InnoScan文献解读：基于蛋白质组学揭示新冠患者自身抗体反应
2025-09-19 来源:本站 点击次数:21
引言
自SARS-CoV-2病毒引发全球大流行以来，已导致超过七百万人死亡（Worldometer, 2024）。尽管在病毒流行病学、致病机制、疫苗研发等方面取得显著进展，但病毒感染是否诱发自身免疫反应仍待深入探究。越来越多的证据表明，新冠尤其重症患者体内存在多种自身抗体，可能参与急性症状和长期后遗症的发生。例如，有研究报告重症患者中45%存在抗核抗体，15%检出抗中性粒细胞胞浆抗体。然而，以往研究多聚焦于细胞外蛋白，忽略了细胞内和膜相关抗原的潜在作用。为此，巴西圣保罗大学和圣阿玛罗大学研究团队利用高通量人类蛋白质组芯片，系统分析了新冠患者和疫苗接种者血清中IgG抗体对免疫细胞蛋白的识别模式，揭示感染与疫苗接种在诱导自身免疫反应方面的差异。
方法
研究团队共纳入79名新冠患者（中度39人，重度40人）、13名接种两剂科兴灭活疫苗（CoronaVac）的健康志愿者，以及40名疫情前采集的健康对照者血清样本。所有新冠样本均采集于2020年5月至7月，即疫苗尚未普及的疫情初期。研究人员采用HuProt™ Human Proteome Microarray v4.0芯片平台，该芯片包含9990种人类蛋白，均以GST标签融合蛋白形式在酵母中表达。芯片实验流程包括：血清以1:500稀释后在4°C下孵育16小时，随后使用DyLight 680标记的山羊抗人IgG（Fc特异性）二抗进行检测。芯片扫描使用InnoScan 710-IR扫描仪，分辨率为10 µm，激光波长为680 nm，增益设为30，低激光功率，通过MAPIX软件（v4.0.0）进行图像采集。数据分析采用R语言（v4.3.2），信号强度以背景值的2倍为阈值，显著靶点定义为健康对照组均值加三倍标准差。为克服样本量不均问题，研究使用了Welch’s ANOVA和Kruskal–Wallis检验进行统计验证。
结果
研究发现，新冠患者尤其是重症组血清中存在大量针对免疫细胞蛋白的IgG自身抗体，而疫苗接种组和健康对照组均未检出类似反应。具体而言，重症组IgG识别CD4+ T细胞蛋白93个，CD8+ T细胞96个，NK细胞89个，MAIT细胞92个，单核细胞96个，中性粒细胞81个。中症组识别靶点数量较少，与重症组有部分重叠。蛋白互作网络（PPIN）分析显示，重症组靶点富集于NF-κB信号负调控、细胞应激反应和凋亡调控等通路（图3B），而中症组未发现显著富集通路（图3A）。亚细胞定位分析表明，这些靶点主要位于细胞质和胞内区室。组织特异性分析显示，重症组靶点更富集于肺部和淋巴组织，而中症组更多与造血系统相关。此外，重症组在分子功能上显著富集蛋白结合、RNA结合和泛素连接酶结合等功能。
讨论与展望
本研究首次通过大规模蛋白质组芯片揭示新冠重症患者体内存在广泛且特异的自身抗体反应，主要靶向参与免疫调控、信号转导和应激反应的细胞内蛋白。这些自身抗体可能通过干扰NF-κB等关键通路加剧免疫紊乱，并与淋巴细胞减少、炎症风暴等临床表现相关。值得注意的是，接种灭活疫苗的个体并未出现类似自身免疫反应，表明疫苗安全性良好。研究局限性包括样本量较小（尤其疫苗组）、芯片技术无法完全模拟体内环境、未能验证抗体功能等。未来研究应聚焦于这些自身抗体的持续性与临床相关性，尤其是在长新冠（Long COVID）和自身免疫疾病患者中的作用。此外，需进一步探索疫苗接种在特定遗传背景个体中是否可能诱发自身免疫反应。
文献链接：
1. Machado, N.R., et al., Proteomic Profiling of Human Peripheral Blood Cell Targets of IgG Induced by SARS-CoV-2: Insights into Vaccine Safety. Vaccines, 2025. 13(7): p. 694.
