艾沐蒽助力李兰娟院士团队发表关于乙肝疫苗免疫后TCR变化论文,助力优化乙肝疫苗开发

引言:

2021年6月17日,艾沐助力李兰娟院士团队在The Journal of Gene Medicine 杂志发表题为”Profiling T cell receptor β-chain in responders after immunization with recombinant hepatitis B vaccine”的研究论文。研究使用艾沐蒽生物ImmuHub®免疫组NGS平台,深⁡度⁢⁢解⁡⁠码⁢‍⁢乙肝疫苗对受试者T细胞受体(TCR)CDR3多样性和免疫学特性的影响,帮助了解T细胞对乙肝疫苗应答的机制,并有助于今后乙肝疫苗的优化设计。

摘要:

研究采用艾沐蒽生物ImmuHub®免疫组NGS平台和生物信息学分析方法,通过对6个乙肝疫苗接种后阳性应答者免疫组T细胞受体库(VPR组),和5个接种阴性应答者免疫组T细胞受体库(VNR组)建立比较组。分析TRBV、TRBJ和VJ基因的表达谱特征以及免疫多样性。结果显示,各样本的多样性等指数无显著差异。与VNR组相比,VPR组存在TRBV15、BJ2-3高表达;并且VPR组TRBV15/BJ2-5水平明显高于VNR组。另外,TRBV15/BJ2-5中CDR3的序列主要表达为“GGETQ”或“GETQ”。

背景:

T细胞不仅可以通过破坏乙肝病毒(HBV)感染的细胞来清除病毒,还参与乙肝疫苗受体产生乙肝表面抗体(HBsAb)的过程,以显性特异性TCR基因转导为基础的过继免疫治疗可成功应用于传染病的治疗和预防。目前,对乙型肝炎疫苗接种过程中T细胞帮助B细胞(浆细胞)产生HBsAb的机制尚不明确。TCR序列分析将有助于了解抗原特异性T细胞对乙肝疫苗的应答,发现与HBsAb相关的特异性T细胞克隆,从而了解T细胞对HBV疫苗应答的机制,并有助于设计和优化HBV疫苗。高通量测序(HTS)是研究免疫组库的重要手段,它可以在分子水平上分析TCR CDR3基因的重排特征、克隆类型和免疫谱。比较乙肝疫苗接种后有无产生HBsAb的受试者CDR3序列,可以揭示乙肝疫苗对受试者CDR3多样性和免疫学特性的影响。

结果:

T细胞的多样性

VPR和VNR之间特异性CDR3和CDR3的平均值均没有显著差异(图1A和1B)。此外,VPR组和VNR组的特异性CDR3/CDR3值相似(图1C),两组间无显著性差异。两组的Pielous/ Diversity(均一性和多样性)指数也无显著性差异(图1D)。

(图1)

TCR克隆的相似性

使用克隆性指数(CI)来评估每个样本T细胞克隆,结果表明,两组间TCR序列克隆性无显著差异(图2A)。此外,评估了排序前100个TCR氨基酸(AA)序列的累积百分比(CF100)。与CI一样,也没有显著差异(图2B)。

(图2)

CDR3长度分布

VPR组和VNR组CDR3核苷酸长度范围为正态分布(高斯分布),VNR组CDR3长度主要在36~45 bp之间,VPR组使用在45 bp的频率为最高,但VNR组使用42 bp CDR3的比例为最高,总序列长度减少了3个bp。(图3)

(图3)

TRBV、TRBJ基因频率差异

对于TRBV家族,在VPR组和VNR组之间进行比较,有2个TRBV(BV15,BV27)具有显著性差异(图4A)。同样,两组之间有2个TRBJ(BJ1-4,BJ2-3)存在显著差异(图4B)。

(图4)

V/J基因组合频率比较

通过IMGT数据库比较获得每个样本的所有V/J基因使用组合,并比较两组之间的频率,与VNR组相比,VPR中有2个表达TRBV/J(TRBV15/J1-3,BV15/J2-5)的克隆显著增加(图5C)。

(图5)

不同克隆表达水平分布的比较

本研究将V,J分为4个不同表达水平,分别为超表达克隆(SEC>1%)、亚高表达克隆(sHiEC,0.01%-1%)、中表达克隆(MEC,0.001%-0.01%)和低表达克隆(LEC,<0.001%)(包括计数为1的稀有克隆)。与VNR组相比,VPR组HEC、sHiEC、MEC的平均计数较低,但无显著性差异(图6A、6B、6C),而VPR组LEC的计数高于VNR组(图6D)。

(图6)


总结与讨论:

本研究首先通过高通量测序(HTS)和生物信息学分析揭示了VPR和VNR受试者免疫组库的一些相似特征,发现两组受试者之间存在显著差异的TRBV15、BV27家族。VPR受试者中TRBV15和TRBJ2-3基因的表达高于VNR受试者,提示这两个基因与乙肝表面抗体的产生过程呈正相关,不过这一假设还需要在今后的研究中用更多的案例加以验证。RBV15/J2-5组合基因在VPR中的高表达主要表现为CDR3基序中的“GGETQ”或“GETQ”,这有助于阐明疫苗对重组乙肝病毒表面抗原(rHBsAg)有无应答的机制,并有助于今后乙肝疫苗的优化设计。