不同病原體特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的比較及影響因素淺析①

劉 洋 王 靜 傅傳喜 萬延民 閆冬梅

（佳木斯大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院微生態(tài)免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)重點實驗室，佳木斯154007）

隨著疫苗的推廣應(yīng)用，多種曾對人類健康造成嚴(yán)重威脅的傳染?。ㄈ缣旎ā⒓顾杌屹|(zhì)炎等）已經(jīng)被消滅或控制。然而由于免疫系統(tǒng)整體功能不健全，新生兒的生命健康至今仍然受到感染性疾病的嚴(yán)重威脅［1］。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，2015年全球死于感染性疾病的低齡兒童（＜5歲）超過230萬，其中約45%的死亡發(fā)生在出生后1個月以內(nèi)。

在生命早期（6～9月齡以下），機體免疫力主要來自于母傳抗體［2］。新生兒獲得母傳IgG抗體的主要途徑是出生前胎盤轉(zhuǎn)運和出生后母乳哺乳，其中尤其以胎盤轉(zhuǎn)運途徑最為重要［3］。多種因素可以影響IgG的胎盤轉(zhuǎn)運效率，主要包括：IgG的分子特征、胎盤病變以及孕婦遭受感染或者罹患高丙種球蛋白血癥等等［4］。在健康狀況良好的情形下，IgG的分子類型及其與Fc受體的親和力是影響其胎盤轉(zhuǎn)運效率的主要因素［4］。最新的分子機制研究表明，F(xiàn)c段的糖基化修飾可以影響IgG與Fc受體的親和力，繼而影響其胎盤轉(zhuǎn)運效率［5-6］。與以往研究側(cè)重于考察病理因素和分子機制不同，在前期研究中從隊列人群水平分析了產(chǎn)婦年齡、受教育程度、特異性IgG滴度以及新生兒體重等因素對不同抗原特異性IgG胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響［7-8］。除上述因素之外，現(xiàn)實中孕（產(chǎn)）婦體內(nèi)往往會同時存在多種不同病原體特異性抗體，為了探討不同抗體在胎盤轉(zhuǎn)運過程中的相互影響，本研究首先觀察了不同病原體特異性抗體在胎盤轉(zhuǎn)運效率方面的差異，繼而分析了不同病原體特異性抗體與胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的關(guān)系。此外，由于以往的免疫學(xué)研究結(jié)果提示疫苗接種與病原體感染產(chǎn)生的抗體分子類型可能不同，并且也提示性別是影響抗體產(chǎn)生的重要因素，故此本文將抗體來源（疫苗接種vs病原體感染）與新生兒性別也一并納入分析［3］。

1 資料與方法

1.1 資料 選取2013年7月至2014年8月在廣州市荔灣區(qū)婦幼保健院進(jìn)行分娩的健康產(chǎn)婦及其新生兒作為研究對象，共計采集了237對母嬰血液標(biāo)本，分離血漿用于抗體檢測。本研究開展前已通過廣州市疾病預(yù)防控制中心倫理委員會的審查。所有研究對象知情同意，自愿參與研究。

1.2 方法

1.2.1 采樣方法 于孕婦分娩前使用5 ml一次性無菌注射器抽取上肢靜脈血2 ml，嬰兒臍靜脈血以分娩時的臍帶血代替。于嬰兒分娩后、斷臍前使用5 ml一次性無菌注射器采集2 ml靜脈血。所有血液樣本采集后于室溫靜置30～60 min，3 000 r/min離心10 min，分離血漿和血細(xì)胞；于無菌條件下將血漿轉(zhuǎn)移至無菌凍存管中，貼上帶有唯一識別號碼的標(biāo)簽，置于-20℃冰箱內(nèi)保存。所有血液樣本采集后統(tǒng)一送至廣州市疾病預(yù)防控制中心實驗室檢測。產(chǎn)婦麻疹疫苗接種情況與新生兒性別信息通過問卷調(diào)查獲得。

1.2.2 抗體檢測方法 采用ELISA法檢測麻疹特異性抗體；采用微中和試驗檢測針對CoxA16、EV71、PVⅠ、PVⅡ、PVⅢ的抗體應(yīng)答，具體操作方法與前期研究報道一致［8-10］。流行性腦脊髓膜炎抗體的檢測采用北京綠竹生物技術(shù)有限公司的兩種ELSIA試劑盒，分別定量測定血漿樣本中A、C群腦膜炎球菌特異性IgG含量，按說明書操作［11］。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 通過計算新生兒與產(chǎn)婦血漿中病原體特異性抗體滴度的比例（新生兒/產(chǎn)婦抗體滴度比值）來反映抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率，比值越高代表抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率越高，反之則提示轉(zhuǎn)運效率越低。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與作圖采用GraphPad（version 8.0.1）軟件完成。麻疹病毒、柯薩奇病毒A16型、腸道病毒71型以及脊髓灰質(zhì)炎病毒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型的進(jìn)化分析采用MEGA X軟件完成。

