2009年甲型H1N1流感的世界性流行引起普遍关注。然而,发现甲型H1N1感染者多数症状较轻,重症病例很少^〔1〕。 研究显示,目前流行的甲型H1N1流感病毒中包含了人类流感病毒H3N2以及禽流感病毒H5N1的成分,而且其他组分也与以往流行的人类流感病毒有较高同源性^〔2〕,据此推测,既往有人类流感病史者对甲型H1N1流感可能有一定交叉免疫力,即人类体内普遍存在的免疫记忆,尤其是细胞毒淋巴细胞(CTL)免疫记忆^〔3〕。为验证该假说,本研究对甲型H1N1 等3种流感病毒细胞毒T淋巴细胞(CTL)抗原表位进行了预测,并对3种流感病毒蛋白序列的同源性和相同的CTL抗原表位进行比较。结果报告如下。

甲型H1N1流感病毒(H1N1)、禽流感病毒 H5N1(H5N1)和人流感病毒H3N2(H3N2)蛋白质序列〔美国基因数据库(GenBank)〕^〔4〕;已知限制性细胞毒T淋巴细胞 (CTL)抗原表位〔immune epitope database (IEDB)〕^〔5〕

(1)抗原表位预测:下载并选取GenBank中3种流感病毒的血凝素(HA)、神经氨酸酶(NA)、基质蛋白(MP)、 核蛋白(NP)、聚合酶A (PA)、聚合酶B1(PB1)、非结构蛋白 (NS)和核输出蛋白(NEP)等8种蛋白序列,采用表位预测软件162对甲型H1N1流感病毒中人类白细胞抗原(HLA)-A *0201限制性细胞毒T淋巴细胞(CTL)抗原表位(长度为9 聚体)进行预测,选取预测值> 20并排序在前8位的抗原表位进行分析。(2)蛋白序列同源性比对:从GenBank中下载新近收录的甲型H1N1基因序列,以及以往收录的H5N1和 H3N2基因序列,采用DNAman V5.2.2软件(美国Lynnon Biosoft公司),对上述8种蛋白质序列进行同源性比对。(3) 相同抗原表位比较:选取禽流感病毒(H 5N1)和人流感病毒 (H 3N2)中预测值> 20并排序在前8位的CTL抗原表位,与甲型H1N1流感病毒进行比较,筛选相同的CTL抗原表位。

GenBank检索结果显示,新近收录的H1N1病毒基因序列数量快速增加,序列比对工具分析显示,大部分新增加的基因序列与以往收录的序列具有高度同源性,同源性大多在92%~100%之间,表明该病毒在近期尚未发生明显突变。表位预测结果显示,H1N1 病毒的8种蛋白序列的限制性CTL抗原表位预测值均较高,排序在前8位的预测值分别为血凝素23~28,神经氨酸酶 21~27,基质蛋白21~30,核蛋白22~26,聚合酶B.23~33,聚合酶A 24~28,非结构蛋白22~28,核输出蛋白21~26,与 IEDB中经鉴定证实的H1N1病毒CTL抗原表位比较,预测的 CTL抗原表位有14个完全吻合。

表 1

表 1 3种流感病毒的8 个蛋白序列同源性比较

表 1 3种流感病毒的8 个蛋白序列同源性比较

表 1可见,3种流感病毒除HA、NA和NS同源性较低外,其他5个蛋白序列的同源性均在90%以上,提示3种流感病毒可能存在较高的抗原交叉反应。

禽流感病毒 (H5N1)和人流感病毒(H3N2)中除血凝素(HA)、神经氨酸酶(NA)没有与甲型流感病毒(H1N1)相同的抗原表位外,其他蛋白序列中均存在大量与甲型流感病毒(H1N1)相同的CTL 抗原表位。(1)禽流感病毒相同抗原表位37个,其中,基质蛋白(MP)4个,核蛋白(NP)7个、核输出蛋白(NEP)8个、聚合酶 A (PA)7个、聚合酶B1(PB1)8个、非结构蛋白(NS)3个。 (2)人流感病毒相同表位39个,其中,基质蛋白(M P)6个,核蛋白(NP)7个、核输出蛋白(NEP)8个、聚合酶A (PA)6个、聚合酶B1(PB1)8个、非结构蛋白(NS)4个。比对结果可见,人流感病毒与H1N1相同的CTL抗原表位更多一些,在预测值排在前8位的抗原表位中,相同表位都超过50%。

结果表明,本研究通过抗原表位预测软件预测到的甲型流感病毒(H1N1) CTL抗原表位中,有14个抗原表位与已经鉴定的抗原表位完全吻合^{〔5, 6〕}。甲型流感病毒(H1N1)与人流感病毒(H3N2)的蛋白序列同源性较高,并且有大量相同的 CTL抗原表位,提示正常的健康人群体内存在的特异性CTL,可能识别或部分识别侵入体内的甲型H1N1抗原表位,从而产生交叉抗原反应,发挥抑制H1N1病毒的扩散,加速体内病毒清除作用,从而减轻发病后症状。

因此,本研究推测,体内预先存在的特异性CTL在控制甲型H1N1病毒感染和减轻症状中发挥重要作用,可解释感染甲型H1N1流感病毒人群症状较轻的原因,这一推测与文献报道一致^〔7〕。