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流感病毒能够引起一种传染性疾病,流行性感冒。流感病毒能在世界范围内广泛传播并切宿主范围很广。其中甲型季节性流感,每年可导致全球25-50万人口的死亡。当新病毒产生,并且引起在世界范围内的人类感染时,就引发流感的大流行。开发能够预防和保护已知的和未知的流感病毒感染的抗病毒手段,包括化学药,疫苗,抗体等,是很有必要的。 自1996年高致病性禽流感病毒H5N1在中国出现,造成数亿的家禽感染。目前为止,H5共有849例人感染,其中449人死亡,它在人类的致死率近60%,对公共健康造成了极大的威胁。极少数重组事件能引发新的H5Nx的毒株出现,如H5N2,H5N3,H5N5,H5N6,H5N8和H5N9等,在世界范围内造成了大量的禽类死亡。下一次流感的大流行的可能性,以及H5的高致死率,引起了极大的公众关注。 我们实验室之前从感染H5N1的康复期病人的记忆B细胞中分离出三株抗体。对其中的两株100F4和65C6进行了研究。发现在体外中和活性具有广谱性,能够中和除了7.2亚分支中的所用毒株。并且通过晶体结构解析发现100F4是含有21个氨基酸的构象表位,位于HA蛋白的头部受体结合位点之外;65C6含有18个氨基酸的构象表位,位于HA头部,受体结合位点之外。对抗体的中和机制的研究发现在病毒与宿主受体结合之前,还是之后,抗体都能与病毒结合。100F4主要通过抑制病毒与内体膜融合来阻断感染;65C6不仅能够部分的抑制病毒与细胞受体的结合,而且主要功能是抑制病毒与内体膜融合。在小鼠的体内保护实验,发现两株抗体有很好的预防和治疗效果,这提示了抗体对高致病禽流感H5具有临床治疗的应用前景。 抗体在流感病毒的免疫保护过程中起重要作用。已有研究表明,抗原表位在流感病毒血凝素蛋白的茎区的广谱性抗体,在体内保护过程中需要Fc与Fcγ受体的相互作用,能增加抗体的效力。抗原表位在血凝素蛋白的头部受体结合位点处针对特定株的抗体在体内保护过程中不需要Fc与Fcγ受体的相互作用。在对H1和H7流感病毒的抗体研究中发现,抗原表位在血凝素头部受体结合位点之外的抗体针对某一株病毒的体内保护显示需要Fc与Fcγ受体的相互作用。在H5流感病毒的抗体研究中,表位在血凝素蛋白头部书体结合位点外,是否需要Fc与Fcγ受体的相互作用,以及这种相互作用是否有病毒株的特异性还未被研究。 在本论文中,我们对人源单克隆抗体100F4和65C6进行鼠源化,构建鼠人嵌合抗体100F4/IgG2a、100F4/D265A、65C6/IgG2a、65C6/D265A。小鼠的IgG2a主要是与激活性Fc受体结合,D265A失去了与Fc受体结合的能力。首先我们通过对人源单克隆抗体体外中和实验,选择其中的3株病毒,A/Shenzhen/406H/06(SZ06),A/chicken/Shanxi/2/2006(SX06),A/chicken/Netherlands/14015526/2014(NE14)。SZ06是筛选抗体的来源株,NE14是H5的新现株,SX06病毒株是抗体100F4和65C6几乎不具有或只有少量的中和活性的毒株人源单克隆抗体100F4和656C对三株病毒都有体内保护。再次,我们分析嵌合抗体的生物学活性。通过体外实验分析嵌合抗体对三株病毒的中和作用,结合作用,以及抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用,来评价嵌合抗体。我们发现4株嵌合抗体能很好的中和以及结合到其中两株SZ06,NE14;而对SX06有相对较弱的中和能力以及结合能力。100F4/IgG2a和65C6/IgG2a对三株病毒都有ADCC作用,并且与100F4/D265A,65C6/D265A相比有统计学差异。再次我们通过体内实验检测了嵌合抗体的半衰期以及嵌合抗体对3株病毒的体内保护作用。对三株病毒的体内保护中,65C6/IgG2a和65C6/D265A对感染病毒的小鼠保护作用相似。对三株病毒的体内保护作用中,100F4/IgG2a和100F4/D265A不同。说明在体内保护过程100F4需要Fc与Fc受体相互作用,65C6不需要Fc与Fc受体的相互作用。并且这种相互作用与病毒株无关。 因此我们认为,两株抗体对三株病毒的体外中和活性、体外亲和力的大小,以及ADCC作用相似。但是体内保护过程中100F4和65C6对Fc与Fcγ受体相互作用的需求是不同的。100F4体内保护过程中需要Fc与Fcγ受体相互作用,而65C6不需要这种相互作用。因此100F4和65C6在体内保护H5感染的过程中,对Fc与Fcγ受体相互作用的需求,并不受病毒株的影响,而是受到抗原表位的影响。 这些发现进一步完善了我们对流感抗体的体内保护机制的理解。