SARS-CoV-2刺突抗体与登革病毒交叉反应并体外体内增强感染的机制研究

《Frontiers in Immunology》：SARS-CoV-2 spike antibodies cross-react with dengue virus and enhance infection in vitro and in vivo

本研究通过计算模拟、体外实验及动物模型证实，新型冠状病毒（SARS-CoV-2）感染后产生的刺突蛋白抗体可与登革病毒血清型2（DENV-2）包膜蛋白发生交叉反应，并通过抗体依赖性增强作用（ADE）显著提升登革病毒感染效率。研究揭示了病毒共循环地区COVID-19康复者面临登革热重症化潜在风险的新机制，为疫苗研发与公共卫生策略提供关键预警。

　　

引言

登革病毒（DENV）在120多个国家呈地方性流行，其四种血清型（DENV1-4）中，异型二次感染易因抗体依赖性增强（ADE）导致重症。COVID-19大流行期间，印度等地区症状性登革热病例数异常上升，提示SARS-CoV-2与DENV间可能存在免疫交叉反应。尽管已有研究报道血清学交叉反应，但其临床影响及机制尚不明确。

结果

计算模拟揭示SARS-CoV-2抗体与DENV-2 E蛋白的交叉结合潜能

通过蛋白-蛋白盲对接分析发现，SARS-CoV-2刺突抗体CR3022（PDB:6W7Y）、S2E12（PDB:7K45）和DMAb2196（PDB:8D8R）与DENV-2 E蛋白二聚体的结合自由能接近DENV特异性抗体C8（PDB:4UTA）。结合表位主要位于E蛋白域II和融合loop区，关键共享残基包括R73、T70、S72、R99、N103和E311（图1C-H）。分子力学广义波恩表面积（MM-GBSA）计算证实这些抗体与E蛋白间存在稳定相互作用。

CR3022抗体在体外增强DENV-2感染

CR3022与DENV-2 E蛋白的结合解离常数（K_D）为2.83 μM（图2B）。共聚焦显微镜显示其与感染DENV-2的C6/36细胞结合强度显著（平均荧光强度7.68，p<0.0001）（图2A）。流式细胞术证实CR3022使K562细胞中DENV-2感染率显著上升（p=0.01）（图2C）。

COVID-19康复者血浆介导ADE效应

48份康复期血浆（采集自2020-2022年不同流行阶段）均可增强DENV-2在K562细胞中的感染，感染细胞数提升44-236倍（图3A-C）。IgG纯化实验进一步确认ADE由抗体介导（p<0.0002）（图3D）。U937细胞实验及病毒基因组RNA定量PCR（图S7）、焦点形成单位（FFU） assay（图S8）均验证该现象。

动物模型证实体内感染增强

AG129小鼠先感染SARS-CoV-2再接种DENV-2（G3组）后，体重下降显著高于仅感染DENV-2的对照组（G2）（图4B）。血清FFU检测显示G3组病毒颗粒数显著增加（图4D），肝脾组织中病毒RNA拷贝数亦显著升高（图4E-F），但血小板、白细胞计数等重症指标未出现组间差异（图S9）。

多种SARS-CoV-2抗体均具交叉增强活性

兔源多克隆抗体（P1R）、鼠源血清（MSer）及单克隆抗体1A9、MM41等均通过共聚焦显微镜证实与DENV-2交叉反应（图5A-B）。1A9与DENV-2 E蛋白的K_D为4.84 μM（图5C）。所有测试抗体在K562/U937细胞中均呈现剂量依赖性ADE（图6A-C），且早期（6小时）即可观察到感染增强（图S11）。

讨论

本研究通过多层次实验证实SARS-CoV-2抗体可通过结合DENV-2 E蛋白特定表位（尤其是融合loop区）引发ADE。尽管动物实验中未观察到典型重症指标变化，但病毒载量上升提示COVID-19康复者感染登革热后症状性病例可能增加。病毒颗粒成熟度、宿主既往DENV暴露史等因素可能影响ADE强度，需进一步临床研究验证。

材料与方法

研究采用HDOCK、pyDock和Piper进行蛋白对接，MM-GBSA计算结合能；使用K562、U937、C6/36等细胞系进行体外感染实验；AG129小鼠经腺病毒介导hACE2表达后感染SARS-CoV-2与DENV-2；通过流式细胞术、FFU、qRT-PCR等方法量化感染效果。