抗體依賴性增強作用機制

關(guān)于抗體依賴性增強作用機制第1頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四

contents一、ADE的作用二、感染時存在ADE作用的病毒三、ADE的作用機制四、產(chǎn)生ADE作用的病毒進入靶細胞的途徑五、ADE機制研究的意義第2頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四一、ADE的作用

病毒感染都是從黏附于細胞表面開始的，黏附是通過病毒表面蛋白與靶細胞上特異性受體和配體分子的相互作用來完成的。病毒表面蛋白的特異性抗體常常可以阻抑這一步驟，將病毒“中和”，使其失去感染細胞的能力。

然而在有些情況下，抗體在病毒感染過程中卻發(fā)揮相反的作用。它們協(xié)助病毒進入靶細胞，提高感染率，這一現(xiàn)象就是抗體依賴性增強作用。Antibody-dependentenhancement，ADE第3頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四一、ADE的作用ADE作用最早由Hawkes在20世紀60年代報道。直到70年代中期，人們在研究登革熱病毒時才明確了ADE作用與致病性之間的關(guān)系。自此以后，在多個科屬的40余種病毒的感染中發(fā)現(xiàn)有ADE作用的存在。這些病毒大多數(shù)表現(xiàn)為嗜好在巨噬細胞中繁殖和容易引發(fā)宿主的持續(xù)性感染，用常規(guī)疫苗免疫來防治這類具有ADE效應的病毒病時常常難以奏效。第4頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四二、感染時存在ADE作用的病毒第5頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四第6頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四三、ADE的作用機制ADE作用的具體作用靶細胞多為成熟的單核一巨噬細胞系，其他抗原呈遞細胞(APC)，某些正常T細胞，B細胞或EB病毒／巨細胞病毒(CMV)轉(zhuǎn)染的T、B細胞系以及其他一些幼稚細胞系等。這些細胞共同的特點是大多有一些相關(guān)受體。而這些受體又是某些病毒感染和擴增的捷徑——借助各類特異的受體一配體反應，提高病毒與靶細胞結(jié)合的概率，而表現(xiàn)出ADE效應。

據(jù)推測，這些ADE相關(guān)病毒上可能存在不同的抗原表位，有些表位誘導中和性抗體，有些表位刺激增強性抗體。第7頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四三、ADE的作用機制