2 結(jié)果

2.1 不同病原體特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的比較 采用ELISA或微中和方法對237對母嬰血漿標(biāo)本中的不同病原體特異性抗體進(jìn)行檢測，包括：A群、C群腦膜炎球菌、麻疹病毒、柯薩奇病毒A16型、腸道病毒71型以及脊髓灰質(zhì)炎病毒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，分別獲得有效數(shù)據(jù)237對、236對、227對、223對、223對、222對、221對和219對。首先對不同病原體特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率（新生兒/產(chǎn)婦抗體滴度比值）進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示：麻疹、柯薩奇病毒A16、腸道病毒71、脊髓灰質(zhì)炎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型以及A群、C群腦膜炎球菌抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的中位數(shù)分別為1.398 0、0.750 0、1.000 0、1.000 0、0.750 0、0.500 0、0.472 2和0.333 0。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，病毒（麻疹、柯薩奇病毒A16、腸道病毒71、脊髓灰質(zhì)炎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率總體上顯著高于細(xì)菌（A群、C群腦膜炎球菌）特異性抗體，其中轉(zhuǎn)運效率最高是麻疹抗體（P＜0.000 1，圖1）。

圖1 不同病原特異性抗體之間胎盤轉(zhuǎn)運效率的比較Fig.1 Comparison of placenta transfer efficiencies among different pathogen specific antibodies

2.2 新生兒性別以及抗體來源對胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響分析 在前期研究中，分析了新生兒體重、母親血漿中特異性抗體滴度等因素對抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響［10］。本研究繼續(xù)觀察新生兒性別以及抗體來源（疫苗接種vs自然感染）對抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響。結(jié)果顯示如圖2所示，男性新生兒體內(nèi)麻疹、柯薩奇病毒A16、腸道病毒71、脊髓灰質(zhì)炎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型以及A群、C群腦膜炎球菌抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的中位數(shù)分別為1.338 0、0.667 0、1.000 0、1.000 0、0.750 0、0.500 0、0.500 0和0.308 0；女性新生兒體內(nèi)相應(yīng)抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率中位數(shù)分別為1.492 0、0.750 0、1.000 0、1.000 0、0.750 0、0.500 0、0.449 0和0.362 0。盡管以麻疹為代表的個別病原體特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率中位數(shù)在男、女新生兒間略有差別，但統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果顯示兩者之間無顯著性差異（P＞0.05，圖2）。此外，根據(jù)問卷調(diào)查，將來源清楚的麻疹抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率數(shù)據(jù)分為感染組與疫苗組。感染組麻疹抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的中位數(shù)為1.296 0，疫苗組麻疹抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的中位數(shù)為1.422 0，兩者無顯著性差異（P＞0.05，圖3）。

圖2 新生兒性別對不同病原體特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響Fig.2 Placenta transfer efficiencies of different antibodies were similar between male and female newborns

圖3 麻疹特異性抗體的來源對其胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響Fig.3 Effect of source of measles specific antibody on placenta transfer efficiencies

2.3 不同病原體特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的相關(guān)性分析 分析結(jié)果顯示（表1、圖4），盡管部分病原體特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率之間（例如，Anti-IPVⅡvs Anti-MenA）呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)趨勢，但無顯著性差異（P＞0.05）。部分病原體特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率之間呈顯著正相關(guān)，并且總體來看，病原體進(jìn)化距離越接近，則其相應(yīng)的特異性IgG抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的正相關(guān)程度越高。例如，脊髓灰質(zhì)炎Ⅱ型、Ⅲ型病毒遺傳距離接近，相應(yīng)的特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率相關(guān)性強；而腦膜炎球菌A群、C群特異性抗體與多數(shù)病毒（麻疹病毒例外）特異性抗體之間并無相關(guān)性。

圖4 麻疹病毒、柯薩奇病毒A16、腸道病毒71及脊髓灰質(zhì)炎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之間的進(jìn)化和遺傳距離分析Fig.4 Phylogenetic analysis of measles，CA16，EV71，PVⅠ，PVⅡand PVⅢ

表1 不同病原體特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的相關(guān)性分析Tab.1 Correlation analysis among placenta transfer efficiencies of different pathogen specific antibodies

