慢性感染中宿主-病原体共同进化与广谱中和抗体的出现
种群与进化
2016-06-22 v2
摘要
脊椎动物适应性免疫系统提供了一套灵活且多样的分子来中和病原体。然而，像 HIV 这样的病毒可以通过与适应性免疫系统一样快地进化来引起慢性感染，形成一场进化军备竞赛。在这里，我们引入了一个数学框架来研究宿主内抗体与抗原的共同进化动力学。我们聚焦于抗体和抗原群体之间结合相互作用的变化，这些变化源于基因型频率在突变、选择和漂变驱动下的底层随机进化。我们确定了决定抗体-抗原结合亲和力分布的关键病毒和免疫参数。我们还识别了共同进化的决定性特征，用于衡量抗体和病毒之间的相互响应，并引入了可实验测量的量来量化两个对立群体在持续共同进化过程中的适应程度。利用这一分析框架，我们基于两个 HIV 感染患者的时间错开中和测定数据，推断了病毒和免疫的进化速率。最后，我们分析了抗体克隆谱系之间的竞争，并根据抗体和病毒群体的状态刻画了给定谱系的命运。特别地，我们推导了有利于广谱中和抗体出现的条件，这可能对设计 HIV 疫苗有用。
引用
@article{arxiv.1512.06296,
title = {Host-pathogen coevolution and the emergence of broadly neutralizing antibodies in chronic infections},
author = {Armita Nourmohammad and Jakub Otwinowski and Joshua B. Plotkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.06296},
year = {2016}
}