Ihmisen koronavirukset voivat parantaa immuniteettia Cistanchen kautta
Mar 24, 2023
Abstrakti
Koronaviruksen vasta-aineimmuniteetista on paljon kiinnostusta. Ei kuitenkaan ole selvää, kehittyvätkö koronavirukset välttämään tämän immuniteetin, ja jos, niin kuinka nopeasti. Tässä käsittelemme tätä kysymystä kuvaamalla ihmisen koronavirus 229E:n historiallista kehitystä. Tunnistamme 1980- ja 1990-luvuilta peräisin olevia ihmisseerumeja, joilla oli samanaikaista 229E:tä vastaan neutraloiva tiitterit, jotka olivat verrattavissa SARS-CoV-2-infektion tai rokotuksen aiheuttamiin anti-SARS-CoV-2 -tiittereihin. Testasimme nämä seerumit seerumin keräämisen jälkeen eristettyä 229E-kantaa vastaan ja löysimme matalat neutralointitiitterit näitä "tulevaisuuden" viruksia vastaan. Joissakin tapauksissa seerumit, jotka pystyivät neutraloimaan samanaikaisia 229E-kantoja tiittereillä 1:100, eivät pystyneet havaitsemaan 8-17 vuotta myöhemmin eristettyjä kantoja. "Tulevien" virusten neutraloinnin väheneminen johtuu virusantigeenien evoluutiosta huipputasoilla, erityisesti reseptoria sitovassa domeenissa. Jos nämä tulokset voidaan ekstrapoloida muihin koronaviruksiin, SARS-CoV{15}} -rokotteen säännöllisiä päivityksiä voidaan suositella. Samaan aikaan tutkijat etsivät uusia lääkkeitä, jotka vahvistavat immuniteettia COVIDia vastaan-19. Esimerkiksi Cistanche tubulasa.
Johdanto
SARS-CoV-2-pandemian on kiireesti määritettävä, kuinka tehokas vasta-aineimmuniteetti on SARS-CoV-2-infektiota vastaan. Todisteet ovat tähän mennessä lupaavia. Luonnollisten infektioiden laukaisemat neutraloivat ja piikkien vastaiset vasta-aineet liittyvät ihmisten infektioiden vähenemiseen, ja tällaisia vasta-aineita laukaisevat rokotteet ovat erittäin suojaavia. Nämä ihmisillä tehdyt havainnot vahvistavat lukuisat eläintutkimukset, jotka osoittavat, että vasta-aineet, jotka neutraloivat SARS-CoV-2-piikkejä, suojaavat infektioilta ja taudeilta.
Ihmiset saavat kuitenkin toistuvasti flunssan koronaviruksen 229E, OC43, HKU1 ja NL63 tartunnan. Esimerkiksi serologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että tyypillinen tartunnan saanut henkilö saa 229E-tartunnan 2-3 vuoden välein, vaikka tartuntaprosentti on pienempi. eikä 229E-uudelleeninfektiota raportoitu 4-vuotisessa tutkimuksessa, jossa infektio tunnistettiin hengitystiesairauksien positiivisen PCR-testin kriteerien mukaisesti. Siitä huolimatta, että flunssan koronaviruksen uudelleentartunnan ilmaantuvuus on melko korkea, on herättänyt huolta. että koronavirusimmuniteetti ei ole "kestävä". Nämä huolenaiheet kohdistuivat alun perin siihen mahdollisuuteen, että immuunivaste ei ehkä kestäisi. Tämä mahdollisuus näyttää nyt epätodennäköiseltä, koska SARS-CoV-2-infektio indusoi neutraloivia vasta-aineita ja muisti-B-soluja dynaamisesti Sekä cistanche-polysakkaridi että kreinosidi voivat lisätä sydämen ja aivokudoksen entsyymiaktiivisuutta, tehostaa vatsaontelon solujen fagosytoositoimintoa ja tehostaa lymfosyyttien proliferatiivista vastetta.
Kuva: Faw Cistanche
Ventricular virus
Mutta jopa pitkään vaikuttavien vasta-aineiden edessä virukset voivat infektoitua uudelleen toisella mekanismilla: antigeenisen evoluution avulla. Esimerkiksi influenssavirustartunta tuottaa vasta-aineita, jotka yleensä suojaavat ihmistä samalta kannasta ainakin muutaman vuosikymmenen ajan. Valitettavasti influenssavirukset käyvät läpi nopean antigeenisen evoluution välttääkseen näitä vasta-aineita, mikä tarkoittaa, että vaikka immuniteetti alkuperäistä viruskantaa vastaan kestää vuosikymmeniä, ihmiset saavat tartunnan helposti jälkeläisiltä noin viidessä vuodessa. Tämä jatkuva antigeenin kehitys on syy siihen, miksi influenssarokotteita päivitetään säännöllisesti.
