流通病毒抗原特性

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流感病毒表面的两种蛋白质(血凝素和神经氨酸酶)代表抗体靶向的主要抗原(见图1)。当某人暴露于流感病毒(通过感染或接种疫苗)时，他们的免疫系统会产生针对特定流感病毒抗原的特异性抗体。术语“抗原特性”用于描述由特定病毒上的抗原触发的免疫反应。“抗原表征”是指分析一种病毒的抗原特性，以帮助评估它与另一种病毒的相关性。

CDC抗原性鉴定约2000流感病毒，以监测流通病毒的变化，并比较这些病毒与流感疫苗中的病毒有多相似。抗原特性可以表明流感疫苗产生针对在人群中传播的流感病毒的免疫反应的能力。这些信息也有助于专家决定下一季的流感疫苗应该包括哪些病毒.

基因测序和使用人血清的血清学试验提供更多信息，说明正在传播的流感病毒与疫苗病毒或ot她的流感病毒。

图1.流感病毒特征

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血凝抑制试验(HI试验)

科学家使用一种称为血凝抑制试验(HI试验)的测试来描述流感病毒的抗原性。流感病毒表面的HA蛋白可以与红细胞结合，将它们“粘合”在一起，形成网格结构(这就是所谓的“血凝”)。下图提供了一个血凝的例子。

HI测试的工作原理是测量抗体与HA蛋白的结合程度，并防止它们将红细胞“粘合”在一起(即血凝抑制)。下图提供了一个血凝抑制的例子。

科学家使用HI测试来评估不同流感病毒之间的抗原相似性。这种测试有助于选择候选疫苗病毒(CVVs)，然后将其纳入季节性流感疫苗。HI测试结果可以告诉我们，用一种病毒接种疫苗(或感染)后产生的抗体是否可以识别并结合其他病毒，这意味着这些其他病毒与疫苗病毒相似。科学家还使用HI测试来比较目前流行的流感病毒和过去流行的流感病毒的抗原特性(即病毒被抗体识别的能力)。

HI测试包括三个主要成分:抗体、流感病毒和红细胞，它们在微量滴定板的孔(即杯子)中混合在一起(见图1。a)。

图1.微量滴定板

HI试验中使用的抗体是通过感染一种免疫学上无经验的动物(通常是雪貂)而获得的(即在其一生中从未接触过任何流感病毒或疫苗)。动物的免疫系统产生抗体，对用于感染动物的特定流感病毒表面的抗原做出反应。为了研究这些抗体，从动物身上抽取血液样本，从中获得血清。HI测试测量血清中的抗体识别和结合其他流感病毒(例如，从流感患者中分离出的流感病毒)的程度。如果感染疫苗病毒产生的雪貂抗体识别并结合来自患者的流感病毒，这表明疫苗病毒与来自患者的流感病毒在抗原性上相似。这一发现暗示了疫苗在人体内的效果。

如前所述，HI试验中使用的流感病毒来自病人。CDC和其他世卫组织合作中心从世界各地的人们身上收集样本，以跟踪哪些流感病毒正在感染人类，并监测这些病毒是如何变化的。

在HI试验中，红细胞取自动物(通常是火鸡或豚鼠)。它们被用于HI测试，因为流感病毒与它们结合。通常，溶液中的红细胞会沉入微量滴定板孔的底部，并在底部形成一个红点(图2A)。然而，当一种流感病毒加入到红细胞溶液中时，病毒的血凝素(HA)表面蛋白将与多个红细胞结合。当流感病毒与红细胞结合时，红细胞形成网格结构(图2B)。这使红细胞悬浮在溶液中，而不是沉入底部形成红点。流感病毒与红细胞结合形成网格结构的过程被称为“血细胞凝集”。

图2.HI检测的组成部分

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当抗体先与流感病毒混合，然后与红细胞混合时，抗体将与它们识别的流感病毒抗原结合，覆盖病毒，使其HA表面蛋白不再与红细胞结合(图2C)。抗体和病毒之间的反应抑制(即防止)血凝的发生，这导致血凝抑制(如图2C所示)。这就是为什么这种试验被称为“血凝抑制(HI)试验”当抗体不识别并结合溶液中的流感病毒时，就会发生血凝反应(如图2B所示)，结果，流感病毒与红细胞结合，形成网格结构。当抗体识别并结合溶液中的流感病毒时，这表明疫苗病毒(如雪貂感染的病毒)与从患者身上获得的流感病毒相似。当这种情况发生时，被测试的流感病毒被认为与用于产生抗体(来自雪貂)的流感病毒“抗原相似”。

