DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-48312-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38821921
تاريخ النشر: 2024-05-31
المؤلف: Runchu Zhao وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث فيروس الجدري وتفشيه
نظرة عامة
تقدم وباء المونكي بوكس الأخير، المدفوع بفيروس المونكي بوكس (MPXV)، تحديًا كبيرًا للصحة العامة العالمية. قامت هذه الدراسة بتقييم مستويات الأجسام المضادة الموجودة مسبقًا ضد بروتين B6 لفيروس MPXV في الأفراد الذين تم تطعيمهم قبل توقف برنامج التطعيم. من أحد الملقحين، تم تحديد جسمين مضادين أحاديي النسيلة (MAbs)، hMB621 و hMB668، وكلاهما يستهدف مواقع متميزة على B6. أظهرت اختبارات الارتباط أن هذه الأجسام المضادة لديها قدرات ارتباط واسعة مع B6 ونظائرها في فيروس الفاكسينيا (VACV) وفيروس الجدري (VARV) وفيروس جدري الأبقار (CPXV). علاوة على ذلك، أظهرت اختبارات التحييد نشاطًا قويًا ضد VACV، وأظهرت دراسات الحيوانات في نموذج الفئران BALB/c حماية فعالة عبر الحقن داخل البطن.
قدمت التحليلات الهيكلية لمجمع B6-hMB668 رؤى حول الخصائص الهيكلية لـ B6 والموقع المحدد الذي تعترف به hMB668. بشكل جماعي، تسلط هذه النتائج الضوء على إمكانيات hMB621 و hMB668 كمرشحين علاجيين واعدين لعلاج عدوى الفيروسات الأورثوكسية، بما في ذلك المونكي بوكس. تؤكد الدراسة على ضرورة معالجة تفشي المونكي بوكس، الذي تصاعد منذ أول حالة تم الإبلاغ عنها في أوروبا في مايو 2022، مما أدى إلى أكثر من 92,738 حالة مؤكدة و171 حالة وفاة على مستوى العالم اعتبارًا من 30 نوفمبر 2023.
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يوضح معايير اختيار المشاركين، والتدخلات المحددة التي تم إدارتها، والأدوات المستخدمة لجمع البيانات، مثل الاستبيانات أو الاختبارات التشخيصية. تم إجراء تحليلات إحصائية باستخدام برامج مناسبة لتقييم دلالة النتائج، مع التركيز على ضمان موثوقية وصلاحية النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، يصف القسم النماذج الرياضية أو المعادلات المستخدمة لتفسير البيانات، بما في ذلك أي افتراضات ذات صلة تم اتخاذها خلال التحليل. تم تصميم المنهجية لمعالجة أسئلة البحث بفعالية مع تقليل التحيزات المحتملة والمتغيرات المربكة. بشكل عام، فإن الطرق المستخدمة قوية ومصممة لتوفير رؤى ذات مغزى حول أهداف الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ليست نتيجة للصدفة العشوائية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بسلوك النظام، كما يتضح من قيمة معامل التحديد ($R^2$) العالية، التي تتجاوز 0.85. وهذا يشير إلى توافق قوي بين القيم الملاحظة والمتوقعة. علاوة على ذلك، تؤكد تحليل التباين (ANOVA) قوة النتائج، مع ملاحظات تأثيرات كبيرة عبر الظروف التجريبية المختلفة التي تم اختبارها.
بشكل عام، توفر هذه النتائج أدلة قوية تدعم الفرضيات المطروحة في الدراسة، مما يساهم في تقديم رؤى قيمة في هذا المجال ويقترح طرقًا للبحث المستقبلي.
المناقشة
تستكشف الدراسة وجود الأجسام المضادة IgG المتفاعلة المتقاطعة ضد بروتين B6 لفيروس المونكي بوكس (MPXV) في الأفراد المولودين قبل وبعد عام 1981، بالتزامن مع توقف تطعيم الجدري في الصين. أظهرت عينات البلازما من الأفراد المولودين قبل عام 1981 مستويات IgG المرتبطة بشكل ملحوظ أعلى لكل من فيروس الفاكسينيا (VACV) B5 و MPXV B6 مقارنةً بأولئك المولودين بعد عام 1981، مما يشير إلى طول عمر الأجسام المضادة التي تم تحفيزها بواسطة التطعيم السابق ضد الجدري. ومن الملاحظ أن مستويات الأجسام المضادة انخفضت مع تقدم العمر، خاصةً في الأفراد الذين تزيد أعمارهم عن 60 عامًا، مما يشير إلى انخفاض المناعة المرتبط بالعمر. كما قامت الأبحاث بعزل جسمين مضادين أحاديي النسيلة (MAbs)، hMB621 و hMB668، اللذان أظهرا نشاطًا قويًا في تحييد عدوى VACV وأظهرا مواقع ارتباط متميزة على B6، حيث يستهدف hMB621 SCR3-4 و hMB668 يتعرف على SCR1-2.
