エプスタイン-バーウイルスエピトープ-主要組織適合性複合体の相互作用と収束的な組み換えが、多様なT細胞受容体αおよびβレパートワイアの選択を促進することを明らかにした

Epstein-Barr Virus Epitope-Major Histocompatibility Complex Interaction Combined with Convergent Recombination Drives Selection of Diverse T Cell Receptor α and β Repertoires.

• Anna Gil
• Larisa Kamga
• Ramakanth Chirravuri-Venkata
• Nuray Aslan
• Fransenio Clark
• Dario Ghersi
• Katherine Luzuriaga
• Liisa K Selin

抄録

個々のT細胞受容体（TCR）の認識様式はよく研究されているが、ヒトウイルスの一次感染から持続感染までのTCRレパートリーの選択を促進する要因はあまり理解されていない。ディープシークエンスを用いて、我々は急性感染性単核球症（AIM）におけるエプスタインバーウイルス（EBV）特異的なクローンタイプの高度な多様性を実証した。その結果、AIMで検出されたEBV特異的なクローンタイプのうち、回復期まで持続したのはわずか9％であり、AIMで検出されたEBV特異的なクローンタイプの大部分（91％）は回復期には検出されず、同じように多様な" "クローンタイプに取って代わられたようであった。永続的なクローンタイプは、同じアミノ酸配列をコードするための複数のヌクレオチド配列の収束組換え、およびヌクレオチド付加の少ない短い相補性決定領域3（CDR3s）の使用（すなわち、生殖細胞線に近い配列）により、非永続的なクローンタイプよりも生成される確率が高かった。さらに、2つの最も免疫優勢なHLA-A2制限EBVエピトープ、BRLF1およびBMLF1は、非常に異なる抗原特異的なパブリック（すなわち、個人間で共有される）特徴を示している。実際、TCRα CDR3モチーフは、免疫優勢なEBVエピトープであるBRLF1に対するTCRレパートリーの選択において、TCRβが最小限の役割を果たす一方で、支配的な役割を果たしていた。このことは、以前に報告された大多数のレパートリーとは対照的であり、TCRβ CDR3はペプチド/主要組織適合性複合体（MHC）との相互作用、またはTCRα CDR3との組み合わせのいずれかで選択されているように思われる。TCR-ペプチド-MHC複合体の相互作用がどのようにレパートリー選択を駆動するかを理解することは、ワクチン設計のための最適な戦略を開発したり、移植環境におけるウイルス感染症や癌に対する適切な養子免疫療法の生成のために使用することができます。いくつかの証拠のラインは、移植患者におけるウイルス感染症の間、および癌および自己免疫疾患治療において、TCRαおよびTCRβレパートリーが疾患転帰および治療戦略に役割を果たしていることを示唆している。我々のデータは、TCR鎖αとβの両方について最適なレパートリーを駆動する方法の基本原理を理解することが不可欠であることを示唆している。我々は、適切なCD8 T細胞応答によって制御される共通の持続性ヒトウイルス感染（EBV）に対するCD8 TCRレパートリーを特徴づけることによって、この重要な問題に取り組む。最終的な目標は、無症状で感染した個体がAIMの免疫病理を発症する個体とは異なるTCRレパートリーを発現するかどうかを決定することであろう。ここでは、AIMの過程で2つの免疫優勢なEBVエピトープに対するCD8 T細胞TCRαとTCRβレパートリーの詳細な解析を行い、それらの選択を促している可能性のある因子を特定することから始める。

Recognition modes of individual T cell receptors (TCRs) are well studied, but factors driving the selection of TCR repertoires from primary through persistent human virus infections are less well understood. Using deep sequencing, we demonstrate a high degree of diversity of Epstein-Barr virus (EBV)-specific clonotypes in acute infectious mononucleosis (AIM). Only 9% of unique clonotypes detected in AIM persisted into convalescence; the majority (91%) of unique clonotypes detected in AIM were not detected in convalescence and were seeming replaced by equally diverse "" clonotypes. The persistent clonotypes had a greater probability of being generated than nonpersistent clonotypes due to convergence recombination of multiple nucleotide sequences to encode the same amino acid sequence, as well as the use of shorter complementarity-determining regions 3 (CDR3s) with fewer nucleotide additions (i.e., sequences closer to germ line). Moreover, the two most immunodominant HLA-A2-restricted EBV epitopes, BRLF1 and BMLF1, show highly distinct antigen-specific public (i.e., shared between individuals) features. In fact, TCRα CDR3 motifs played a dominant role, while TCRβ played a minimal role, in the selection of TCR repertoire to an immunodominant EBV epitope, BRLF1. This contrasts with the majority of previously reported repertoires, which appear to be selected either on TCRβ CDR3 interactions with peptide/major histocompatibility complex (MHC) or in combination with TCRα CDR3. Understanding of how TCR-peptide-MHC complex interactions drive repertoire selection can be used to develop optimal strategies for vaccine design or generation of appropriate adoptive immunotherapies for viral infections in transplant settings or for cancer. Several lines of evidence suggest that TCRα and TCRβ repertoires play a role in disease outcomes and treatment strategies during viral infections in transplant patients and in cancer and autoimmune disease therapy. Our data suggest that it is essential that we understand the basic principles of how to drive optimum repertoires for both TCR chains, α and β. We address this important issue by characterizing the CD8 TCR repertoire to a common persistent human viral infection (EBV), which is controlled by appropriate CD8 T cell responses. The ultimate goal would be to determine if the individuals who are infected asymptomatically develop a different TCR repertoire than those that develop the immunopathology of AIM. Here, we begin by doing an in-depth characterization of both CD8 T cell TCRα and TCRβ repertoires to two immunodominant EBV epitopes over the course of AIM, identifying potential factors that may be driving their selection.

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