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项目文章 | 厦门大学团队揭示HBV感染中持续HBsAg导致B细胞应答受损机制

发布时间：2024-07-31 10:31:04

2024年，厦门大学和福建医科大学团队在Journal of Hepatology(IF=26)合作发表题为“Therapeutic vaccine-induced plasma cell differentiation is defective in the presence of persistently high HBsAg levels”的研究论文，该研究证明，治疗性疫苗诱导的浆细胞分化在持续高HBsAg水平的情况下存在缺陷。

新格元在该研究中提供了Singleron自动化单细胞测序文库构建系统。

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研究背景

慢性乙型肝炎病毒感染是一个严重的公共卫生问题。治疗性疫苗是治疗慢性感染的一种潜在手段。然而，数款候选乙肝治疗性疫苗在临床试验中均未达到理想的治疗效果。过高的病毒抗原载量，尤其是乙肝表面抗原的载量，可能是限制慢性乙肝感染患者产生有效免疫应答的障碍。然而，其潜在机制仍然知之甚少。

研究思路

研究结果

1.RNA测序研究慢性HBV感染期间E6F6-B细胞的表达谱特征

作者分选AAV-HBV小鼠(通过腺病毒载体导入HBV基因的小鼠模型)和WT小鼠的腹股沟淋巴结(iLN)E6F6-B细胞，进行了bulk RNA测序。Day0将E6F6-B细胞转移到AAV-HBV小鼠和WT小鼠中，随后Day1注射单剂量治疗性疫苗CRT3-SEQ13，在Days 6、13、20和27收集腹股沟淋巴结E6F6-B细胞。主成分分析发现Day13的AAV-HBV小鼠的E6F6-B细胞的转录谱与早期时间的细胞截然不同：与WT相比，AAV-HBV小鼠表达了与蛋白合成、ER应激、凋亡和BCR信号相关的基因；GSVA分析发现AAV-HBV小鼠的内质网(ER)应激、细胞凋亡和BCR信号相关基因信号的增强。为了进一步评估持续抗原刺激期间E6F6-B细胞不同转录谱背后的关键因素，使用UpSet图分析了不同时间点重叠的DEG，发现E6F6-B细胞在持续的HBsAg刺激下处于内质网应激状态。

图1 HBs-Ag特异性B细胞的转录谱

2.scRNA鉴定HBsAg特异性B细胞的分化阶段

作者在注射治疗性疫苗CRT3-SEQ13后的Day13，分选ALB-sHBs小鼠(通过基因工程技术直接在小鼠的肝脏细胞中表达HBsAg)和WT小鼠iLN中的E6F6-B细胞进行单细胞测序。共分析了来自4只ALB-sHBs小鼠的35759个细胞和来自4只WT小鼠的26841个细胞，并以33271个未接触的E6F6-B细胞作为对照。ALB-sHBs和WT小鼠中的E6F6-B细胞主要包括Pre-GC、DZ-GC、LZ-GC、PC、记忆B细胞及非典型前浆细胞pre-PC亚群。Pre-PC主要在ALB-sHBs小鼠中观察到，表达高水平的BLIMP-1和相对低水平的IRF4，但缺乏两个经典浆细胞marker的表达，CD138和BCMA。转录因子分析发现BLIMP-1信号转导下调，表明浆细胞分化受到干扰。

图2 单细胞分辨率下HBsAg特异性B细胞

3.非典型前浆细胞分化依赖于持续的乙肝表面抗原刺激

作者为阐明在慢性感染过程中的B细胞分化轨迹，通过RNA速率分析发现，GC_LZ在最终分化为浆细胞前可能分化为非典型前浆细胞。非典型前浆细胞已启动从BCL6向IRF4的转换；IRF4下游的转录因子BLINP-1和XBP1也上调了。然而CD138和BCMA这两个对长寿浆细胞的形成至关重要的因素明显缺失。在持续的乙肝表面抗原刺激期间，BLIMP-1的上调和CD138和BCMA的同时下调，表明特定的浆细胞亚群可能被阻止在其分化为成熟浆细胞的中间状态。

图3 RNA速率分析揭示非典型前浆细胞特征

4.非典型前浆细胞具有失衡的BCR/CD40信号

作者通过对非典型前浆细胞进行GSVA分析，发现ALB-sHBs小鼠富集到内质网应激、抗原呈递和凋亡相关通路。表明非典型前浆细胞倾向于表现出更像GC B细胞的特征，同时具有凋亡的特征。有趣的是，CD40和Traf5轴在非典型前浆细胞中显著下调。此外，Casp8和Bax等凋亡相关基因显著上调。通过体外抗体分泌评估实验，发现在慢性感染AAV-HBV小鼠中体液免疫受到阻碍。整体来讲，HBs Ag特异性B细胞在持续的抗原感染下浆细胞分化和抗体分泌功能均有缺陷。

图4 非典型前浆细胞具有失衡的BCR/CD40信号

结论

这项研究，以时间顺序的方式探索了在慢性感染的背景下治疗性疫苗接种期间HBsAg特异性B细胞的转录谱。在免疫后的早期阶段，抗原特异性B细胞具有在B细胞滤泡内建立生发中心的能力，并在健康和慢性感染的小鼠中分化为浆细胞和记忆B细胞。但在随后的day13-day20，抗原特异性GC和中和抗体明显下降。通过单细胞测序确定了一种新的功能障碍的B细胞亚型，非典型前浆细胞。与正常浆细胞相比，这些细胞经历了异常的分化事件，是一种短暂的，易凋亡的状态。该研究从慢性HBV感染中B细胞应答受损的机制研究出发，进而提出并在小鼠模型中验证具有更优治疗效果的序贯联合疗法，对相关乙肝治疗新药的临床开发具有指导意义。

参考文献

Xia, N., Zhang, T., Yuan, Q., & Lin, X. Defective Therapeutic Vaccine-Induced Plasma Cell Differentiation in the Presence of Persistently High HBsAg Levels. Journal of Hepatology, 2024

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