Рисунок 4 В хорошо наглядно показывает какие части антигенны и что с чем перекрестно.
Данные по 20 больным (переболевшим) и примерно столько же контролю, и 3 видам антител. Сыворотку прогнали по антигенной панели (синтезированные белки полной длины и их фрагменты), что с чем соединяется для коронавируса САРС2 и его родственникам у человека.
Больные (симптоматичные) имели антитела IgG и IgА в хорошем количестве после болезни, а IgМ уже маловато, что закономерно.
IgG и IgА переболевших очень хорошо связывались с шипиковым белком S2, и другими структурными белками САРС2: с белком капсида и мембраны. Чуть послаблее с суперкапсидными, вспомогательными белками, и S1 шипика.
(С чем лучше всего и больше всего связывается антител- то и есть наиболее антигенно).
Надо сказать, что в сыворотке контроля (кто не болел ковидом) тоже были антитела, которые связывались с этими белками, хотя и заметно ниже (рис. 1). Только к белкам суперкапсида коронавируса САРС2 реакция была одинаковая, что в опыте (болевшие), что в контроле-умеренная.
На мой взгляд, IgG не болевших ковидом вполне прилично "работали", связываясь с антигенами коронавируса. Хотя ответ и был слабее в разы, чем у болевших.
Да и IgА "контроля" , хоть и слабее, чем по IgG, но с шипиковым белком в целом и белком суперкапсида, вполне прилично реагировали.
Все тестируемые белки имеют разные участки (эпитопы), с которыми связываются антитела.
Т.е, иммунный ответ "широкий" и вариативный. К одному или нескольким антигенным эпитопам вирусного белка (на концах, или в средине цепочки).
Точно так же сильно варьировал "набор" антител к другим белкам- родственных коронавирусов (HCoV-OC43, HCoV-NL6, of SARS-CoV, MERS-CoV).
Корреляций гуморального ответа с полом или возрастом обнаружено не было. Все индивидуально.
Когда были перекрестные реакции, антитела к "другим коронавирусам" могли связываться с антиеганми САРС2, но чаще это были "нетипичные" эпитопы, другие, чем у переболевших ковидом.
Характерно, что антитела сыворотки переболевших ковидом, отлично связывались со всеми белками других протестированных коронавирусов, так что ковид получался как бы бустерной "прививкой", стимулирующей иммунный ответ и к другим человеческим коронавирусам.
Ситуации "наоборот" выявлено не было; но это и закономерно- ведь "опытная" группа только что переболела ковидом, а "контрольная"- кто его знает когда болела и какими коронавирусными инфекциями. Антитела в крови конечно, наследие того, что встреча была, и не с одним, но не более этого.
Авторы думают, что ковид запустил иммунный ответ именно к антигенам САРС2, но так же и "стимульнул" имеющийся специфический перекрестный иммунитет. Особенно четко для S2 белка виурса HCoV-OC43.
Предположу, что и наоборот работает так же. Тогда переболевшие HCoV-OC43 могут иметь приличное количество антител к его белку S2, а заодно и к ковидному шипику.
И, кстати- могут показывать "сероположительность" , если человек не болел ковидом.
Да, а для капсидного белка (N)- корреляция с ковидными антигенами обнаружилась и для HCoV-OC43 и для HCoV-NL63.
Individual responses to the antigenic regions of SARS-CoV-2 proteins identified by reactivity with protein fragments varied substantially, as they did for the structural proteins of other human coronaviruses (Fig. 3).
There were no significant associations between age and sex with antibody levels in the positive group Full-length N proteins of the endemic HCoV’s were reactive with IgG from COVID-19 patients and healthy controls. HCoV-NL63 N was significantly reactive (normalized signal intensity ≥ 1.0) with IgG controls and COVID-19 patients (17/19 and 20/20, respectively; ) (Fig. 3), while HCoV-OC43 N was significantly reactive with IgG control sera and patient sera (15/19 and 20/20, respectively; p=0.1). In contrast, IgG from only two control subjects reacted with the SARS-CoV-2 full length N protein while nearly all of the patients’ serum IgG reacted (19/20; p=6.8e-7). Reactivity of the control serum IgG with fragments of the SARS-CoV-2 N protein occurred exclusively in the C-terminal region of the protein (1/19) while COVID-19 patient serum IgG reacted frequently with fragments in the central region (12/20; p=2.1e-4) of the protein as well as the C-terminal region (19/20; p=1.3e-7). The S2protein was reactive with patient IgG at a much higher frequency than in the controls for both HCoV-NL63 (5/19 and16/20 positives, respectively; p=2.4e-3) and HCoV-OC43 (4/19 and 18/20, respectively; p=5.9e-5). The higher frequencies in the positives provide strong evidence of increased responses due to their exposure to SARS-CoV-2. Some control subject’s IgG reacted with the C-terminal (4/19) or central regions (4/19) of the SARS-CoV-2 S2 protein but none reacted with the N-terminal region; this includes one individual which had unique reactivity to 223SARS-CoV-2 S2 fragments 401-500 and 451-550(Figure S2, G).
