《Virus Research》:Implications of Immune Responses to DENV, JEV, and ZIKV Infections for Cross-Reactivity and Considerations for Vaccine Evaluation
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本研究针对登革病毒(DENV)、日本脑炎病毒(JEV)和寨卡病毒(ZIKV)抗体交叉反应性这一关键科学问题,通过分析越南患者血清样本,系统评估了中和抗体(NAb)和抗体依赖性增强(ADE)活性。研究发现二次感染患者对DENV-4的NAb效价最高,而DENV-2呈现最强的ADE效应,并首次证实JEV和ZIKV存在交叉ADE现象。该研究为阐明黄病毒交叉免疫机制提供了重要证据,对疫苗研发和评价具有指导意义。
在热带和亚热带地区,由蚊子传播的黄病毒一直是公共卫生的重要威胁。登革病毒(DENV)、日本脑炎病毒(JEV)和寨卡病毒(ZIKV)作为黄病毒属的典型代表,不仅具有相似的遗传结构和抗原特征,更令人担忧的是,它们引发的免疫应答存在复杂的交叉反应现象。这种交叉反应就像一把双刃剑:一方面,交叉反应性中和抗体可能提供一定程度的保护作用;另一方面,它也可能通过抗体依赖性增强(ADE)效应,让病毒更易感染细胞,甚至加重病情。
特别是在登革热流行区,二次感染不同血清型的DENV会增加严重登革热的风险,这主要归因于ADE现象。更复杂的是,随着JEV疫苗的广泛接种和ZIKV的出现,人群中原有的免疫背景可能会影响对新感染的反应。然而,在越南这样的黄病毒共流行地区,关于DENV、JEV和ZIKV之间交叉中和和ADE的系统研究仍属空白。正是为了填补这一重要知识缺口,来自日本长崎大学热带病毒疫苗开发部门的研究团队开展了这项创新性研究,相关成果发表在《Virus Research》期刊上。
研究人员主要运用了酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清中病毒特异性IgG抗体水平,通过基于黄病毒17D疫苗株的亚基因组复制子系统制备病毒样颗粒,并利用表达FcγRIIA受体的BHK细胞系进行中和抗体(NAb)和ADE测定。这些先进的技术方法为深入研究抗体交叉反应提供了可靠平台。
研究团队对2017-2019年越南登革热暴发期间收集的68例确诊患者血清样本进行了全面分析。患者特征显示,DENV-1是主要的流行血清型(69.12%),其次是DENV-2(26.47%)。根据世界卫生组织(WHO)标准,70.59%为原发感染,29.41%为继发感染。
在抗体水平特征方面,研究发现了有趣的模式。无论是原发还是继发感染,针对JEV的IgG抗体滴度都是最高的,其次是DENV,而对ZIKV的反应相对较弱。这一现象很可能反映了越南人群中普遍存在的JEV疫苗接种或自然感染背景。特别值得注意的是,在发病3-7天采集的样本中,JEV特异性IgG水平显著高于0-2天采集的样本,提示在急性DENV感染期间可能存在针对JEV的记忆性免疫应答激活。
中和抗体分析揭示了更深入的免疫特征。在Fcγ受体阴性细胞中,继发感染患者对所有四种DENV血清型都产生了较高的中和抗体效价,其中对DENV-4的效价最高,其次是DENV-2、DENV-3,对DENV-1的效价最低。对JEV和ZIKV也检测到了交叉中和活性,但效价低于对DENV的反应。重要的是,在表达FcγRIIA的细胞中,所有中和抗体效价都较低,突出了Fcγ受体途径在病毒进入中的重要作用。
ADE分析结果尤为引人注目。继发感染血清对所有四种DENV血清型以及ZIKV和JEV均表现出ADE效应。DENV-2的增强效应最强(28.21倍),其次是DENV-1(17.95倍)和DENV-3(11.54倍),而DENV-4的增强效应最小。值得注意的是,出现预警体征的患者对DENV-1、DENV-2和ZIKV的增强水平更高,提示ADE可能与疾病严重程度相关。
时间动态分析显示,在原发感染中,ADE主要出现在发病后期(3-7天),且仅针对DENV-1和JEV。而在继发感染中,ADE效应更加明显,且多数病毒的增强高峰出现在发病后期,唯独DENV-1在早期(0-2天)就表现出较强的增强效应,表明可能存在DENV-1特异性的预存增强抗体。
血清型特异性分析进一步丰富了我们对交叉反应的理解。DENV-1感染者的血清对DENV-2表现出最强的ADE效应,而对ZIKV、JEV和其他DENV血清型也有明显增强。DENV-2感染者的血清则主要对自身血清型表现出强增强效应。
这项研究系统揭示了在黄病毒共流行地区,预存免疫力对后续感染的复杂影响。研究结果强调,在登革热疫苗设计和评价中,必须充分考虑交叉反应性抗体可能带来的双重效应——既可能提供保护,也可能通过ADE增加风险。特别是在JEV疫苗广泛覆盖的地区,疫苗诱导的免疫力如何影响自然DENV或ZIKV感染,是需要密切关注的问题。
该研究的发现对公共卫生实践具有重要启示。首先,它强调了在黄病毒流行区进行全面免疫背景评估的必要性。其次,研究建立的综合评估方法(同时检测中和与增强活性)为疫苗评价提供了更全面的框架。最后,研究结果提醒我们,在推广黄病毒疫苗时,需要谨慎评估交叉免疫的潜在影响,以确保疫苗的安全性和有效性。
这项研究不仅增进了我们对黄病毒交叉免疫机制的理解,也为开发更安全有效的疫苗策略提供了重要科学依据。随着全球气候变化和人口流动增加,蚊媒病毒的威胁日益严峻,此类基础性研究将为未来传染病防控提供关键支持。