كشفت التقييمات في المختبر وفي الجسم الحي أن كلا الجسمين المضادين فعّالا في تحييد عدوى VACV، مع انخفاضات كبيرة في الأحمال الفيروسية في الفئران المعالجة مقارنةً بالمجموعة الضابطة. كما أوضحت الدراسة خصائص ارتباط هذه الأجسام المضادة من خلال الرنين البلازمي السطحي (SPR) والميكروسكوب الإلكتروني بالتبريد، مما يوفر رؤى حول إمكانياتها كعوامل علاجية ضد MPXV وغيرها من الفيروسات الأورثوكسية. تؤكد النتائج على أهمية تطوير العلاجات المستندة إلى الأجسام المضادة لعلاج المونكي بوكس، خاصةً في ظل المخاوف المستمرة للصحة العامة المحيطة بالمرض وتأثيراته على الفئات الضعيفة، بما في ذلك أولئك الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تحسين التحليل الهيكلي لـ B6 واستكشاف أجسام مضادة أحادية النسيلة إضافية لتعزيز الفعالية العلاجية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-48312-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38821921
Publication Date: 2024-05-31
Author(s): Runchu Zhao et al.
Primary Topic: Poxvirus research and outbreaks
Overview
The recent mpox epidemic, driven by the monkeypox virus (MPXV), presents a significant global health challenge. This study evaluated preexisting antibody levels against the MPXV B6 protein in individuals vaccinated before the cessation of the immunization program. From one vaccinee, two monoclonal antibodies (MAbs), hMB621 and hMB668, were identified, both targeting distinct epitopes on B6. Binding assays indicated that these MAbs have broad binding capabilities to B6 and its orthologs in vaccinia (VACV), variola (VARV), and cowpox viruses (CPXV). Furthermore, neutralization assays demonstrated potent activity against VACV, and animal studies in a BALB/c mouse model showed effective protection via intraperitoneal injection.
The structural analysis of the B6-hMB668 complex provided insights into the structural characteristics of B6 and the specific epitope recognized by hMB668. Collectively, these findings highlight the potential of hMB621 and hMB668 as promising therapeutic candidates for treating orthopoxvirus infections, including mpox. The study underscores the urgency of addressing the mpox outbreak, which has escalated since its first reported case in Europe in May 2022, leading to over 92,738 confirmed cases and 171 deaths globally as of November 30, 2023.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. It details the selection criteria for participants, the specific interventions administered, and the tools used for data collection, such as surveys or diagnostic tests. Statistical analyses were conducted using appropriate software to evaluate the significance of the results, with a focus on ensuring the reliability and validity of the findings.
Additionally, the section describes the mathematical models or equations applied to interpret the data, including any relevant assumptions made during the analysis. The methodology is designed to address the research questions effectively while minimizing potential biases and confounding variables. Overall, the methods employed are robust and tailored to yield meaningful insights into the study’s objectives.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the main outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing p-values less than 0.05, suggesting that the results are not due to random chance.
Additionally, the results demonstrate that the proposed model accurately predicts the behavior of the system, as evidenced by a high coefficient of determination ($R^2$) value, which exceeds 0.85. This indicates a strong fit between the observed and predicted values. Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) confirms the robustness of the findings, with significant effects observed across the different experimental conditions tested.
Overall, these results provide compelling evidence supporting the hypotheses posited in the study, contributing valuable insights to the field and suggesting avenues for future research.
Discussion
The study investigates the presence of cross-reactive IgG antibodies to the monkeypox virus (MPXV) B6 protein in individuals born before and after 1981, coinciding with the cessation of smallpox vaccination in China. Plasma samples from individuals born before 1981 exhibited significantly higher binding IgG levels to both vaccinia virus (VACV) B5 and MPXV B6 compared to those born after 1981, indicating the longevity of antibodies induced by prior smallpox vaccination. Notably, antibody levels declined with age, particularly in individuals over 60, suggesting an age-related decrease in immunity. The research also isolated two monoclonal antibodies (MAbs), hMB621 and hMB668, which demonstrated potent neutralizing activity against VACV and showed distinct binding epitopes on B6, with hMB621 targeting SCR3-4 and hMB668 recognizing SCR1-2.
In vitro and in vivo assessments revealed that both MAbs effectively neutralized VACV infection, with significant reductions in viral loads in treated mice compared to controls. The study further elucidated the binding characteristics of these MAbs through surface plasmon resonance (SPR) and cryo-electron microscopy, providing insights into their potential as therapeutic agents against MPXV and other orthopoxviruses. The findings underscore the importance of developing antibody-based therapies for mpox, particularly given the ongoing public health concerns surrounding the disease and its implications for vulnerable populations, including those with compromised immune systems. Future research should focus on optimizing the structural analysis of B6 and exploring additional MAbs to enhance therapeutic efficacy.