研究介紹

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研究背景

background

蟲媒病毒（arbovirus）如黃熱病、登革熱和寨卡病毒，每年在全球范圍內(nèi)導致數(shù)百萬例感染和成千上萬的死亡。由于這些病毒具有多樣性和復雜的跨病毒交叉反應，傳統(tǒng)的血清學檢測技術(shù)在識別特定病毒感染時面臨諸多挑戰(zhàn)，如高昂的成本、操作復雜及檢測結(jié)果的局限性。因此，開發(fā)一種能夠快速、廣泛覆蓋各種蟲媒病毒并能夠識別多種抗體反應的檢測方法成為當務之急。

在此背景下，研究團隊開發(fā)了一個革命性的噬菌體展示平臺ArboScan，該平臺基于PhIP-Seq（噬菌體免疫沉淀測序）技術(shù)，可有效分析針對691種蟲媒病毒的抗體反應。ArboScan不僅能夠提供對現(xiàn)有病毒的精準檢測，還為未來可能出現(xiàn)的新病毒提供監(jiān)測和流行病學研究支持。

研究目的

Objectives

本研究旨在通過開發(fā)ArboScan平臺解決當前蟲媒病毒檢測中的交叉反應問題，并為蟲媒病毒的抗體反應提供全面的表征。該平臺基于高通量的PhIP-Seq技術(shù)，能夠在小至1微升的血清樣本中檢測和定量分析病毒抗體反應。研究還通過多個案例展示了該平臺在跨物種樣本（如人類、動物和昆蟲）的廣泛應用。

研究要點

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1、ArboScan平臺的設計與驗證

ArboScan平臺包含覆蓋691種蟲媒病毒的肽段庫，通過PhIP-Seq技術(shù)分析抗體與這些病毒肽段的結(jié)合情況。研究表明，ArboScan能夠在多個宿主（如人類、動物）中檢測到蟲媒病毒的特異性抗體反應。通過小至1微升的血清樣本，平臺能夠精準識別多種病毒抗體反應，如黃熱病、登革熱、寨卡病毒等。 （見圖1）

圖1 ：IgG抗體與T7噬菌體展示的ArboScan庫結(jié)合

（圖1展示了ArboScan庫如何全面定量分析人類和非人類動物中的抗體反應，構(gòu)建了98種蟲媒病毒的系統(tǒng)發(fā)育圖，并驗證了該平臺在區(qū)分病毒抗體反應中的高效性 。）

2、跨物種抗體反應表征

除了在人類樣本中應用，ArboScan還展示了其在動物模型中的廣泛適用性。研究團隊通過檢測被Mayaro病毒和日本腦炎病毒感染的山羊、羊駝和馬的抗體反應，成功展示了感染前后抗體反應的顯著差異。該平臺可用于跨物種病毒監(jiān)測，為未來病毒傳播的追蹤提供新的視角。

圖2：Zika感染個體的抗體反應概況

（圖2展示了Zika RNA陽性個體的急性和恢復期血清樣本中，黃熱病、登革熱和西尼羅病毒等相關(guān)病毒的抗體反應譜。）

3、特定病毒抗體反應的細致解析

研究表明，ArboScan能夠在哥倫比亞寨卡患者中精確檢測到與多個蟲媒病毒交叉反應的抗體反應。這一發(fā)現(xiàn)對于理解病毒暴露歷史和開發(fā)疫苗具有重要意義。

圖3 登革病毒感染挑戰(zhàn)中，針對登革病毒血清型的抗體反應譜

（圖3展示了登革病毒挑戰(zhàn)過程中，針對不同血清型（Dengue 1, 2, 3）的抗體反應，包括血清型的抗體中和效應與VARscore的相關(guān)性 。）

4、病毒抗體反應與中和效應的相關(guān)性

研究進一步分析了抗體反應與病毒中和效應的關(guān)聯(lián)性，揭示了ArboScan平臺在檢測登革病毒抗體反應中的優(yōu)勢。平臺通過比較VARscore與中和滴度，準確 預測了不同血清型的中和反應。

圖4 登革病毒外殼蛋白抗原反應與中和滴度的相關(guān)性

（圖4顯示了登革病毒外殼蛋白肽段與抗體中和反應之間的相關(guān)性，展示了抗體反應的廣泛性和特異性 。）

5、全球范圍的抗體反應追蹤

ArboScan還具有跨地域和跨物種的應用能力，能夠 用于多種宿主（包括人類、野生動物、牲畜等）的抗體反應監(jiān)測。通過平臺的廣泛應用，研究人員能夠在不同地理區(qū)域追蹤病毒暴露情況，從而為全球蟲媒病毒的傳播和控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

圖5：ArboScan平臺的全球應用前景

（圖5展示了ArboScan如何用于跨地域和跨物種的抗體反應追蹤，為未來蟲媒病毒全球監(jiān)測提供技術(shù)保障。）

研究亮點

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1、大規(guī)模病毒覆蓋：ArboScan平臺包含691種蟲媒病毒的肽段庫，遠超現(xiàn)有的其他檢測平臺，具有廣泛的病毒覆蓋能力。

2、高通量精確檢測：利用PhIP-Seq技術(shù)，ArboScan能夠高效、精準地識別不同宿主中針對蟲媒病毒的抗體反應。

3、應用廣泛：該平臺不僅適用于人類樣本的分析，還可用于動物及昆蟲樣本，拓寬了病毒監(jiān)測的范圍，為公共衛(wèi)生應對提供新的工具。

4、病毒暴露追蹤：通過檢測抗體反應的特異性，ArboScan能夠在流行病暴發(fā)時識別病毒感染的具體來源，為快速響應和防控提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻

[1] Rehermann, B., Nascimbeni, M. Immunology of hepatitis B virus and hepatitis C virus infection. Nat Rev Immunol 5, 215–229 (2005). https:///10.1038/nri1573

END

文案 | 謝曉婷

排版 | 謝曉婷

審核 | 謝曉婷

發(fā)布｜姜笑南