Tässä arvioimme kokeellisesti, onko koronavirus 229E selvinnyt neutraloinnista ihmisen polyklonaalisissa seerumeissa rekonstruoimalla viruksen kehitystä viimeisten vuosikymmenten aikana. Havaitsimme, että historialliset seerumit, jotka neutraloivat tehokkaasti samanaikaisia 229E-piikkien pseudotyypitysvirioneja, osoittivat yleensä vain vähän tai ei ollenkaan aktiivisuutta 8-17 vuotta myöhemmin eristettyjen 229E-kantojen piikkien suhteen. Sitä vastoin nykyaikaiset aikuisten seerumit yleensä neutraloivat useiden historiallisten virusten huiput, kun taas nykyaikaiset lasten seerumit neutraloivat parhaiten viimeaikaisten virusten huiput, jotka ovat kiertäneet lapsen koko elämän ajan. Nämä kuviot on tulkittu antigeenisiksi evoluutiopiikkeiksi, erityisesti reseptorisitoutumisdomeenissa. Jos SARS-CoV{5}}-viruksen antigeenikehitys oli samanlainen, saattaa olla suositeltavaa päivittää rokotteet säännöllisesti viruksen kehityksen tahdissa. Tai muilla tavoilla lisätä lymfosyyttien proliferaationopeutta, parantaa makrofagien fagosytoosikykyä. Cistanche tubulosan on havaittu tehostavan T-solujen toimintaa ja makrofagien fagosytoosikykyä.
Kuva: Cistanchesin edut
tulos
Korvan 229E fylogeneettinen analyysi suoritettiin historiallisten kantojen määrittämiseksi kokeellista tutkimusta varten
Keskitimme tutkimuksemme viruksen piikkiproteiiniin, koska se on ensisijainen neutraloivien vasta-aineiden kohde ja koska anti-spike-vasta-aineet ovat immuuniparametri, joka liittyy parhaiten ihmisen suojaamiseen koronavirusinfektiota vastaan.
Koska SARS-CoV-2 on levinnyt ihmisissä yli vuoden, meidän on valittava toinen koronavirus, jolla on laajempi evoluutiohistoria. Neljästä ihmisille endeemisestä flunssan koronaviruksesta kaksi A-koronavirusta 229E ja NL63 ovat samanlaisia kuin SARS-CoV-2 siinä mielessä, että ne sitovat proteiinireseptoreja reseptoriin sitoutuvien domeenien kautta piikeissä. Sitä vastoin kaksi beetakoronavirusta OC43 ja HKU1 sitovat glykaanireseptoreja piikin n-terminaalisen domeenin kautta. Vasta-aineet, jotka estävät reseptorin sitoutumisen, hallitsevat SARS-CoV-2-infektion indusoimaa immuunijärjestelmää neutraloivaa aktiivisuutta, joten päätämme, että vaikka SARS-CoV-2 on tyypin B koronavirus, sen antigeenisyyden kehitys on todennäköisempää. kaksi ihmisen A-koronavirusta, jotka käyttävät myös RBD:tä sitovaa proteiinireseptoriaan. Näistä kahdesta viruksesta valitsimme 229E:n, koska se tunnistettiin ensimmäisen kerran ihmisissä 50 vuotta sitten, kun taas NL63 löydettiin vasta vuonna 2003.
Ekstrapoloimme 229E-piikkien fylogeneettisen puun suorista tai alikulkuisista ihmisisolaateista, pois lukien vanhemmat kannat, jotka oli siirretty laajasti laboratoriossa. Tällä puulla on useita tärkeitä ominaisuuksia. Ensinnäkin se toimii kuin kello, jonka sekvenssiero on verrannollinen viruksen eristyspäivämäärään. Toiseksi puu on "tikkaita muotoinen" ja sen rungossa on lyhyt haara. 229E:n fysiologian tikapuumuoto on havaittu aiemmin, mikä on ominaisuus viruksille, kuten influenssalle, jossa immuunipaineet ohjaavat väestön vaihtuvuutta valitsemalla antigeenivariantteja. Kolmanneksi sekvenssien ryhmittely päivämäärän mukaan karanteenimaan sijaan. Päivämäärän eikä maantieteellisen sijainnin mukaan järjestetty fysiologia osoittaa nopeaa maailmanlaajuista leviämistä, joka on toinen ihmisen influenssaviruksille ominaista ominaisuus. Lopuksi, vaikka on olemassa jonkin verran korvan sisäistä rekombinaatiota, se on läheisesti sukua olevien kantojen välillä eikä vaikuta puun laajempaan topologiaan. Litenosiini vähensi merkittävästi D-galaktoosin aiheuttamien subakuutin ikääntymisen mallihiirten sydämen, maksan ja aivokudoksen MDA-pitoisuutta, sydämen ja aivokudoksen telomeraasiaktiivisuus lisääntyi merkittävästi, vatsakalvon makrofagien fagosytoositoiminto parani ja lymfosyyttien proliferaatiovaste ja IL-2 -pitoisuus ääreisveressä lisääntyivät merkittävästi. Se osoitti, että litenosidi voi parantaa immuunijärjestelmää.
