HBV疫苗接种后超高和极低HBsAb水平志愿者HLA组成及TCRβCDR3受体库动态特征分析

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目的:1.筛选并获取重组乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)疫苗接种后超高、极低乙肝表面抗体(hepatitis B virus surface antibody,HBsAb)水平健康志愿者,分析其人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)组成,并在接种前、第2针接种后、第3针接种后、随访监测期间分析TCRβCDR3受体库的组成特征和变化。2.详细对比分析每个超高、极低HBsAb水平个体HBV疫苗应答前后TCRβCDR3受体库的组成特征和动态变化情况,以及超高组和极低组之间HLA位点、CDR3受体库的差异,为重组HBV疫苗及HBV感染后T细胞应答的特征、超高和极低HBsAb水平产生的可能机制等提供基础数据和新的研究思路和技术,同时将实验中发现有显著特征的HLA位点和TCRβCDR3序列提供到IMGT等公共数据库共享。方法:1.从遵义医科大学珠海校区在校的721名学生志愿者中,筛选到完全符合重组HBV疫苗接种条件的志愿者48名,并按标准接种程序接种。在第2针接种后,按HBsAb水平选取超高HBsAb水平志愿者(H组)5名(HBsAb>10000 m IU/m L),极低HBsAb水平志愿者(L组)5名(HBsAb<10 m IU/m L),以接种前、第2针接种后、第3针接种后、拟随访监测期间采集志愿者外周血作为研究样本。2.分离每份外周血样本(10 m L)中的单个核细胞(PBMCs),提取总RNA,逆转录成c DNA,采用多重PCR扩增人TCRβCDR3受体库,建库后的胶回收样本,采用Illumina Solexa HTS技术测序人TCRβCDR3受体库序列(华大基因公司完成)。3.第3针接种后另外采集2 m L外周血用于HLA分型检测(北京博奥晶典生物技术有限公司采用PCR-SBT方法完成)。4.HTS得到的每个样本的原始序列经NCBI数据库比对后,使用R语言中的自定义脚本进行处理,再将每个样本数据均一化处理到相同的文库大小,得到可用于分析的TCRβCDR3序列(杭州艾沐蒽生物科技有限公司完成);对比分析超高和极低HBsAb水平志愿者接种前后TCRβCDR3受体库多样性、V和J基因家族的取用和配对、CDR3长度、AA取用和CDR3区重叠等特征;对比分析两组之间HLA位点组成的特征和差异。结果:1.HBsAb水平:接种前10名志愿者乙肝五项全阴;H组中,第2针接种后,均为超高HBsAb水平(HBsAb>10000 m IU/m L);接种4年后,除H5(HBsAb=309.01m IU/m L)外仍保持高HBsAb水平(HBsAb>1000 m IU/m L);L组中,第2针接种后,均为极低HBsAb水平(HBsAb<10m IU/m L);第3针接种后,除L2(HBsAb=435.6m IU/m L)外均为低HBsAb水平(HBsAb<100 m IU/m L);接种4年后,除L2(HBsAb=51.65 m IU/m L)外均降至极低HBsAb水平(HBsAb<10 m IU/m L)。2.HLA分型:H组中,HLA-B位点中5名中3名表达HLA-B*40:01;HLA-C位点中5名中3名表达HLA-C*03:04;HLA-DQ位点中5名中3名表达HLA-DQB1*03:01;HLA-DP位点中5名中3名表达HLA-DPB1*05:01。L组中,HLA-A位点中5名中3名表达HLA-A*02:07,且其配对的等位基因主要为HLA-B*33:03;HLA-B位点中5名中分别有3名表达HLA-B*46:01、HLA-B*58:01;HLA-C位点中5名中3名表达HLA-C*01:02,且其配对的等位基因主要为HLA-C*03:02;HLA-DP位点中5名中4名表达HLA-DPB1*05:01,且其配对的等位基因主要为HLA-DPB1*13:01。3.CDR3受体库的多样性:H组中,第2针、第3针接种后多样性显著增加,接种4年后多样性显著降低;L组中,第2针接种后多样性显著增加,第3针接种后多样性增加、接种4年后多样性降低,但无统计学差异。4.TRBV-TRBJ基因家族的取用和配对:与L组相比,H组中TRBV15、TRBV29-1、TRBJ1-4的取用频率在接种后显著高于接种前;第2针接种后、第3针接种后H组中显著的优势配对为TRBV12-3-TRBJ1-5。5.氨基酸(AA)取用频率及长度分布:H组和L组在接种前、第2针接种后、第3针接种后和接种4年后,TCRβCDR3受体库中AA取用频率相似,均高频取用谷氨酰胺(Q)、谷氨酸(E)、酪氨酸(Y)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、甘氨酸(G)和丙氨酸(A),CDR3长度分布相似,均接近正态分布,主要以8-18个长度的氨基酸为主。6.CDR3重叠:H组中每个个体中接种前未监测到或低频,接种后高频克隆扩增的CDR3序列共75条,这75条CDR3序列中存在共同的基序(motif):“Y-NEQ”和“G-DTQ”,其中“Y-NEQ”、“DTQ”和CATSRVAGETQYF同已报道的一致,已报道的基序“NTE”、“ETQ”、“QETQ”、“GNEQ”在本实验结果中也存在。结论:1.HBV疫苗接种4年后,超高HBsAb志愿者HBsAb水平随着时间的推移而降低,但维持在较高水平,提示其体内一直存在较高比例的HBV疫苗相关的记忆B细胞/浆细胞。2.HBV疫苗接种后出现超高HBsAb水平,可能和HLA-B*40:01、HLA-C*03:04、HLADQB1*03:01以及和HLA-DPB1*05:01-DPB1*02:01/02:02/03:01的等位基因配对对高效递呈HBV疫苗相关抗原相关;而极低HBsAb水平可能和HLA-A*33:03、HLAA*02:07、HLA-B*46:01、HLA-B*58:01、HLA-C*01:02、HLA-C*03:02以及同HLADPB1*05:01-DPB1*13:01的等位基因配对对HBV疫苗相关抗原递呈效率相关,对HBV疫苗接种后超高和极低HBsAb水平个体的机制探讨,HLA的组成和配对是进一步研究的切入点。3.第2针、第3针HBV疫苗接种后,TCRβCDR3受体库多样性增加,可能和T细胞和B细胞之间的相互或协同作用相关,而超高和极低HBsAb水平两种个体的T细胞对辅助的B细胞辅助的效应上可能存在差异;超高HBsAb水平个体CDR3受体库中,共同的基序“Y-NEQ”和“DTQ”以及CATSRVAGETQYF序列,可能在HBV疫苗的T细胞应答机制中发挥重要作用,超高HBsAb水平的维持,除和记忆B细胞/浆细胞相关外,也可能和这些共享高频克隆的T细胞辅助相关。
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