3 討論

通過胎盤轉(zhuǎn)運獲得母傳IgG抗體是生命初期獲取免疫保護(hù)的主要途徑。以往研究表明，在孕期通過免疫接種提高孕婦體內(nèi)的特異性抗體滴度能顯著增強新生兒對抵御破傷風(fēng)的抵抗力，提示母親體內(nèi)特異性抗體的滴度與其胎盤轉(zhuǎn)運效率密切相關(guān)［12-13］。但是在前期研究中發(fā)現(xiàn)了相反的趨勢：隨著母親血清抗體滴度的升高，麻疹等病毒特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率反而呈現(xiàn)下降趨勢［8］。上述不一致的觀察結(jié)果顯示不同病原體特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運特征是不同的，而導(dǎo)致差異的可能機制是不同疫苗或病原體誘導(dǎo)產(chǎn)生的IgG（特別是Fc段）的分子特征不同，但確切機制仍有待進(jìn)一步研究［4-6］。

對不同病原體特異性抗體之間胎盤轉(zhuǎn)運效率差異早有研究，例如：以往研究顯示百日咳特異性IgG的轉(zhuǎn)運效率可高達(dá)200%，而鏈球菌特異性IgG的轉(zhuǎn)運效率則僅有70%［14-15］。但是，在同一隊列人群中平行對比不同抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的研究報道較少。故此，在本研究中首先平行對比了A群、C群腦膜炎球菌，麻疹病毒，柯薩奇病毒A16型，腸道病毒71型以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型脊髓灰質(zhì)炎病毒特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率。發(fā)現(xiàn)A群、C群腦膜炎球菌特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率顯著低于病毒特異性抗體（圖1）。腦膜炎球菌抗原屬于多糖類抗原，與蛋白抗原不同，多糖類抗原主要通過非T細(xì)胞依賴的方式激發(fā)抗體應(yīng)答，所產(chǎn)生的特異性抗體親和力往往比較低，且免疫記憶維持時間短［3］。以上差別可能導(dǎo)致腦膜炎球菌誘導(dǎo)產(chǎn)生的IgG類型與病毒特異性IgG分子特征不同，繼而造成了胎盤轉(zhuǎn)運效率的差異。

本研究雖未理清導(dǎo)致不同病原體特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率差異的確切機制，但是分析結(jié)果初步排除了新生兒性別（圖2）和抗體來源（疫苗vs感染，圖3）對抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率的影響。在抗體來源分析中，主要對比了麻疹疫苗接種與自然感染的差別，其中麻疹疫苗屬于減毒活疫苗，其抗原成分和誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的機制都與自然感染十分接近。因此，盡管本研究在此處并未發(fā)現(xiàn)顯著性差異，但并不能排除其他疫苗形式與自然感染在抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率方面的潛在差異。

為了深入了解不同病原特異性抗體在胎盤轉(zhuǎn)運過程中的相互影響，進(jìn)一步分析了不同病原特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示：不同病原體特異性抗體在胎盤轉(zhuǎn)運過程中沒有相互競爭，相反的，部分特異性抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率之間呈顯著正相關(guān)（表1）。更有趣的是，通過進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)：進(jìn)化距離越接近的病原體，其相應(yīng)的抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的相關(guān)性一般也越高。這可能是由于進(jìn)化距離接近的病毒，其所誘生的特異性IgG的分子特征也比較接近的緣故。此處值得注意的是，抗體應(yīng)答的產(chǎn)生是一個由多因素共同參與的復(fù)雜過程，因而病原體之間的進(jìn)化距離并不是決定其相應(yīng)抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率是否相關(guān)的唯一因素。例如，發(fā)現(xiàn)Ⅰ、Ⅲ型脊髓灰質(zhì)炎病毒的進(jìn)化距離雖然接近，但其相應(yīng)抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率之間正相關(guān)趨勢并不顯著（P=0.067 6，表1）。此外，需要特別說明的是，在本研究中，未將A群、C群腦膜炎球菌與麻疹等病毒序列一起做進(jìn)化分析，原因是兩者基因組序列長度差距巨大，在進(jìn)化起源上的差別顯而易見。

本研究是一項基于隊列人群的實驗室檢測研究，研究結(jié)果初步表明：雖然不同病原體（或疫苗）特異性IgG抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率不同，但沒有明顯的相互干擾。相反的，發(fā)現(xiàn)病原體進(jìn)化距離越接近，則其相應(yīng)的特異性IgG抗體的胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的正相關(guān)程度越高。本研究系首次發(fā)現(xiàn)并報道病原體特異性抗體胎盤轉(zhuǎn)運效率之間的正相關(guān)關(guān)系。解析該現(xiàn)象背后的機制將為深入闡述影響抗體胎盤轉(zhuǎn)運的因素，進(jìn)而為優(yōu)化孕婦和新生兒的免疫接種方案提供依據(jù)。

致謝：感謝黑龍江省北藥與功能食品優(yōu)勢特色學(xué)科建設(shè)項目資助。