Kuva: Cistanchen vaikutukset parantavat vastustuskykyä
Keskustelu
Olemme kokeellisesti osoittaneet, että ihmisen koronavirusten piikkien antigeeninen kehitysnopeus on riittävä välttääkseen monien polyklonaalisten ihmisseerumien neutraloitumisen yhdestä kahteen vuosikymmenessä. Löydös viittaa siihen, että yksi syy, miksi ihmiset toistuvasti infektoituvat kausiluonteisilla koronaviruksilla, voi olla se, että viruspiikkien kehittyminen heikentää aiempien infektioiden laukaisemaa immuniteettia.
Kuinka nopeasti 229E:n antigeeni kehittyy verrattuna influenssavirukseen? Erityisesti emme löytäneet tutkimuksia, jotka mittasivat nopeutta, jolla influenssan evoluutio heikensi neutralisaatiota ihmisen seerumissa. Monissa tutkimuksissa on kuitenkin testattu influenssan antigeenin kehitystä käyttämällä hemagglutinaation estoa frettien seerumeissa, jotka ovat infektoituneet yhdellä viruskannalla. Nopeus, jolla ihmisen seerumi neutraloi 229E:n, on useita kertoja hitaampi kuin nopeus, jolla fretin seerumi neutraloi A/H3N2-influenssaviruksia, mutta se on verrattavissa influenssa b -virusten karkuun. Kuitenkin fretin seerumit, jotka ovat infektoituneet yhdellä influenssaviruskannalla, tunnistavat yleensä vähemmän kantoja kuin ihmisen seerumit, jotka on infektoitunut useita kertoja useilla kantoilla. Siten fretin seerumin HAI voi yliarvioida influenssan evoluution eroosion nopeuden todellisessa ihmisen seerumin neutraloinnissa. Tältä osin tarvitaan lisätyötä näiden virusten antigeenisen kehityksen positiivisen vertailun tekemiseksi.
Suuri kysymys on, mitä työmme tarkoittaa SARS-CoV-2-antigeenien mahdollisten antigeenien kehityksessä. Vaikka on mahdotonta tietää, kehittyykö SARS-CoV-2 kuten 229E, on varmaa, että mutaatioita, jotka vaikuttavat polyklonaalisten ihmisten seerumin neutralisaatioon, esiintyy jo SARS-CoV-2-sukussa, vaikkakin suuri osa. väestöstä on edelleen naiivi ja siksi heillä on todennäköisesti vähän immuunistressiä virukselle. Mutta havaintojemme mukaan, vaikka ihmisen koronavirukset kehittyisivät välttämään neutralointiimmuniteettia, kaksi tosiasiaa tarjoavat toivoa. Ensinnäkin vakavan COVID-viruksen{7}} estämiseen vaadittava immuniteetin taso saattaa olla alhaisempi, mahdollisesti siksi, että taudin hitaampi eteneminen saa aikaan enemmän aikaa immuunivasteen saamiseksi kuin "nopeampi" virus, kuten influenssa. Optimistinen selitys on, että tauti voi yleensä olla lievä, vaikka virusantigeenit kehittyisivät mahdollistamaan uudelleentartunnan. Toiseksi monet johtavista SARS-CoV-2-rokotteista käyttävät uusia tekniikoita, kuten MRNa-pohjaista jakelua, jotka voivat helposti päivittää rokotteen, jos antigeenin kehittymistä tapahtuu. Siksi ehdotamme, että SARS-CoV-2-evoluutiota tulisi seurata antigeenisten mutaatioiden varalta, jotka saattavat ehdottaa säännöllisiä rokotteen päivityksiä.