The reactivity of COVID-19 patient serum IgA compared to IgA of healthy donor sera was similar to results obtained for IgG.
The COVID-19 patient sera used in this study had less coronavirus reactive IgM than IgG or IgA, perhaps because the samples were obtained during the convalescent phase of disease. Nevertheless, significantly greater IgM reactivity was seen in patient sera compared to control donor sera for four proteins and two protein fragments produced in vitro(Fig. 3). These were the N, S2 and M proteins of SARS-CoV-2, the MERS-CoV N protein
By comparing the correlation between antibody responses to the S2 and N proteins of SARS- CoV-2 with responses to the S2 and N proteins of endemic human coronaviruses,in both COVID- 19 positive and negative sera, we can estimate to what extent antibody responses to SARS-CoV- 2 are the result of de novo immune responses or of boosting pre-existing immunity. There were significantly stronger correlations between SARS-CoV-2 S2protein IgG and HCoV-OC43 S2 proteins in the positive group.
HCoV-OC43 and HCoV-NL63 N protein reactivity exhibited strong correlations in both positive and negative groups.However, S2 protein reactivity correlations between these endemic human coronaviruses were lower in the negative group than the positive group
In this study of twenty COVID-19 patients, the strongest antibody responses to the SARS-CoV-2 proteins used on this array, for all antibody isotypes, were directed to the N and S2 proteins as has been previously seen in other studies (5, 8, 14,15). We also detected antibody responses to S1, M and accessory proteins 3a and 7a.
We found little reactivity of COVID-19 patient sera with 13-20aa peptides from SARS-CoVS,M, E or N,HCoV-OC43 S or HCoV-NL63 S with the exception of one S2 peptide from HCoV-OC43.
On the population level it is clear that groups of SARS-CoV-2 infected subjects have higher antibody levels to the whole N and S2 proteins, but it is also clear that even in the small sample sets evaluated here, some SARS-CoV-2 naïve individuals have substantial pre-existing antibody to some epitopes of these two proteins. ..the pre-existing antibody levels are likely to vary according to many different factors (e.g.geography, age, time of year and associated higher frequency of recent of exposure to other coronaviruses...
With these first two sets of convalescent sera provided by the Mayo Clinic and the CDC,we have shown that SARS-CoV-2 416naïve subjects have clearly measurable cross-reactive antibody to the whole N and S2 proteins and that this reactivity is limited to specific epitopes.Importantly, there are epitopes that are more specific to SARS-CoV-2, that might serve as useful biomarkers of infection. Conversely, we have shown that infection with SARS-CoV-2 elicits or boosts the level of antibodies that bind to the N15and S2 proteins of other coronaviruses including SARS-CoV, MERS-CoV, HCoV-NL63 and 421HCoV-OC43.
A multi-coronavirus protein microarray was created containing full-length proteins, overlapping protein fragments of varying lengths and peptide libraries from SARS-CoV-2 and four other human coronaviruses. Sera from confirmed COVID-19 patients as well as unexposed individuals were applied to multi-coronavirus arrays to identify specific antibody reactivity. High level IgG, IgM and IgA reactivity to structural proteins S, M and N, as well as accessory proteins, of SARS-CoV-2 were observed that was specific to COVID-19 patients. Overlapping 100, 50 and 30 amino acid fragments of SARS-CoV-2 proteins identified antigenic regions. Numerous proteins of SARS-CoV, MERS-CoV and the endemic human coronaviruses, HCoV-NL63 and HCoV-OC43 were also more reactive with IgG, IgM and IgA in COVID-19 patient sera than in unexposed control sera, providing further evidence of immunologic cross-reactivity between these viruses.