不同病毒感染中的ADE作用與靶細胞種類、靶細胞的分化成熟及活化程度有關(guān)。另外在實驗中還觀察到，病毒感染中ADE作用發(fā)生與否，還和病毒感染與被動免疫的間隔時間有關(guān)。若在病毒感染動物的同時注射特異性抗體則大多能起到很好的保護作用，而在病毒感染后再注射抗體，則即使是中和抗體也有可能增強病毒毒力。第8頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四三、ADE的作用機制研究者推斷在人類免疫缺陷病毒體外感染的ADE作用中至少存在5中機制：病毒-抗體復合物與FcR受體作用增強了對細胞的粘附；病毒-抗體-補體復合物通過與靶細胞上的CR2受體作用增強了粘附；病毒粒子上補體成分的沉積有助于病毒囊膜與細胞膜的融合；通過FcR或CR，使補體活化產(chǎn)物和細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導對靶細胞產(chǎn)生刺激效應（如增強胞吞作用)；當抗體或可溶性CD4在中和濃度以下時，可以結(jié)合到gp120寡聚體的一個亞基，引起其他亞基的構(gòu)型改變，使gp120活化，促進病毒囊膜與細胞膜的融合。第9頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二第10頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二Fc受體(FcR)介導的ADE作用最早由Halstead等提出，現(xiàn)在認為這是最常見的ADE作用機制。在這一作用機制中，通過抗體Fc片斷與細胞表面FcR的相互作用使病毒一抗體復合物與具有FcR的細胞結(jié)合(免疫系統(tǒng)的細胞。包括巨噬細胞、單核細胞、B細胞、嗜中性白細胞和粒細胞)，使病毒黏附于細胞表面，從而使細胞對病毒的攝入和內(nèi)在化增強。隨后可能由于病毒不能被立即滅活，導致病毒在細胞內(nèi)的復制并隨之擴散。許多病毒，如登革病毒、HIV猴免疫缺陷病毒、阿留申水貂病病毒、呼吸道合胞病毒、西尼羅病毒、甲型流感病毒、漢坦病毒、麻疹病毒、腺伴隨病毒、黃熱病毒如日本腦炎病毒、蜱傳腦炎病毒和Wesselsbron病毒等感染的ADE皆依賴于FcR途徑。Fc受體（FcR）介導的ADE第11頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二研究表明Fcl／RI、FclRI、CDl5、B2一mG、CD33的雙特異性單克隆抗體(McAb)能介導登革熱病毒(DENV)到達細胞表面，促進病毒與其受體相互作用，從而增強感染。通過阻斷靶細胞上FcR，或用葡萄球菌A蛋白封閉免疫球蛋白的Fc段，或采用相應的免瘴球蛋白F(ab)片段等，均可阻斷ADE現(xiàn)象。證明通過FcR進入相應細胞是病毒感染引起ADE現(xiàn)象的一條重要途徑。進來有證據(jù)顯示ADE介導的Fc受體的連接作用可能通過促進早期的白細胞介素一10(IL一10)的分泌。導致細胞通信抑制因子(socs)蛋白和TH2的表達，抑制宿主細胞抗病毒基因表達。Fc受體（FcR）介導的ADE第12頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二由補體受體CR介導的ADE作用由Cardosa等最早提出，該途徑通過免疫球蛋白(熱穩(wěn)定性因子)與病毒結(jié)合并激活補體系統(tǒng)(熱不穩(wěn)定性因子)，然后與靶細胞上的補體受體相結(jié)合，導致病毒內(nèi)在化和感染的增強。在這條途徑中，免疫球蛋白、MHCI類抗原受體CD4、補體激活替代途徑、補體成分C3d的受體CR2是被認為是必需的。另外也有人認為這一途徑中CR的作用并不是直接將病毒導人靶細胞，而是使病毒能更好地與靶細胞上的病毒受體相結(jié)合，從而增加感染機會。HIV/SIV、DENV等病毒都通過這一途徑而引起ADE作用。Sullivan等提出了體外HIV感染中ADE作用的另一種機制。當抗體或可溶性CD4在中和濃度以下時，可以結(jié)合到gpl20寡聚體的一個亞基，引起其他亞基的構(gòu)型改變，使gpl20活化，促進病毒囊膜與細胞膜的融合I表達此蛋白的假病毒顆粒感染293和內(nèi)皮細胞的水平。在這一ADE作用中，血清中熱不穩(wěn)定因子是必需的。說明它不是依賴FcR的，而是依賴補體的。但是這一增強作用并不需要補體的活化。因為經(jīng)典補體途徑的抑制劑并沒有抑制這一作用，反而使增強作用加大。補體受體（CR）介導的ADE第13頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二有研究發(fā)現(xiàn)西尼羅病毒對具有FcR的P388DI細胞的感染性在抗病毒IgM存在的情況下增強。補體3型受體(CR3)的特異性單抗可以阻斷這一增強作用，但FcR的抗體卻不能阻斷這一作用。這一發(fā)現(xiàn)表明，黃病毒感染中ADE作用存在兩種不同的作用機制：分別由FcR和CR介導。FcR只在免疫系統(tǒng)的細胞中表達，而CR的分布相對較廣。補體受體（CR）介導的ADE第14頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二從漸漸恢復的病人得到的血漿和血清增強靈長類動物腎細胞的埃博拉病毒的感染．而且這種增強作用被病毒糖蛋白抗體和補體成分Clq介導．且是埃博拉病毒感染非單核細胞ADE現(xiàn)象的唯一介質(zhì)．