此前解析流感病毒神经氨酸酶（NA）蛋白的相关抗体的功能时，只针对那些识别NA蛋白的酶活性位点的周边区域，具备抑制酶活性的NI（神经氨酸酶抑制）活性的抗体。研究发现，为避免具备NI活性的抗体抑制病毒感染，NA蛋白的活性位点周边发生了氨基酸突变。不过，远离活性位点的“侧面区域”也存在大量发生氨基酸突变的区域（图1）。之前一直不清楚这个区域发生氨基酸突变的原因。
图1：NA蛋白的立体结构与氨基酸突变频率的概略图
东京大学医科学研究所的研发小组通过解析识别NA蛋白侧面区域的抗体发现，不具备NI活性的抗体能通过激活人体免疫细胞来防御感染。另外还确认，NA侧面区域之所以发生氨基酸突变是为了躲避这些抗体。
目前仅以具备NI活性的抗体为对象解析NA的抗原性，但此次的研究成果表明，需要改良NA蛋白的抗原性评价方法。近年来的研究显示，针对NA的抗体对防御感染也至关重要，因此这项研究成果将在疫苗开发中发挥重要作用。
（一）研究背景与之前的研究中存在的问题
A型流感病毒颗粒上存在2种糖蛋白（HA蛋白和NA蛋白）。HA蛋白与细胞表面上的受体唾液酸结合后，病毒开始入侵，NA蛋白通过切断唾液酸（唾液酸酶活性）来繁殖病毒。此前一直认为防御流感病毒的主要是针对HA蛋白的抗体，但通过近年来的研究发现，针对NA蛋白的抗体对防御病毒感染也非常重要。
作为防御病毒感染的抗NA抗体，与NA蛋白的酶活性位点周边结合，具备NI活性、能抑制NA蛋白的唾液酸酶活性的抗体备受关注，研究人员解析了其防御感染的机制等。结果发现，部分抗NA抗体除具备NI活性外，还会经由Fc受体激活巨噬细胞、中性粒细胞及自然杀伤细胞等免疫细胞，由此来防御病毒感染。为了躲避防御感染的抗体，流感病毒的抗原位点会发生氨基酸突变，抗原性发生变化。研究人员实际比较了过去的流行株的NA蛋白氨基酸序列，对各氨基酸的突变频率进行计算发现，唾液酸酶活性位点周边高频率发生了氨基酸突变（图1）。这些氨基酸突变被认为是为了躲避具备NI活性的抗体而发生的。另一方面，远离唾液酸酶活性位点的“NA蛋白侧面区域”也高频率发生了氨基酸突变。此前一直不清楚这些区域高频率发生氨基酸突变的原因。
（二）研究内容
在本次研究中，研发小组通过流感病毒感染患者制作了7种针对NA蛋白的单克隆抗体，并进行了解析。首先，为确定抗体的识别位点，根据对各种分离株的反应性制作了突变病毒，对抗体的结合性进行验证发现，随着NA侧面发生氨基酸突变，抗体的结合消失。由此确认，本次研究中的抗体识别了NA蛋白的侧面位点。
接下来，验证了这些抗体是否具备NI活性，以及能否保护小鼠免受致死性病毒感染，验证发现，部分抗体虽然未显示出NI活性，但通过经由Fc受体激活免疫细胞，能保护小鼠免受病毒感染（图2）。另外，研发小组调查感染患者的血清发现，通过感染会诱导针对NA侧面位点的抗体，而且NA蛋白侧面的抗原性发生了变化（图3）。
图2：本次研究的抗NA抗体的感染防御机制
图3：通过感染诱导抗体及抗原性的变化
根据以上结果可以确认，通过识别NA蛋白的侧面区域，不具备NI活性的抗体也能通过激活免疫细胞来保护身体免受感染。另外，研究结果表明，NA蛋白侧面发生的氨基酸突变，也是由具备感染防御活性的抗体的选择压力引起的。
（三）社会意义
近年来的研究表明，针对NA蛋白的抗体在防御病毒感染方面发挥了重要作用。因此，为选择有效的疫苗株，正确评价NA蛋白的抗原性非常重要。目前NA蛋白的抗原性以NI活性为指标进行解析，通过具备NI活性的抗体的反应性来评价抗原性。此次的研究结果表明，以前采用的仅着眼于NI活性的解析方法不能充分评价NA蛋白的抗原性，需要开发一种新的评价方法，可以检测那些虽然不具备NI活性但仍能防御病毒感染的抗体。
文 JST客观日本编辑部
