InnoScan文獻解讀：基于蛋白質組學揭示新冠患者自身抗體反應
引言
自SARS-CoV-2病毒引發全球大流行以來，已導致超過七百萬人死亡（Worldometer, 2024）。盡管在病毒流行病學、致病機制、疫苗研發等方面取得顯著進展，但病毒感染是否誘發自身免疫反應仍待深入探究。越來越多的證據表明，新冠尤其重癥患者體內存在多種自身抗體，可能參與急性癥狀和長期后遺癥的發生。例如，有研究報告重癥患者中45%存在抗核抗體，15%檢出抗中性粒細胞胞漿抗體。然而，以往研究多聚焦于細胞外蛋白，忽略了細胞內和膜相關抗原的潛在作用。為此，巴西圣保羅大學和圣阿瑪羅大學研究團隊利用高通量人類蛋白質組芯片，系統分析了新冠患者和疫苗接種者血清中IgG抗體對免疫細胞蛋白的識別模式，揭示感染與疫苗接種在誘導自身免疫反應方面的差異。
方法
研究團隊共納入79名新冠患者（中度39人，重度40人）、13名接種兩劑科興滅活疫苗（CoronaVac）的健康志愿者，以及40名疫情前采集的健康對照者血清樣本。所有新冠樣本均采集于2020年5月至7月，即疫苗尚未普及的疫情初期。研究人員采用HuProt™ Human Proteome Microarray v4.0芯片平臺，該芯片包含9990種人類蛋白，均以GST標簽融合蛋白形式在酵母中表達。芯片實驗流程包括：血清以1:500稀釋后在4°C下孵育16小時，隨后使用DyLight 680標記的山羊抗人IgG（Fc特異性）二抗進行檢測。芯片掃描使用InnoScan 710-IR掃描儀，分辨率為10 µm，激光波長為680 nm，增益設為30，低激光功率，通過MAPIX軟件（v4.0.0）進行圖像采集。數據分析采用R語言（v4.3.2），信號強度以背景值的2倍為閾值，顯著靶點定義為健康對照組均值加三倍標準差。為克服樣本量不均問題，研究使用了Welch’s ANOVA和Kruskal–Wallis檢驗進行統計驗證。
結果
研究發現，新冠患者尤其是重癥組血清中存在大量針對免疫細胞蛋白的IgG自身抗體，而疫苗接種組和健康對照組均未檢出類似反應。具體而言，重癥組IgG識別CD4+ T細胞蛋白93個，CD8+ T細胞96個，NK細胞89個，MAIT細胞92個，單核細胞96個，中性粒細胞81個。中癥組識別靶點數量較少，與重癥組有部分重疊。蛋白互作網絡（PPIN）分析顯示，重癥組靶點富集于NF-κB信號負調控、細胞應激反應和凋亡調控等通路（圖3B），而中癥組未發現顯著富集通路（圖3A）。亞細胞定位分析表明，這些靶點主要位于細胞質和胞內區室。組織特異性分析顯示，重癥組靶點更富集于肺部和淋巴組織，而中癥組更多與造血系統相關。此外，重癥組在分子功能上顯著富集蛋白結合、RNA結合和泛素連接酶結合等功能。
討論與展望
本研究首次通過大規模蛋白質組芯片揭示新冠重癥患者體內存在廣泛且特異的自身抗體反應，主要靶向參與免疫調控、信號轉導和應激反應的細胞內蛋白。這些自身抗體可能通過干擾NF-κB等關鍵通路加劇免疫紊亂，并與淋巴細胞減少、炎癥風暴等臨床表現相關。值得注意的是，接種滅活疫苗的個體并未出現類似自身免疫反應，表明疫苗安全性良好。研究局限性包括樣本量較小（尤其疫苗組）、芯片技術無法完全模擬體內環境、未能驗證抗體功能等。未來研究應聚焦于這些自身抗體的持續性與臨床相關性，尤其是在長新冠（Long COVID）和自身免疫疾病患者中的作用。此外，需進一步探索疫苗接種在特定遺傳背景個體中是否可能誘發自身免疫反應。
文獻鏈接：
1. Machado, N.R., et al., Proteomic Profiling of Human Peripheral Blood Cell Targets of IgG Induced by SARS-CoV-2: Insights into Vaccine Safety. Vaccines, 2025. 13(7): p. 694.