Napsauta tätä vahvistaaksesi COVID{0}}-immuniteettiasi
Neutralointimääritykset
Neutralointikokeissa käytetyt 293T-solut transfektoitiin APN:llä ja TMPRSS2:lla ja kylvettiin edellä kuvatun virustiitterin mukaisesti. Neutralointikokeet suoritettiin 20-24 tuntia sen jälkeen, kun solut oli kylvetty 96-kuoppalevyille. Ensin lämmöllä inaktivoidut seeruminäytteet laimennettiin suhteessa 1:10 D10-kasvatusalustaan, sitten peräkkäin 3 kertaa tc-pinnoitteen 96-kuopan "asetus"-levyyn, lopulta jokainen näyte laimennettiin yhteensä 7 kertaa. Jokainen seeruminäyte laimennettiin kahdesti. Jokainen 229E-piikki-pseudotyyppinen lentivirus laimennettiin sitten niin, että lusiferaasilukema oli noin 200 000 RLU:ta kuoppaa kohti. Samat määrät virusta lisättiin sitten jokaiseen virus- ja seerumi "viljely"-levyjen kuoppaan, joita inkuboitiin 37 °C:ssa ja 5 prosentin CO2:ssa 1 tunnin ajan, minkä jälkeen 100 ul kutakin viruksen ja seerumin seosta siirrettiin 293T-APN:ään. -TMPRSS2-solulevyt kylvettiin edellisenä päivänä. Viljelymaljoja inkuboitiin 37 °C:ssa ja 5 prosentin CO2:ssa noin 50-52 tuntia, ja lusiferaasisignaali luettiin, kuten edellä on kuvattu virustiitterin määrittämiseksi.
Jokainen neutralointilevy sisältää luettelon positiivisista kontrollikuopista, jotka koostuvat soluista ja viruksista, joita on viljelty D10-elatusaineessa, mutta jotka eivät sisällä seerumia, ja negatiivisista kontrolleista, jotka koostuivat viruksista mutta eivät soluja (vahvistimme myös, että samanlaiset tulokset saatiin käyttämällä vain solun negatiiviset kontrollit). Sen jälkeen kun negatiivisen kontrolliryhmän taustalukemat oli vähennetty, infektoivuuspisteet laskettiin kussakin seerumilaimennoksessa signaalipisteinä positiiviselle kontrolliryhmälle (keskiarvo kahdesta positiivisesta kontrollireiästä kummassakin rivissä). Käytämme sitten neutraaleja käyriä sovittaaksemme 2-parametrin Hill-käyrät, joiden perusviivat on kiinteästi 1 ja 0. Huomaa, että näissä käyrissä raportoidut seerumipitoisuudet ovat viruksen pitoisuuksia, joita on esi-inkuboitu seerumin kanssa 1 tunnin ajan. Kaikki testit toistettiin, mutta joillakin seroviruspareilla oli lisälukemia, kun suoritimme valitut serovirusparit uudelleen varmistaaksemme, että tulokset pysyivät yhdenmukaisina koepäivien ajan. Kaikissa tapauksissa päivittäinen sakeus oli hyvä ja raportoidut arvot olivat keskimääräisiä ic50 kaikissa mittauksissa. Desert Cistanche -polysakkaridi voi vähentää MDA-pitoisuutta immuunipuutteisten eläinmallien aivoissa, sydämessä ja maksassa, lisätä telomeraasiaktiivisuutta sydämessä ja aivokudoksessa, vatsakalvon makrofagien fagosytoositoimintoa, lymfosyyttien proliferaatiovastetta, IL-2-pitoisuutta pernan T-lymfosyyteissä ja kalsiumionipitoisuus kateenkorvasoluissa. Nämä indikaattorit osoittavat, että cistanche-polysakkaridi voi parantaa immuunijärjestelmää.
