柯薩奇病毒A16抗體中和的分子機(jī)制

———柯薩奇病毒A16抗體中和的分子機(jī)制

柯薩奇病毒A16(CVA16)是小核糖核酸病毒科腸道病毒屬的成員，是嬰幼兒中流行的手足口病(HFMD)的主要病原體之一。CVA16感染可能導(dǎo)致自限性疾病以及嚴(yán)重的臨床結(jié)果，例如腦炎、心肌炎、肺炎，甚至死亡。此外，CVA16經(jīng)常與其他引起手足口病的病原體共同傳播，例如人類腸道病毒A71(EV71)、柯薩奇病毒A6(CVA6)和柯薩奇病毒A10(CVA10)，導(dǎo)致共同感染和病毒基因重組，這使得防控手足口病更具挑戰(zhàn)性。

01研究初衷

2023年12月21日，中國(guó)科學(xué)院分子病毒學(xué)與免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室ChaoZhang團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表一篇名為《MolecularmechanismofantibodyneutralizationofcoxsackievirusA16》的文章，他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的初衷是研究?jī)煞NCVA16特異性中和單克隆抗體(MAb)9B5和8C4的功能和工作機(jī)制，從而改善目前沒有可用于柯薩奇病毒CVA16的疫苗或抗病毒劑的困境。

02針對(duì)CVA16的中和MAb的鑒定

為了制備CVA16特異性中和MAb，用滅活CVA16（菌株SZ05）免疫小鼠，從中產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，獲得了三個(gè)具有中和活性的穩(wěn)定雜交瘤單克?。?C4、9B5和9G1）。分別測(cè)試了同種型和中和作用、細(xì)胞活力、病毒顆粒的結(jié)合動(dòng)力學(xué)等參數(shù)。圖1：抗CVA16MAb的中和、結(jié)合親和力和相互競(jìng)爭(zhēng)

根據(jù)結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果，三個(gè)MAbs可以被分為兩個(gè)非競(jìng)爭(zhēng)性的抗體組：第1組由9B5和9G1組成，第2組由8C4單獨(dú)構(gòu)成。MAb9B5比第1組中的9G1和第2組中的8C4具有更強(qiáng)的中和作用，被選為兩個(gè)抗體組的代表進(jìn)行后續(xù)深入分析。

038C4和9B5的預(yù)防和治療功效

給幾組剛出生1天的ICR小鼠注射PBS、10mg/kg的抗CVA16單克隆抗體8C4或9B5、8C4和9B5的組合（每種抗體10mg/kg），或10mg/kg的IgG對(duì)照抗體2H2。二十四小時(shí)后，小鼠受到CVA16/MAV病毒攻擊，每天記錄小鼠的生命狀態(tài)和臨床評(píng)分。

圖2：抗CVA16MAb的體內(nèi)保護(hù)功效

除了一只小鼠以外，所有用8C4、9B5或8C4+9B5組合處理的小鼠都表現(xiàn)出健康的生命體征。這些數(shù)據(jù)證明了8C4、9B5和8C4+9B5組合的起到有效的體內(nèi)預(yù)防功效。

04MAb8C4和9B5的中和機(jī)制

進(jìn)行MAb在哪個(gè)步驟發(fā)揮抗病毒作用確定。簡(jiǎn)而言之，培養(yǎng)的細(xì)胞要么與單個(gè)MAb預(yù)混合的CVA16（附著前）接種，要么在病毒附著后（4C）的不同時(shí)間點(diǎn)用MAb處理細(xì)胞（附著后）。然后，在感染后6小時(shí)分析細(xì)胞的相對(duì)病毒RNA水平。

圖3：MAb的中和機(jī)制

結(jié)果表明，附著后0.5小時(shí)是8C4進(jìn)行中和作用的關(guān)鍵添加時(shí)間點(diǎn)，因此8C4可能會(huì)在病毒進(jìn)入附著后的早期階段進(jìn)行阻斷，9B5主要在感染的附著前階段發(fā)揮中和作用。

058C4/9B5混合物可防止病毒逃逸

CVA16-9B5C1和CVA16-8C4C1的冷凍電鏡圖疊加顯示8C4和9B5識(shí)別不同的、不重疊的表位，因此可能同時(shí)結(jié)合相同的表位CVA16病毒衣殼。因此，這兩種MAb可以用作非競(jìng)爭(zhēng)抗體對(duì)。通過以1:1的比例混合兩種抗體來(lái)制備8C4/9B5混合物，并分析針對(duì)CVA16/SZ05的中和作用。

圖4：MAb8C4和9B5的組合可防止CVA16病毒逃逸突變

8C4/9B5cocktail的中和活性略強(qiáng)于單獨(dú)的9B5，表明8C4與9B5聯(lián)合使用時(shí)具有相容性。

綜上所述，我們的研究清楚地定義了針對(duì)衣殼五重和三重頂點(diǎn)的兩組CVA16特異性中和MAb的功能和工作機(jī)制，并證明了9