自SARS-CoV-2病毒引發全球大流行以來，已導致超過七百萬人死亡（Worldometer, 2024）。盡管在病毒流行病學、致病機制、疫苗研發等方面取得顯著進展，但病毒感染是否誘發自身免疫反應仍待深入探究。越來越多的證據表明，新冠尤其重癥患者體內存在多種自身抗體，可能參與急性癥狀和長期后遺癥的發生。例如，有研究報告重癥患者中45%存在抗核抗體，15%檢出抗中性粒細胞胞漿抗體。然而，以往研究多聚焦于細胞外蛋白，忽略了細胞內和膜相關抗原的潛在作用。為此，巴西圣保羅大學和圣阿瑪羅大學研究團隊利用高通量人類蛋白質組芯片，系統分析了新冠患者和疫苗接種者血清中IgG抗體對免疫細胞蛋白的識別模式，揭示感染與疫苗接種在誘導自身免疫反應方面的差異。
方法
研究團隊共納入79名新冠患者（中度39人，重度40人）、13名接種兩劑科興滅活疫苗（CoronaVac）的健康志愿者，以及40名疫情前采集的健康對照者血清樣本。所有新冠樣本均采集于2020年5月至7月，即疫苗尚未普及的疫情初期。研究人員采用HuProt™ Human Proteome Microarray v4.0芯片平臺，該芯片包含9990種人類蛋白，均以GST標簽融合蛋白形式在酵母中表達。芯片實驗流程包括：血清以1:500稀釋后在4°C下孵育16小時，隨后使用DyLight 680標記的山羊抗人IgG（Fc特異性）二抗進行檢測。芯片掃描使用InnoScan 710-IR掃描儀，分辨率為10 µm，激光波長為680 nm，增益設為30，低激光功率，通過MAPIX軟件（v4.0.0）進行圖像采集。數據分析采用R語言（v4.3.2），信號強度以背景值的2倍為閾值，顯著靶點定義為健康對照組均值加三倍標準差。為克服樣本量不均問題，研究使用了Welch’s ANOVA和Kruskal–Wallis檢驗進行統計驗證。
結果
研究發現，新冠患者尤其是重癥組血清中存在大量針對免疫細胞蛋白的IgG自身抗體，而疫苗接種組和健康對照組均未檢出類似反應。具體而言，重癥組IgG識別CD4+ T細胞蛋白93個，CD8+ T細胞96個，NK細胞89個，MAIT細胞92個，單核細胞96個，中性粒細胞81個。中癥組識別靶點數量較少，與重癥組有部分重疊。蛋白互作網絡（PPIN）分析顯示，重癥組靶點富集于NF-κB信號負調控、細胞應激反應和凋亡調控等通路（圖3B），而中癥組未發現顯著富集通路（圖3A）。亞細胞定位分析表明，這些靶點主要位于細胞質和胞內區室。組織特異性分析顯示，重癥組靶點更富集于肺部和淋巴組織，而中癥組更多與造血系統相關。此外，重癥組在分子功能上顯著富集蛋白結合、RNA結合和泛素連接酶結合等功能。
圖3. 新冠誘導IgG靶向蛋白的蛋白質-蛋白質相互作用網絡（PPIN）分析。使用COVID-Mod組（136個節點）和COVID-Sev組（168個節點）的IgG靶向蛋白完整列表（包含兩組共同靶向蛋白）進行PPIN分析，數據通過STRING平臺（STRING Consortium, 2024）分析。對所有鑒定蛋白分別進行了結構同源性和共表達評估。網絡圖中節點代表蛋白質靶點，連線代表基于結構同源性（黑色）或共表達（紫色）的蛋白質-蛋白質關聯。通過基因本體（GO）生物過程分析識別顯著富集通路（錯誤發現率FDR < 0.05）。(A) COVID-Mod組未發現顯著富集的生物過程。(B) COVID-Sev組中節點按其涉及的最相關生物過程進行顏色編碼，具體對應關系見附表。
討論與展望
本研究首次通過大規模蛋白質組芯片揭示新冠重癥患者體內存在廣泛且特異的自身抗體反應，主要靶向參與免疫調控、信號轉導和應激反應的細胞內蛋白。這些自身抗體可能通過干擾NF-κB等關鍵通路加劇免疫紊亂，并與淋巴細胞減少、炎癥風暴等臨床表現相關。值得注意的是，接種滅活疫苗的個體并未出現類似自身免疫反應，表明疫苗安全性良好。研究局限性包括樣本量較小（尤其疫苗組）、芯片技術無法完全模擬體內環境、未能驗證抗體功能等。未來研究應聚焦于這些自身抗體的持續性與臨床相關性，尤其是在長新冠（Long COVID）和自身免疫疾病患者中的作用。此外，需進一步探索疫苗接種在特定遺傳背景個體中是否可能誘發自身免疫反應。
文獻鏈接：
1. Machado, N.R., et al., Proteomic Profiling of Human Peripheral Blood Cell Targets of IgG Induced by SARS-CoV-2: Insights into Vaccine Safety. Vaccines, 2025. 13(7): p. 694.
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