研究提出安全有效的寨卡疫苗新策略 -凯发k8国际首页登录

　　寨卡病毒是一类蚊媒传播病原，感染孕妇可引起新生儿小头畸形。寨卡病毒会导致婴儿小头症，以及其他不可逆的新生儿严重出生缺陷。此外，它还会与另一种由蚊虫传播的疾病——登革病毒感染诱导交叉反应的抗体响应，增加登革病毒感染的严重程度，甚至对人产生致命威胁。理想的寨卡疫苗应该具备以下3个特点：预防寨卡病毒的母婴传播；预防由于寨卡病毒感染引起的登革ade；预防由于寨卡疫苗免疫导致的登革ade。迄今，全球进入临床阶段的寨卡疫苗在设计上都没有避免潜在的登革ade风险。

　　7月15日，中国科学院院士、中科院微生物研究所研究员高福与研究员戴连攀、严景华等在 immunology上，在线发表了题为protective zika vaccines engineered to eliminate enhancement of dengue infection via immunodominance switch的研究论文，提出消除登革ade的保护性寨卡疫苗新策略。

　　寨卡/登革病毒引起ade效应的交叉抗体主要靶向病毒表面结构蛋白prm和e蛋白的融合肽（fl）保守区域（328, 745–748 (2010)）。国际上有报道通过在fl表位引入突变或者构建e蛋白二聚体遮蔽fl表位的两种方式，可显著降低寨卡疫苗对登革病毒感染的ade。然而，在小鼠模型上这两种疫苗方式均无法产生足够的保护性免疫应答，完全阻断寨卡病毒母婴垂直传播（cell 168, 1114–1125 e1110 (2017)；nat. immunol. 20, 1291–1298 (2019)）。鉴于寨卡病毒感染孕妇对新生儿潜在的长期严重后果，能诱导母婴清除性免疫应答（sterilizing immunity）的寨卡疫苗尤为重要。

　　高福团队解析出寨卡病毒保护性免疫原e蛋白的晶体结构，并分离到一系列靶向e蛋白不同结构域的中和/保护抗体，解析了靶向fl表位的代表性ade抗体的结构基础 (cell host microbe 19, 696–704(2016)；sci. transl. med. 8, 369ra179(2016))。这些前期基础为理性设计消除ade的寨卡疫苗提供了指导。

　　该研究中，研究者采取一种抗体指导疫苗设计的反向疫苗学策略。基于ade抗体结合fl的结构基础（图1），对寨卡免疫原e蛋白进行理性改造，旨在既消除fl表位，并维持其他中和抗体表位的完整。由于fl区在黄病毒属中高度保守，在fl表位的关键氨基酸上引入突变容易破坏e蛋白结构，极大降低疫苗的免疫原性。因此，研究者通过同源替换的方法，将寨卡e蛋白的fl替换成黄病毒属中进化关系最远的昆虫特异性（arthropod-specific）黄病毒的同源序列，从而改变了l表位上结合ade抗体的3个关键氨基酸。进一步通过一系列中和保护性抗体和ade抗体对改造后e蛋白抗原进行正向和负向筛选，获得同时满足fl表位消除和中和表位维持的构建。其中，2种设计——mutb和mutc被制备成黑猩猩腺病毒载体（adc7）疫苗进行评估。结果显示，mutb/c疫苗一次免疫可产生清除性的免疫应答, 完全保护小鼠抵御寨卡病毒, 在病毒感染的所有靶组织中均检测不到病毒载量，能够完全阻断寨卡病毒的母婴传播（图2）。此外，两种疫苗免疫血清完全消除了对四种血清型登革病毒的ade；血清过继试验证实mutb/c疫苗免疫血清不会引起登革病毒感染的ade，而野生型构建（wt）则会加快动物的死亡和使病症加重（图3）。

　　为进一步探究改造后疫苗mutb/c消除ade的免疫学基础，研究者们通过b细胞受体（bcr）的单细胞测序方法分析了免疫后小鼠淋巴结的抗原特异性bcr的特性。结果显示，野生型疫苗激发的体液免疫存在明显的免疫优势情况，60%以上的bcr使用3组胚系基因。而mutb/c打破了原有的免疫优势，使抗原特异性bcr使用的胚系基因呈分散式分布（图4）。研究者们最后解析了其中一个抗原改造e蛋白mutc结合中和抗体的分子基础，发现mutc仍然能够通过新的作用力维持e蛋白的二聚体结构，这对于激活有效中和抗体十分重要。此外，改造后的fl氨基酸产生对ade抗体的位阻和电荷排斥，揭示了mutc不诱导ade抗体产生的结构基础。

　　研究为该领域长期存在的问题提出了一个凯发天生赢家一触即发官网的解决方案，合理设计出一种改进的寨卡病毒免疫原。此外，该研究通过小鼠模型为疫苗未来进行临床试验提供了免疫学趋势，也为面向疫苗的蛋白质设计提供了新见解。理性设计消除ade的新型寨卡疫苗将指导寨卡疫苗未来在临床中的使用。

图1.基于靶向fl表位的ade抗体结构指导抗原理性设计

图2.mutb/c疫苗阻断寨卡病毒的母婴传播

图3.mutb/c疫苗消除了对登革病毒感染的体外和体内ade

图4.mutb/c疫苗转换了由ade抗体占据的免疫优势