Sci Immunol：人类对多糖的T非依赖性应答动员边缘区B细胞对肠道细菌抗原的预分化

背景

根据抗体 (Ab)产生对T细胞的帮助，B细胞应答被分为T细胞依赖性 (TD)和T细胞非依赖性 (TI)。TI抗原 (Ags)本质上是具有重复分子结构的非蛋白质类 [例如肺炎链球菌的细菌荚膜多糖 (capPS)]，通常可诱导B细胞受体 (BCR)强交联，从而导致B细胞快速活化、增殖和浆母细胞分化。虽然TI应答不依赖于同源T细胞的帮助，但可以从非同源T细胞、Toll样受体激动剂、细胞因子和/或辅助细胞提供的信号中获益，这些都是类别转换重组 (CSR)所需的。与TD应答相比，TI应答通常被认为不能产生完全发育的生发中心 (GCs)或以亲和力成熟为特征的记忆应答，以及B细胞对Ag再挑战的更强、更快的应答。然而，最近的数据表明，小鼠中某些形式的B细胞记忆是由于对不同模型TI Ags的反应以及GCs的迅速崩溃而产生的。

简介

2023年1月27日，来自法国奈克尔病童研究所的Sandra Weller及其团队在Sci Immunol (IF: 30.658)杂志上发表名为T-independent responses to polysaccharides in humans mobilize marginal zone B cells prediversified against gut bacterial antigens的研究[1]。

主要结果

接种肺炎球菌疫苗7天后，血液中的浆母细胞/浆细胞池出现主要但短暂的扩增

为了确定分泌抗capPS的浆母细胞 (PBs)/PCs的B细胞亚群，我们分离了第7天的PBs/PCs (PB/PC-d7)以及在疫苗接种前和接种后第7、14、28和56天分选的不同B细胞亚群。虽然对所有疫苗接种者的PB/ PC-d7进行了高通量BCR组库测序 (HTS)，但仅对3名供者在不同时间点采样的B细胞亚群进行了HTS (图1A)。在6名疫苗受试者中，肺炎杆菌引起PBs/PCs比例大幅增加，在第7天时占外周血B细胞总数的3%至19% (图1B)。然而，在第14天和之后的时间点，PBs/PCs比例恢复到大多数供者的接近免疫前水平的值。我们测定了疫苗中包含的7种capPS血清型在免疫前和免疫后的血清IgG和IgA Ab水平，6名疫苗受试者之间的应答差异很大 (图1C)。除P02 (其免疫前针对血清型14的血清IgG水平已经较高，并且总体应答较低)之外，所有疫苗受试者在免疫后的平均IgG和IgA水平均显著升高，对于大多数或所有检测的血清型，Ab水平至少增加2倍 (图1C)。综上所述，根据第7天的PB/PC扩增结果表明，6名受试者都是23价疫苗的应答者。

