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近年来随着高致病性禽流感病毒的进化和变异,它不但在世界范围内引起禽类流感的暴发流行,导致数以百万计的家禽死亡,而且还不断突破种间屏障引起人类感染和死亡,给人类健康和社会经济带来了巨大威胁。目前,预防或治疗流感的主要措施是抗流感药物和疫苗,但都有各自的缺点。抗病毒药物本身带来的副作用特别是对儿童和孕妇的高风险性以及耐药毒株的出现,限制了其有效性。而由于流感病毒表面糖蛋白的氨基酸残基的高突变性使得其能够躲避由当前疫苗引起的体液免疫反应,因而传统的疫苗无法应对新出现的大流行毒株。因此,高致病性禽流感所导致的居高的病死率且缺乏有效的治疗和预防的技术手段,使人们不得不高度关注这一具有威胁性的病毒。寻找有效的预防和治疗流感的策略与技术手段成为了传染病学界在流感研究方面的努力方向和工作重点。
血凝素(HA)是流感病毒最主要的表面糖蛋白,前体HA0经蛋白酶水解成以二硫键连接的HA1亚单位和HA2亚单位,它们分别在病毒与受体结合和膜融合过程中起着重要的作用,同时它们也是宿主产生中和抗体的重要靶抗原。对于高致病性流感病毒H5N1,其中和抗体能有效地保护机体免于病毒感染。因此,寻找它们的中和抗原表位是流感病毒中和抗体制备及免疫治疗的重要前提。
本研究主要涉及实验室前期用H5N1病毒免疫小鼠制备杂交瘤细胞获得的3个抗HA的鼠源单克隆抗体(H21,H76,H90)。我们主要对其中和活性、中和机制与抗原表位方面进行了研究与鉴定。首先,我们利用假病毒系统对这三个抗体的中和活性及其广谱性进行了研究,结果发现它们在H5N1不同亚型的病毒株之间(A/H5N1/VietNam/1203/04;A/H5N1/Hongkong/156/1997;A/H5N1/Xinjiang/1/2006;A/H5N1/Anhui/1/2005;A/Qinghai/59/2005)具有不同程度的中和活性,通过比较发现H21的中和效果最好,它对实验中的5株假病毒都具有中和作用,并且有相对较好的中和活性。对于它们的中和机制的研究,也是利用假病毒系统分别做了病毒结合实验和附着后中和实验,结果显示,这三个抗体均可阻断病毒与受体的结合而对膜融合过程不产生干扰,紧接着又对这三个抗体的抑制方式是否存在剂量依赖关系进行了进一步的研究,而结果也显示了它们在抑制病毒的进入过程中具有剂量依赖关系。此外,对于表位的研究鉴定,结合实验室前期所做的三个抗体的竞争实验,发现它们之间存在相互竞争,因此推测它们识别相同或相近,并结合中和实验的结果,我们选择以H21为代表对中和表位进行研究。先利用噬菌体随机肽库筛选出了模拟肽,然后将这些模拟肽进行软件的预测,预测到的氨基酸利用定点突变的方法对抗体的表位进行了鉴定,发现了H21抗体识别的表位位于HA1头部的接近受体结合区的位置。
综上所述,这三个抗体都能够中和H5N1亚型多株病毒,其中H21的中和活性和广谱性较好;它们都是通过阻断病毒与受体的结合来发挥中和作用的,而不干扰膜融合的过程;H21抗体的抗原表位位于HA1头部的受体结合区的附近。
本研究通过对上述3个鼠源性的H5N1单克隆中和抗体的系统分析,使我们对于流感病毒HA蛋白的中和机制及抗原表位有了进一步的认识,这对于开发新的抗病毒治疗方法和基于中和表位的疫苗策略提供了重要的信息。