1. Author

Patrick C. Wilson

Wilson于2000年在萨斯大学获得免疫学博士学位，并在纽约洛克菲勒大学（Rockefeller University）的Nussenzweig实验室接受博士后培训。他目前在芝加哥大学医学/风湿病系担任副教授，终身教职。

Wilson博士致力于从B细胞群体中克隆重组单克隆抗体，此外也试图研究B细胞对感染的反应，并克隆其他对流感病毒HA和NA糖蛋白特异的人类抗体。

2. Background

2.1 混合免疫（hybrid immunity）

混合免疫（hybrid immunity）是指在免疫系统中同时存在两种或更多种类的免疫反应，包括固有免疫和获得性免疫。固有免疫是机体对病原体的非特异性防御机制，而获得性免疫则是通过抗原识别和特异性抗体或细胞介导的免疫反应来对抗病原体。混合免疫可以通过多种方式实现，例如疫苗接种、感染后产生的免疫应答以及胎儿从母体获得的抗体等。

由加拿大多伦多大学Niklas Bobrovitz领衔的研究团队，在著名期刊《柳叶刀·传染病》发表了一项重要研究成果。这项研究发现，有既往感染史且完成了疫苗接种的“混合免疫“患者体内有着很强的保护效应。Bobrovitz在论文中写道，新冠感染引起的对再感染和重症的保护作用会衰减，而接种疫苗可以增加保护效果的持久性。此外，这个研究还发现，接种疫苗的剂次越多，混合免疫的保护效果越好。

Niklas Bobrovit 团队发表文章

3. Methods

1. 通过流式细胞术分选CD3-CD19+Antigen+B细胞、

2. 重组Spike蛋白的表达

3. 竞争性ELISA确定结合表位

4. 蚀斑减少实验和空斑实验测试中和能力

5. 冷冻电镜、负染、X射线晶体衍射解析结构

4. Results

实验团队通过队列分析以及细胞测序筛选得到了14个RBD特异性的抗体。其中有4个2类抗体、2个3类抗体以及8个未分类的抗体。其中2/3类的抗体容易被突变株逃逸并且交叉反应性较差。但是未分类的抗体具有良好的交叉反应行，其中S451-1140, S626-161和S728-1157具有良好的中和效应。其中S728-1157对Omicron具有显著的中和作用，S626-161针对VOCs的中和能力不如其他两个，但是可以广谱的中和sarbecoviruse，其原因可能是因为S626-161的CDR-H3较长，可以更好的保守残基相互作用。值得注意的是，在这个三个抗中，只有S728-1157的重轻链配对组合未有报道，换言之这类抗体S728-1157并不是传统意义上的公众抗体。

分离抗体对不同突变体的结合与中和情况

根据之前的报道，S-2-P相比于WT的Spike可以更好的引起免疫反应，后续的S-6-P甚至比S-2-P更好，所以实验团队试图探究上述3个抗体对这两种不同抗原的作用情况。发现在S-2-P的实验中，这三种抗体针对Omicron的结合明显差于其他的突变株。而总体效果方面，S-6-P的结合好于S-2-P，这可能因为S-6-P的RBD采用的是”up”的构象。

接下来的的BLI竞争性实验发现S451-1140和S728-1157的结合表位相似，S626-161的结合表位则相差甚远。S728-1157的重链是由IGHV3-66编码的，换言之，他的CDR-H3更短。值得注意的是，以结合模式1(即RBS- a或1类位点)结合RBS的单克隆抗体（CC12.1、CC12.3、B38等），更倾向于使用IGHV3-53或3-66，并且对VOC突变敏感(40)。然而，S728-1157的CDR-H3区域与这类抗体的其他抗体非常不同，这可能解释了其更广泛的活性。在后续的冷冻电镜结果图中，进一步解释了这一区别：① 同IGHV3-53一样S728-1157结合Spike的“up“构象。②S728-1157也具有NY motif以及SGGS motif，使得这个抗体具有很强的中和能力。③ 不同的是S728-1157的VH延展性更好，可以深入疏水口袋和RBD结合，这就导致他对突变位点相对不敏感。

S728-1157广谱中和的作用机制

在得到上述结果以后，实验团队以豚鼠作为实验工具，进行了体内实验。之前体外的中和实验中S728-1157相比于其他两个抗体并没有很出色，但是在体内实验中S728-1157的保护作用明显好于其他两个抗体。并且比较不同组织发现，S728-1157保护肺的能力优于其他组织。

接着实验团队试图去解决这样一个科学问题：新冠感染诱导产生的抗体中，能否产生S728-1157样的抗体。利用竞争ELISA发现：很少能诱导产生强有力的S728-1157样抗体，并且大多数是同CR3022表位相同的4类抗体。此外通过队列研究发现：感染康复后接种疫苗的人群可以更好的产生S728-1157样抗体，即混合免疫促进了S728-1157样抗体的产生。

5. Discussion

作者：Siriruk Changrob

通讯作者：Patrick C. Wilson

单位：Drukier Institute for Children’s Health, Department of

Pediatrics, Weill Cornell Medicine, New York, New York, USA.

年份：2023.04.17

期刊：The Journal of Clinical Investigation

科学问题：队列高反应组的高体细胞高突变率抗体有什么特点，是否可以中和Omircron？

结论：S728-1157很少在RBD特异性记忆B细胞中被诱导。天然感染人群似乎更倾向于诱导针对CR3022(4类)表位的抗体，有趣的是这种特异性的抗体通常是交叉反应的，但中和性较差。与大多数IGHV3-53/3-66 RBS-A/class 1抗体不同，S728-1157可以通过CDR-H3和RBD之间的广泛相互作用来适应VOCs中的关键突变。尽管对“VOC交叉反应“至关重要的CDR-H3大部分是胚系基因编码的，但CDR-H1、CDR-H2和CDR-L1中的几个体细胞突变残基参与了与SARS-CoV-2 RBD的相互作用。一方面，这表明编码IGHV3-53/66类抗体的记忆B细胞可以通过进一步的SHM获得更好的交叉反应。另一方面，这也表明了设计针对s728 -1157样naive B细胞的生殖系靶向免疫原的可能性。总而言之，尽管不同突变株在RBD区域发生了突变，但是S728-1157样抗体仍然可以很好的结合，也就证明了S728-1157样抗体的表位是中和病毒至关重要的，如果推论没有错误，那么后续的突变株在S728-1157样抗体的结合表位中的突变频率会大大降低。

Graphical abstract