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推荐阅读!本文研究发现人类经疫苗接种和感染后,会产生两种持久的类别转换记忆 B 细胞群体,即经典的 IgD?CD27+CXCR5+细胞和非经典的 IgD?CD27?CXCR5+ DN1 B 细胞。该研究对理解免疫记忆和疫苗开发意义重大。
### 研究背景
传统定义中,记忆淋巴细胞是一种持久的抗原特异性细胞,在没有抗原时也能持续存在,再次接触同源抗原时可被激活。经典的持久记忆 B 细胞通常被认为具有中等到高水平的体细胞高频突变(SHM),且仅在生发中心反应中产生。然而,目前人类记忆 B 细胞的分类方案并未将持久性作为标准。
在人类中,IgD?CD27+CXCR5+CD21+CD11c? B 细胞是传统的转换记忆(SWM)B 细胞,被认为源自生发中心。同时,还有多种不同的类别转换人类 B 细胞群体被报道,如年龄相关 B 细胞(ABCs)、DN2、DN3 等,但它们在缺乏或相对缺乏抗原时的持久性通常未被评估。
研究目的
通过研究所有八种类别转换 B 细胞群体,确定哪些是持久的记忆 B 细胞群体,并对其特征进行深入分析。
实验设计
- 研究对象:包括 SARS-CoV-2 mRNA 疫苗接种者(接种前、接种后不同时间点采血)、急性和康复期 COVID-19 患者,以及健康献血者。
- 实验方法:采用流式细胞术分析抗原特异性 B 细胞的表型和组成;通过对 FACS 纯化的 B 细胞进行 IgH CDRH3 区域 BCR 测序和全长 IgH V 基因测序,研究 B 细胞受体(BCR)序列;利用批量 RNA 测序和 Reactome 通路分析研究转录组特征;通过定量 RT-PCR 验证关键基因的表达。
实验结果
- 短期和持久的 B 细胞群体:mRNA 疫苗接种和急性病毒感染诱导出六种不同的短期激活 B 细胞群体,这些细胞在接种后 1 - 2 周内出现,在第二剂接种后 8 周内通常降至极低水平。而在接种后 20 - 24 周以及感染康复期,观察到两种持久的 SWM B 细胞群体,即经典的 CD27+ SWM 和 DN1 B 细胞。在健康献血者中,这两种细胞也占循环 IgD? B 细胞的主导地位。
- DN1 B 细胞特征:DN1 B 细胞大多已类别转换为 IgG,少数转换为 IgA,表面 CD40、CXCR5 和 CD62L 表达水平较高,表明其可能依赖 T 细胞帮助分化,且具有向次级淋巴器官迁移的倾向。在抗原再次暴露时,DN1 B 细胞会减少,而短期激活 B 细胞会增加。
- SHM 和选择压力:DN1 B 细胞的 SHM 频率较低,CDRH3 区域突变少,长度比 SWM B 细胞长。DN1 B 细胞的 CDR 和 FWR 区域的替换 / 沉默(R/S)突变比介于幼稚 B 细胞和 SWM B 细胞之间,且克隆扩增程度比 SWM B 细胞更高,BCR 多样性更低。
- 转录特征:批量 RNA 测序显示,DN1 B 细胞具有独特的转录组特征,与幼稚和 SWM B 细胞有明显差异。通过 Reactome 通路分析发现,DN1 B 细胞中上调的基因与细胞代谢相关,下调的基因与 GTPase 循环相关。进一步研究发现,DN1 B 细胞中 TP63 基因显著上调,其驱动的基因特征与抗凋亡相关,可能有助于 DN1 B 细胞的持久存在。
研究结论
- 研究确定了人类中只有两种类别转换 B 细胞亚群符合严格的记忆细胞定义,即经典的生发中心来源的 IgD?CD27+CXCR5+记忆 B 细胞和非经典的可能源自滤泡外的 IgD?CD27?CXCR5+DN1 B 细胞。
- DN1 B 细胞可能在滤泡外或 “额外生发中心” 环境中产生,具有较低的 SHM 频率和独特的 TP63 转录特征,这可能有助于其维持免疫抗原识别的广度。
- 研究为理解人类记忆 B 细胞的多样性和功能提供了新的视角,对疫苗开发和免疫治疗具有潜在的指导意义。
研究局限性
- 虽然发现了 TP63 在 DN1 B 细胞中的差异表达,但尚未确定其在 DN1 B 细胞中的功能作用,需要进一步在染色质水平研究以及通过小鼠 B 系特异性敲除 tp63 来验证。
- 目前无法确定人类记忆 B 细胞的起源位点。
- 研究仅局限于外周血,可能忽略了组织中存在的转换 B 细胞亚群。此外,研究未评估年龄、性别、种族或民族对记忆 B 细胞亚群诱导的影响,需要更大规模的研究来确定。