图1. 肺炎疫苗接种后第7天血液中出现强烈但短暂的PB/PC应答

大量扩增的PB/PC-d7克隆的代表性VH-VL对显示出依赖于体细胞高度突变的抗capPS应答性

通过对大量分选的PB/PC-d7细胞进行BCR-HTS分析，发现了非常大量的克隆。对于供体P03、P05和P06，将96孔板中分离成单细胞的PB/ PC-d7细胞进行VDJ-μ、VDJ-α、VDJ-γ、VJ-κ和VJ-λ转录本扩增并测序。在获得了大量VH和VL链的孔中，我们选择了那些其序列属于排名前100位的PB/PC-d7克隆的孔。相应的VH和VL配对 (与起始HC同型无关)表示为IgG1 Abs。我们总共产生了28个单克隆抗体，其中最初有15个是IgA，6个是IgG，7个是IgM。所有突变，平均每VH 21.6±9.5个突变 (7-40个突变)。85%的单克隆抗体对23种试验血清型之一具有应答性，其中一种单克隆抗体结合血清型9V和9N，两种单克隆抗体具有非常相似的非分支结构。三个供体的单克隆抗体共同识别出疫苗中包含的广泛血清型 (图4A)。这些单克隆抗体对其同源Ag表现出较高的亲和力，Kd (解离常数)值在0.8×10-9至176×10-9之间，其中大多数的Kd在纳摩尔范围内 (图4B)。然而，包括CWPS在内的4种单克隆抗体未识别出任何试验多糖。值得注意的是，这4种单克隆抗体中有三种最初是IgM，它们对任何试验的capPS都没有可测量的应答性。可能是当以可溶性IgG1部分而非IgM膜形式表达时，它们对特定血清型的亲和力太弱而无法检测到。在28种单克隆抗体中，选择了8种恢复到其VH和VL种系 (GL)构型。表达和纯化后，在相同浓度 (1 μg/ml)下测试的GL版本对capPS血清型失去了任何可测量的应答性。综上所述，从前100个PB/PC-d7克隆中选择的大多数表达突变的VH-VL对以相对较高的亲和力与肺炎链球菌血清型之一结合，它们的抗capPS应答性依赖于体细胞突变的存在。

图4. 大量扩增的PB/PC-d7克隆的代表性VH-VL对显示出依赖于体细胞超突变的抗capPS应答性

接种肺炎球菌疫苗后，体细胞突变不会增加，capPS应答克隆的突变树也没有显示出突变累积的时间依赖性模式

在典型的TD应答中，可以看到体细胞突变的时间依赖性累积，这是由于在GCs中选择表达较高亲和力Ab变异体的细胞所致。在发现排名前100位的PB/PC-d7克隆来源于大型B细胞克隆 (包括已经突变的MZB细胞、仅IgM细胞和转换细胞)后，我们怀疑接种疫苗后2个月这些B细胞克隆中的体细胞高度突变负荷是否增加。因此，我们选择了包含前100 PB/PC-d7的克隆，对于这些克隆，我们在起始日和第56天都有P03、P05和P06的序列。由于这些克隆通常由MZB细胞、仅IgM细胞和转换细胞组成，因此对每个亚群分别计算了每个克隆的突变平均值 (VH序列) [对起始日和第56天处分类的转换 (IgG+ IgA)细胞合并序列]。对于接种前的3名供体，MZB细胞的平均突变水平低于仅IgM和转换B细胞，分别为18.8、22.4和22.4突变/VH。接种疫苗后2个月，观察到供体P03和P06的MZB细胞以及供体P03的转换 (IgG+ IgA)细胞的突变水平略有增加，但总体差异不大，而在P05的所有不同亚群以及P03和P06的其余亚群中，在第56天未观察到突变水平显著增加 (图6A)。

图6. 前100个PB/PC-d7克隆相关的体细胞突变在接种肺炎球菌疫苗后2个月内没有增加，Ig突变树也没有揭示突变累积的时间依赖性模式

结论及展望

边缘带 (MZ) B细胞是小鼠T非依赖性 (TI)应答的主要参与者之一。为了确定人体中参与此类应答的B细胞亚群，我们对健康个体接种了肺炎疫苗 (一种TI模型疫苗)。通过对接种疫苗后7天分离的浆细胞 (PCs)以及接种疫苗前后的不同B细胞亚群进行高通量测序，我们表明PC应答系统地动员了大克隆，包括免疫球蛋白M组分，其多样化和扩增早于肺炎球菌疫苗接种之前。这些克隆主要来源于MZ B细胞，以及克隆相关的IgA+ B细胞，其次是IgG+CD27+ B细胞。从大型PC克隆中分离出的重组单克隆抗体可识别肠道微生物群中的多种细菌，表明人类的TI应答在很大程度上动员了MZ和转换了B细胞，这些细胞很可能在针对细菌抗原的黏膜免疫应答中预分化，并通过体细胞高度突变获得肺炎球菌的交叉应答。

原文链接

https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.ade1413

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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