当正在流行的流感病毒与疫苗的抗原性不同时，针对疫苗病毒产生的抗体可能无法识别和结合该病毒。在HI试验中，这将导致血凝发生(见图2B)。通过HI试验检测的循环流感病毒通常从收集自患病患者的呼吸道样本中获得。

使用HI试验评估抗原相似性

HI试验使用基于抗体稀释的标准来评估两种病毒之间抗原相似的程度。如前所述，HI测试使用微量滴定板进行。微量滴定板包含成行和成列的孔(即杯)，在这些孔中混合RBCs、流感病毒和抗体(针对比较病毒如疫苗病毒开发的)。微量滴定板的顶部标有稀释度。这些稀释液用作评估抗原相似性和免疫反应的尺度。通过测试更大稀释度的抗体防止血凝的能力，科学家们测量了这些抗体识别和结合流感病毒的能力。稀释度越高，阻断血凝所需的抗体就越少，两种被比较病毒的抗原性就越相似。导致测试病毒血凝抑制的抗体最高稀释度被认为是HI滴度(图3)。

图3.HI效价测定

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图4.抗原特性分析

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公共卫生专家认为，如果流感病毒的HI滴度相差两个稀释度或更少，则它们在抗原性上是相似的或“相似的”。(这相当于两个孔(即四倍稀释)或更少的差异)。以图4为例，当将循环病毒1与疫苗病毒进行比较时，循环病毒1只有一个稀释度的差异(2倍的差异)，因此与前一季节的疫苗病毒“相似”。然而，正在传播的2型病毒有5倍的稀释度差异(32倍的差异)，因此与上一季的疫苗病毒不同。与疫苗病毒抗原不相似(即不“相似”)的循环病毒被认为是“低反应者”

限制

抗原性表征提供了关于使用所选疫苗病毒制备的疫苗是否能抵抗流行性流感病毒的重要信息，但抗原性表征测试方法有几个局限性，如下所述。

中和试验

CDC还使用另一种称为“基于高含量成像的中和试验”(HINT)的抗原特性分析方法。该分析还测试了在病毒感染(人或雪貂)后获得的血清中的抗体是否能够中和从患病患者获得的病毒。除了HI试验之外，HINT还用于测量正在传播的甲型流感(H3N2)病毒是如何进化以逃避人类免疫的。

鸡蛋适应

目前，大多数流感疫苗是用鸡蛋中的病毒制成的。当人类病毒在鸡蛋中生长时，病毒会发生基因变化。这些被称为“适应卵子”的变化。一些适应鸡蛋的变化可能会改变病毒的抗原(或免疫原性)特性，而另一些则不会。对于使用基于鸡蛋的生产技术制造的流感疫苗的流感A(H3N2)病毒组分，鸡蛋适应的变化已经成为选择候选疫苗病毒(cvv)的一个特殊问题。甲型流感(H3N2)病毒在鸡蛋中的生长不如其他流感病毒(如甲型流感(H1N1)pdm09病毒)，并且它们也更容易发生鸡蛋适应性变化。这种变化会降低流感疫苗对甲型H3N2流感病毒的免疫保护作用。

从选择疫苗病毒到接种疫苗的时间

使用目前基于鸡蛋的疫苗生产技术，从选择疫苗病毒(北半球流感疫苗为2月)到流感疫苗广泛使用大约需要6个月的时间。因为流感病毒是不断变化的，所以在这6个月期间，流行的流感病毒可能会发生变化。如果这些基因变化导致抗原变化，这可能意味着通过疫苗接种产生的抗体可能无法识别和中和正在传播的流感病毒。缩短制造时间的新技术可以在每年流感疫苗问世之前，降低流行病毒发生重大抗原变化的几率。

用于动物

使用HI试验或提示评估流行性感冒病毒与疫苗病毒的相似性涉及从动物(特别是雪貂)获得抗体。雪貂经常被用作流感感染的动物模型，因为它们很容易感染人类流感病毒，并经历类似的体征和症状(例如，发烧、打喷嚏、食欲不振等)。).感染前，对雪貂血清进行预筛选，以确定其不含针对流行性感冒病毒的抗体。当雪貂感染流感病毒时，它们通常会产生针对该特定病毒的强烈抗体反应。因此，雪貂抗血清通常用于检测流感病毒之间的抗原差异。然而，在评估流感病毒的抗原特性时，需要考虑雪貂和人类的免疫反应之间的差异。