這是病毒感染中ADE作用的又一機制：由病毒、抗體和Clq形成的復合體與細胞表面的Clq受體(CIqR)結(jié)合．促進了病毒與特異性受體的結(jié)合或者通過CIqR介導的細胞間信號轉(zhuǎn)導引起靶細胞的胞吞作用。HIV感染中也可能存在Clq介導的ADE作用(Prohaszka，1997)。在正常生理條件下，Clq分子與絲氨酸蛋白酶酶原、Clr和Cls結(jié)合在一起。當Clq與激活因子(如抗原、抗體復合物)結(jié)合時，血清中Cl抑制因子可以介導Clr和Cls從Clq上分離下來．這樣就可使Clq與細胞表面受體的結(jié)合增強。病毒感染ADE作用中Clq與CIqR的參與說明這可能是一種普遍存在的機制．因為CIqR不僅存在于免疫細胞表面．許多其他的細胞，如嗜中性粒細胞、B細胞、成纖維細胞、平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞等也具有CIqR。其他因子介導的ADE第15頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二MehlhopE等指出ADE很有可能促進prrsv的發(fā)病而且被26Ka包膜蛋白特異性抗體介導。MahalingamS等研究發(fā)現(xiàn)羅斯河病毒的抗體依賴性增強作用抑制脂多糖誘導的抗病毒轉(zhuǎn)錄因子(ATAT-1和NF-kappaB)復合物。通過對HIV的ADE研究，認為CD4分子在病毒感染單核細胞或非單核細胞系(如EB病毒轉(zhuǎn)化B細胞)時也是重要的介質(zhì)。ChenRF等研究顯示登革熱2型(DEN一2)感染的ADE與免疫抑制介導因子如PGE(2)和IL-4合成有關(guān)。GuuillonC等發(fā)現(xiàn)病毒表面蛋白gpl20的結(jié)構(gòu)決定人類免疫缺陷癥病毒1傳染的抗體介導的增強作用。并依靠gpl20一CCR5相互作用的調(diào)節(jié)。HuanqKJ等利用流動細胞計數(shù)方法和單克隆抗登革熱抗原，觀察到抗E和抗prM抗原都能增強登革熱感染且有濃度依賴性但與血清型無關(guān)。此外，抗prM抗原通過肽特異性結(jié)合機制，同樣在FcR缺失細胞上增強登革熱病毒粒子的結(jié)合和感染，如BHK一2’1或A549細胞?？筽rM抗原(Ab)與BHK一12或A549細胞有交叉反應且識別自我抗原如熱休克蛋白60。簡而言之。除了細胞表面FcR傳統(tǒng)性增強作用，抗prM抗原在登革熱病毒粒子上介導的增強作用由雙重特異性結(jié)合登革熱病毒粒子和靶細胞介導。其他因子介導的ADE第16頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四四、產(chǎn)生ADE的病毒進入靶細胞的途徑試驗二除通過FcR和(或)CR可介導ADE作用外，有些針對病毒的特異性抗體可能只是引導病毒到達靶細胞表面，進而增進其與病毒受體的結(jié)合效率，而另外一些細胞表面分子也可能起到介導作用，或其本身就是病毒受體。第17頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四ADE的5種機制試驗二ⅠFc片段與Fc受體作用Ⅱc3片段與c3受體作用ⅢClq片段與CIq受體作用I：ADE作用是通過與病毒結(jié)合的抗體上的Fc片段與細胞表面的Fc受體的相互作用介導的；Ⅱ：補體通過經(jīng)典途徑激活后，C3片段與補體受體的相互作用引發(fā)了ADE；Ⅲ：結(jié)合在抗體上的Clq與細胞表面的C1q受體結(jié)合后促進了病毒對細胞的黏附；第18頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四ADE的5種機制試驗二Ⅳ抑制抗病毒基因表達V改變病毒蛋白構(gòu)型IV：具有ADE作用的病毒復制時可以抑制細胞抗病毒基因的表達；V：抗體與病毒表面蛋白結(jié)合后會引發(fā)病毒蛋白構(gòu)型的改變，會促進與細胞的融合第19頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四五、ADE機制研究的意義試驗二疫苗介導病毒感染的敏感性增強或變體病毒發(fā)病機制的例子已經(jīng)被很多種不同病毒屬的感染證明。研究表明，梅迪維斯納和山羊關(guān)節(jié)炎滅活疫苗不但不能預防感染，而且還促進炎性疾病的發(fā)生；猴艾滋病和馬傳染性貧血亞單位疫苗有時也能促進感染；臨床上有時見到接種PRRS疫苗后使PRRS癥狀加劇。PRRS疫苗病毒誘導的抗體能增強野毒株在豬體內(nèi)的復制，而疫苗病毒的增殖也能被野毒株誘導的母源抗體所增強。豬群受到PRRSV野毒感染后，群體內(nèi)免疫水平參差不齊，不同個體的ADE差別很大；另外，通過母源抗體獲得對PRRS被動免疫的仔豬，一旦抗體水平下降至保護性水平以下(亞中和水平)，PRRSV就會表現(xiàn)ADE活性，從而增加了動物感染和發(fā)病的危險性。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，21點44分，星期四五、ADE機制研究的意義試驗二很多基于這種現(xiàn)象的機制仍然不是很明白。一般來說慢病毒感染尤其是關(guān)于HIV和AIDS病毒疫苗的研制幾乎沒有成功的。對于疫苗介導的增強感染的敏感性，確定的病毒如貓科冠形病毒、登革熱病毒和貓免疫性缺陷病毒，已經(jīng)被證實抗體依賴性增強作用扮演這非常重要的角色。