抗原逃生病毒的进化稳定性
Victor Chardès1,2, Andrea Mazzolini1, Thierry Mora1
1Laboratoire de Physique de l'École Normale Supérieure, CNRS, Paris Sciences & Lettres University, Sorbonne Université, and Université Paris-Cité, 75005 Paris, France.
像流感这样的RNA病毒进化以逃避免疫力,但高突变率降低了适应性. 这项研究表明,免疫交叉反应塑造了病毒的进化,在某些情况下有利于更高的突变率和毒性,而在其他情况下则有利于更低的突变率.
科学领域:
- 病毒学 病毒学
- 进化生物学 进化生物学
- 免疫学 免疫学 免疫学
背景情况:
- 抗原变异是RNA病毒的关键免疫逃避策略,包括流感和SARS-CoV-2.
- 高的病毒突变率有助于免疫逃脱,但由于突变负载而导致健康成本.
研究的目的:
- 调查影响病毒突变率演变的成本效益权衡.
- 探索宿主免疫和交叉反应如何影响病毒突变率,毒性和其他非抗原性特征的演变.
主要方法:
- 利用移动波模型在有限的人口中模拟病毒-宿主免疫系统的共同进化.
- 在不同程度的免疫交叉反应下分析了免疫病毒相互作用的动态.
主要成果:
- 进化波的性质 (费舍尔与健身波) 取决于免疫交叉反应水平.
- 低交叉反应率有利于最大化波速的策略,导致更高的突变率和毒性.
- 高交叉活性,如在H3N2流感中所见,有利于最大限度地提高基本生殖数量的策略,最大限度地降低突变率和毒性.
结论:
- 宿主免疫交叉反应是决定病毒突变率和毒性的进化轨迹的关键因素.
- 病毒可能会进化以尽量减少突变率和毒性,当面临高度交叉反应性免疫力时,相反,优化基本生殖数量.
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