为了研究感染SARS-CoV-2的患者体内的长期抗体免疫能力,研究人员对87名COVID-19患者在感染后1.3和6.2个月时血液中的中和抗体水平及记忆B细胞特征进行了分析。
酶联免疫吸附(ELISA)和自动血清学测定结果发现,1.3到6.2个月间,血液中的抗RBD(新冠病毒刺突蛋白受体结合域)和抗N(核蛋白)抗体均显著下降,且各抗体的下降幅度均与初始抗体水平成反比。使用含SARS-CoV-2刺突蛋白的HIV-1假病毒测量血浆中和活性,发现与1.3个月时相比,6.2个月时针对新冠病毒的中和抗体滴度下降了5倍,这表明SARS-CoV-2感染后6个月时,患者体内具有中和活性的的抗体明显降低,但仍可检测到。
抗SARS-CoV-2的血浆抗体动力学
记忆B细胞是由免疫系统中的B细胞分化而来的,对抗原具有特异性的识别能力,当抗原二次感染机体时,记忆细胞可直接增殖、分化产生浆细胞,并产生抗体,与抗原结合。对患者体内的SARS-CoV-2记忆B细胞分析,发现1.3到6.2个月间,记忆B细胞群体中表达抗RBD的IgG抗体的记忆B细胞占比表现出小幅但显著的增加。
抗SARS-CoV-2 RBD的抗体序列
此外,研究人员还发现,1.3和6.2个月时的记忆B细胞还表现出了单克隆抗体种类的的更新和抗体序列的演变,这也说明在受到感染后1.3到6.2个月间,免疫系统一直在持续优化对新冠病毒的抗体免疫反应。对这两个时间点中的122个代表性抗体对RBD的反应性进行评估,发现其中有115种能与RBD结合,且6.2个月时抗体的EC50(半最大效应浓度)显著提高。
抗SARS-CoV-2 RBD单克隆抗体反应性
那么这些抗体对病毒突变菌株的抗性如何呢?研究人员对其与SARS-CoV-2的野生型RBD和突变体RBD的结合效果进行测定,发现两个时间点均出现的抗体克隆中,有83%的抗体克隆在6.2个月时与突变RBD的整体结合增加,且在E484(巴西及南非突变株突变位置),Q493,N439,N440和R346这些RBD突变氨基酸位置上是结合增加最为显著。对能与突变RBD结合的抗体的中和广度进行分析,发现除了具有更强的中和力外,进化的记忆B细胞表达的抗体也具有更高的中和广度,部分抗体能中和一种以上病毒变体。
抗SARS-CoV-2 RBD单克隆抗体的中和活性
最后,研究人员分析,抗体的不断进化可能是通过抗原以免疫复合物的形式保留在滤泡树突状细胞表面很长时间,使得在生发中心进行的B细胞产生体细胞超突变和不断选择而发生的,人体组织中残留的低水平病毒蛋白质也可能作为抗原进一步促使抗体不断进化。