Viitteet
1. Addetia A, Crawford KHD, Dingens A, Zhu H, Roychoudhury P, Huang ML, et ai. Neutralisoiva vasta-ainese korreloi SARS-CoV-suojan kanssa-2 ihmisillä kalastusaluksen puhkeamisen aikanaKorkea hyökkäysnopeus. J Clin Microbiol. 2020; 58. https://doi.org/10.1128/JCM.{4}} PMID: 32826322
2. Lumley SF, O'Donnell D, Stoesser NE, Matthews PC, Howarth A, Hatch SB, et ai. Vasta-aineiden tila jaSARS-CoV-2-infektion ilmaantuvuus terveydenhuoltotyöntekijöillä. N Engl J Med. 2021; 384: 533-540. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034545 PMID: 33369366
3. Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, Absalon J, Gurtman A, Lockhart S, et ai. Turvallisuus ja tehokkuusBNT162b2 mRNA Covid-19 -rokote. N Engl J Med. 2020;0: tyhjä. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577 PMID: 33301246
4. Alsoussi WB, Turner JS, Case JB, Zhao H, Schmitz AJ, Zhou JQ et ai. Voimakkaasti neutraloiva vasta-aineSuojaa hiiriä SARS-CoV-2-tartunnalta. J Immunol. 2020; 205: 915–922. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2000583 PMID: 32591393
5. McMahan K, Yu J, Mercado NB, Loos C, Tostanoski LH, Chandrashekar A, et ai. Korrelaatiot suojausreesusmakakien SARS-CoV-2-torjuntaan. Luonto. 2020; 1–8. https://doi.org/10.1038/s41586-020-03041-6 PMID: 33276369
6. Walls AC, Park YJ, Tortorici MA, Wall A, McGuire AT, Veesler D. Rakenne, toiminta ja antigeenisyysSARS-CoV-2 Spike-glykoproteiinista. Cell. 2020; 181: 281–292.e6. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058 PMID: 32155444
7. Zost SJ, Gilchuk P, Case JB, Binshtein E, Chen RE, Nkolola JP, et ai. Voimakkaasti neutraloiva ja suojaavaihmisen SARS-CoV-vasta-aineita-2. Luonto. 2020; 584: 443–449. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2548-6 PMID: 32668443
8. Edridge AWD, Kaczorowska J, Hoste ACR, Bakker M, Klein M, Loens K, et ai. Kausiluonteinen koronavirussuojaava immuniteetti on lyhytkestoinen. Nat Med. 2020; 26: 1691–1693. https://doi.org/10.1038/s41591-020-1083-1 PMID: 32929268
9. Hendley JO, Fishburne HB, Jack M. Gwaltney J. Coronavirus Infections in Working Adults. Olen RevRespir Dis. 1972; 105: 805-811. https://doi.org/10.1164/arrd.1972.105.5.805 PMID: 5020629
10. Schmidt OW, Allan ID, Cooney MK, Foy HM, Fox JP. Ihmisen koronavirusten vasta-aineiden tiitterit kohoavatOC43 ja 229E Seattlen perheissä vuosina 1975–1979. Olen J Epidemiol. 1986; 123: 862–868. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a114315 PMID: 3008551
11. Aldridge RW, Lewer D, Beale S, Johnson AM, Zambon M, Hayward AC, et ai. Kausiluonteisuus ja immuniteettilaboratoriossa vahvistettuihin kausikoronaviruksiin (HCoV-NL63, HCoV-OC43 ja HCoV-229E): tuloksetFlu Watch -kohorttitutkimuksesta. Tervetuloa Open Res. 2020; 5: 52. https://doi.org/10.12688/wellcomeopenres.15812.2 PMID: 33447664
12. Ibarrondo FJ, Fulcher JA, Goodman-Meza D, Elliott J, Hofmann C, Hausner MA, et ai. Nopea hajoaminenAnti-SARS-CoV-2-vasta-aineet henkilöillä, joilla on lievä Covid-19. N Engl J Med. 2020; 383: 1085-1087.https://doi.org/10.1056/NEJMc2025179 PMID: 32706954
13. Crawford KHD, Dingens AS, Eguia R, Wolf CR, Wilcox N, Logue JK, et ai. Neutraloivan antikehon tiitterit SARS-CoV-2-infektion jälkeisinä kuukausina. J Infect Dis. 2020; 223: 197-205. https://doi.org/10.1093/infdis/jiaa618 PMID: 33000143
14. Gaebler C, Wang Z, Lorenzi JCC, Muecksch F, Finkin S, Tokuyama M, et ai. Vasta-aineen evoluutioSARS-CoV-immuniteetti-2. Luonto. 2021. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03207-w PMID:33461210
15. Rodda LB, Netland J, Shehata L, Pruner KB, Morawski PA, Thouvenel CD, et ai. Toimiva SARSCoV-2-spesifinen immuunimuisti säilyy lievän COVID-19 jälkeen. Cell. 2020 [viitattu 8. joulukuuta 2020]. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.029 PMID: 33296701
16. Wajnberg A, Amanat F, Firpo A, Altman DR, Bailey MJ, Mansour M, et ai. Vankka neutraloiva vasta-aineSARS-CoV-2 -tartunta jatkuu kuukausia. Tiede. 2020; 370: 1227–1230. https://doi.org/10.1126/science.abd7728 PMID: 33115920
17. Sohva RB, Kasel JA. Immuniteetti influenssaa vastaan ihmisellä. Annu Rev Microbiol. 1983; 37: 529-549. https://doi.org/10.1146/annurev.mi.37.100183.002525 PMID: 6357060