自SARS-CoV-2病毒引发全球大流行以来，已导致超过七百万人死亡（Worldometer, 2024）。尽管在病毒流行病学、致病机制、疫苗研发等方面取得显著进展，但病毒感染是否诱发自身免疫反应仍待深入探究。越来越多的证据表明，新冠尤其重症患者体内存在多种自身抗体，可能参与急性症状和长期后遗症的发生。例如，有研究报告重症患者中45%存在抗核抗体，15%检出抗中性粒细胞胞浆抗体。然而，以往研究多聚焦于细胞外蛋白，忽略了细胞内和膜相关抗原的潜在作用。为此，巴西圣保罗大学和圣阿玛罗大学研究团队利用高通量人类蛋白质组芯片，系统分析了新冠患者和疫苗接种者血清中IgG抗体对免疫细胞蛋白的识别模式，揭示感染与疫苗接种在诱导自身免疫反应方面的差异。
方法
研究团队共纳入79名新冠患者（中度39人，重度40人）、13名接种两剂科兴灭活疫苗（CoronaVac）的健康志愿者，以及40名疫情前采集的健康对照者血清样本。所有新冠样本均采集于2020年5月至7月，即疫苗尚未普及的疫情初期。研究人员采用HuProt™ Human Proteome Microarray v4.0芯片平台，该芯片包含9990种人类蛋白，均以GST标签融合蛋白形式在酵母中表达。芯片实验流程包括：血清以1:500稀释后在4°C下孵育16小时，随后使用DyLight 680标记的山羊抗人IgG（Fc特异性）二抗进行检测。芯片扫描使用InnoScan 710-IR扫描仪，分辨率为10 µm，激光波长为680 nm，增益设为30，低激光功率，通过MAPIX软件（v4.0.0）进行图像采集。数据分析采用R语言（v4.3.2），信号强度以背景值的2倍为阈值，显著靶点定义为健康对照组均值加三倍标准差。为克服样本量不均问题，研究使用了Welch’s ANOVA和Kruskal–Wallis检验进行统计验证。
结果
研究发现，新冠患者尤其是重症组血清中存在大量针对免疫细胞蛋白的IgG自身抗体，而疫苗接种组和健康对照组均未检出类似反应。具体而言，重症组IgG识别CD4+ T细胞蛋白93个，CD8+ T细胞96个，NK细胞89个，MAIT细胞92个，单核细胞96个，中性粒细胞81个。中症组识别靶点数量较少，与重症组有部分重叠。蛋白互作网络（PPIN）分析显示，重症组靶点富集于NF-κB信号负调控、细胞应激反应和凋亡调控等通路（图3B），而中症组未发现显著富集通路（图3A）。亚细胞定位分析表明，这些靶点主要位于细胞质和胞内区室。组织特异性分析显示，重症组靶点更富集于肺部和淋巴组织，而中症组更多与造血系统相关。此外，重症组在分子功能上显著富集蛋白结合、RNA结合和泛素连接酶结合等功能。
图3. 新冠诱导IgG靶向蛋白的蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPIN）分析。使用COVID-Mod组（136个节点）和COVID-Sev组（168个节点）的IgG靶向蛋白完整列表（包含两组共同靶向蛋白）进行PPIN分析，数据通过STRING平台（STRING Consortium, 2024）分析。对所有鉴定蛋白分别进行了结构同源性和共表达评估。网络图中节点代表蛋白质靶点，连线代表基于结构同源性（黑色）或共表达（紫色）的蛋白质-蛋白质关联。通过基因本体（GO）生物过程分析识别显著富集通路（错误发现率FDR < 0.05）。(A) COVID-Mod组未发现显著富集的生物过程。(B) COVID-Sev组中节点按其涉及的最相关生物过程进行颜色编码，具体对应关系见附表。
讨论与展望
本研究首次通过大规模蛋白质组芯片揭示新冠重症患者体内存在广泛且特异的自身抗体反应，主要靶向参与免疫调控、信号转导和应激反应的细胞内蛋白。这些自身抗体可能通过干扰NF-κB等关键通路加剧免疫紊乱，并与淋巴细胞减少、炎症风暴等临床表现相关。值得注意的是，接种灭活疫苗的个体并未出现类似自身免疫反应，表明疫苗安全性良好。研究局限性包括样本量较小（尤其疫苗组）、芯片技术无法完全模拟体内环境、未能验证抗体功能等。未来研究应聚焦于这些自身抗体的持续性与临床相关性，尤其是在长新冠（Long COVID）和自身免疫疾病患者中的作用。此外，需进一步探索疫苗接种在特定遗传背景个体中是否可能诱发自身免疫反应。
文献链接：
1. Machado, N.R., et al., Proteomic Profiling of Human Peripheral Blood Cell Targets of IgG Induced by SARS-CoV-2: Insights into Vaccine Safety. Vaccines, 2025. 13(7): p. 694.
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