(cè)方法成為當(dāng)務(wù)之急。

在此背景下，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)革命性的噬菌體展示平臺(tái)ArboScan，該平臺(tái)基于PhIP-Seq（噬菌體免疫沉淀測(cè)序）技術(shù)，可有效分析針對(duì)691種蟲媒病毒的抗體反應(yīng)。ArboScan不僅能夠提供對(duì)現(xiàn)有病毒的精準(zhǔn)檢測(cè)，還為未來可能出現(xiàn)的新病毒提供監(jiān)測(cè)和流行病學(xué)研究支持。

研究目的

Objectives

本研究旨在通過開發(fā)ArboScan平臺(tái)解決當(dāng)前蟲媒病毒檢測(cè)中的交叉反應(yīng)問題，并為蟲媒病毒的抗體反應(yīng)提供全面的表征。該平臺(tái)基于高通量的PhIP-Seq技術(shù)，能夠在小至1微升的血清樣本中檢測(cè)和定量分析病毒抗體反應(yīng)。研究還通過多個(gè)案例展示了該平臺(tái)在跨物種樣本（如人類、動(dòng)物和昆蟲）的廣泛應(yīng)用。

研究要點(diǎn)

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1、ArboScan平臺(tái)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

ArboScan平臺(tái)包含覆蓋691種蟲媒病毒的肽段庫(kù)，通過PhIP-Seq技術(shù)分析抗體與這些病毒肽段的結(jié)合情況。研究表明，ArboScan能夠在多個(gè)宿主（如人類、動(dòng)物）中檢測(cè)到蟲媒病毒的特異性抗體反應(yīng)。通過小至1微升的血清樣本，平臺(tái)能夠精準(zhǔn)識(shí)別多種病毒抗體反應(yīng)，如黃熱病、登革熱、寨卡病毒等。 （見圖1）

圖1 ：IgG抗體與T7噬菌體展示的ArboScan庫(kù)結(jié)合

（圖1展示了ArboScan庫(kù)如何全面定量分析人類和非人類動(dòng)物中的抗體反應(yīng)，構(gòu)建了98種蟲媒病毒的系統(tǒng)發(fā)育圖，并驗(yàn)證了該平臺(tái)在區(qū)分病毒抗體反應(yīng)中的高效性 。）

2、跨物種抗體反應(yīng)表征

除了在人類樣本中應(yīng)用，ArboScan還展示了其在動(dòng)物模型中的廣泛適用性。研究團(tuán)隊(duì)通過檢測(cè)被Mayaro病毒和日本腦炎病毒感染的山羊、羊駝和馬的抗體反應(yīng)，成功展示了感染前后抗體反應(yīng)的顯著差異。該平臺(tái)可用于跨物種病毒監(jiān)測(cè)，為未來病毒傳播的追蹤提供新的視角。

圖2：Zika感染個(gè)體的抗體反應(yīng)概況

（圖2展示了Zika RNA陽性個(gè)體的急性和恢復(fù)期血清樣本中，黃熱病、登革熱和西尼羅病毒等相關(guān)病毒的抗體反應(yīng)譜。）

3、特定病毒抗體反應(yīng)的細(xì)致解析

研究表明，ArboScan能夠在哥倫比亞寨卡患者中精確檢測(cè)到與多個(gè)蟲媒病毒交叉反應(yīng)的抗體反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解病毒暴露歷史和開發(fā)疫苗具有重要意義。

圖3 登革病毒感染挑戰(zhàn)中，針對(duì)登革病毒血清型的抗體反應(yīng)譜

（圖3展示了登革病毒挑戰(zhàn)過程中，針對(duì)不同血清型（Dengue 1, 2, 3）的抗體反應(yīng)，包括血清型的抗體中和效應(yīng)與VARscore的相關(guān)性 。）

4、病毒抗體反應(yīng)與中和效應(yīng)的相關(guān)性

研究進(jìn)一步分析了抗體反應(yīng)與病毒中和效應(yīng)的關(guān)聯(lián)性，揭示了ArboScan平臺(tái)在檢測(cè)登革病毒抗體反應(yīng)中的優(yōu)勢(shì)。平臺(tái)通過比較VARscore與中和滴度，準(zhǔn)確 預(yù)測(cè)了不同血清型的中和反應(yīng)。

圖4 登革病毒外殼蛋白抗原反應(yīng)與中和滴度的相關(guān)性

（圖4顯示了登革病毒外殼蛋白肽段與抗體中和反應(yīng)之間的相關(guān)性，展示了抗體反應(yīng)的廣泛性和特異性 。）

5、全球范圍的抗體反應(yīng)追蹤

ArboScan還具有跨地域和跨物種的應(yīng)用能力，能夠 用于多種宿主（包括人類、野生動(dòng)物、牲畜等）的抗體反應(yīng)監(jiān)測(cè)。通過平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，研究人員能夠在不同地理區(qū)域追蹤病毒暴露情況，從而為全球蟲媒病毒的傳播和控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

圖5：ArboScan平臺(tái)的全球應(yīng)用前景

（圖5展示了ArboScan如何用于跨地域和跨物種的抗體反應(yīng)追蹤，為未來蟲媒病毒全球監(jiān)測(cè)提供技術(shù)保障。）

研究亮點(diǎn)

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1、大規(guī)模病毒覆蓋：ArboScan平臺(tái)包含691種蟲媒病毒的肽段庫(kù)，遠(yuǎn)超現(xiàn)有的其他檢測(cè)平臺(tái)，具有廣泛的病毒覆蓋能力。

2、高通量精確檢測(cè)：利用PhIP-Seq技術(shù)，ArboScan能夠高效、精準(zhǔn)地識(shí)別不同宿主中針對(duì)蟲媒病毒的抗體反應(yīng)。

3、應(yīng)用廣泛：該平臺(tái)不僅適用于人類樣本的分析，還可用于動(dòng)物及昆蟲樣本，拓寬了病毒監(jiān)測(cè)的范圍，為公共衛(wèi)生應(yīng)對(duì)提供新的工具。

4、病毒暴露追蹤：通過檢測(cè)抗體反應(yīng)的特異性，ArboScan能夠在流行病暴發(fā)時(shí)識(shí)別病毒感染的具體來源，為快速響應(yīng)和防控提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] Rehermann, B., Nascimbeni, M. Immunology of hepatitis B virus and hepatitis C virus infection. Nat Rev Immunol 5, 215–229 (2005). https:///10.1038/nri1573

END

文案 | 謝曉婷

排版 | 謝曉婷

審核 | 謝曉婷

發(fā)布｜姜笑南