陈薇院士等团队取得新进展：一种结构引导的表位重建策略，为开发广谱免疫原提供潜在方法

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尼帕病毒 (NiV) 和亨德拉病毒 (HeV) 是副粘病毒科中致病性极强的亨尼帕病毒，可导致人类和动物出现严重的呼吸道和神经系统疾病，死亡率高达 75%，且目前尚无获得许可的人类疫苗或治疗方法。

2025年8月29日，北京生物工程研究所陈薇、Xu Junjie共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy在线发表题为“Single amino acid substitution in Hendra virus attachment glycoprotein induces cross-neutralizing antibodies against Nipah virus”的研究论文。该研究在 NiV 附着糖蛋白 (G) 上鉴定出一个独特的易损表位，该表位可被强效中和抗体 14F8 识别，该抗体靶向受体结合位点并有效中和 NiV。

以 14F8 Fab-NiV-G 复合物的 2.8 Å 晶体结构为指导，通过单个氨基酸替换 (S586N) 重建了 HeV-G 上的该表位，从而获得了 HeV-GS586N 突变体。用 HeV-GS586N 免疫 BALB/c 小鼠和食蟹猴可引发针对 NiV 和 HeV 的强大、广泛中和抗体反应，与野生型 HeV-G 相比，初次免疫后可获得更高的 NiV 中和滴度，这已通过假病毒和活病毒测定得到证实。HeV-GS586N (3.3 Å) 及其 14F8 复合物 (3.2 Å) 的晶体结构表明，S586N 替换诱导了β-螺旋桨叶片 6 的 9 Å 构象重排，重塑了分子骨架和溶剂可及表面，而无需 N586-14F8 直接相互作用，从而模拟了 NiV 表位。这些发现将 HeV-GS586N 定位为一种有前途的预防亨尼帕病毒的广谱抗原，并证明了结构指导的表位重建在针对新兴病毒威胁的通用疫苗设计中的价值。

亨尼帕病毒（HNV）是一种单链负链RNA病毒，其中亨德拉病毒（HeV）和尼帕病毒（NiV）可导致人类严重的呼吸道综合征和脑炎。世界卫生组织将它们列为毒性病原体，但由于其对公共健康的重大威胁以及缺乏特效的抗病毒治疗方法，因此需要优先研究。HeV于1994年在澳大利亚亨德拉镇爆发疫情后首次被发现，该疫情导致马和人类患上致命的肺炎。值得注意的是，2022年，在澳大利亚昆士兰州的一匹马身上发现了一种新的HeV-2变种。这种新变种与原始毒株存在基因差异，引发了人们对其可能增强传染性和毒力的担忧。NiV于1998年在马来西亚和新加坡的疫情中首次被报道，可细分为马来西亚毒株和孟加拉国毒株。马来西亚毒株通常与猪传人有关，而孟加拉国毒株则更直接地通过蝙蝠传人，这凸显了NiV复杂的流行病学。HNV 中这种新出现的遗传和地理变异性凸显了开发能够广泛覆盖各种疫情的通用疫苗的迫切需求。目前的预防策略主要依赖于监测和生物安全措施，在控制零星和突发疫情方面效果有限。因此，开发通用疫苗已成为保障全球公共卫生免受这些高致病性病毒侵害的当务之急。

尽管经过数十年的研究，目前尚无针对人类的 HeV 或 NiV 疫苗获得批准，但有超过 40 种候选疫苗正处于不同的研发阶段。大多数候选疫苗使用附着糖蛋白G 作为抗原，该抗原可识别宿主细胞上的 Ephrin B2 或 Ephrin B3 受体。HNV衍生的重组蛋白、基于水泡性口炎病毒 (VSV) 的载体或 mRNA 递送的候选疫苗的保护作用已在动物研究中得到证实，并已进入临床试验阶段。尤其是sHeV-G 重组蛋白疫苗，它代表了一种极具前景的疫苗。它在多种动物模型中诱导了保护性免疫，尤其是在非人类灵长类动物中，并已进入 I 期临床试验阶段。然而，挑战依然存在。NiV (NiV-G) 和 HeV (HeV-G) 的 G 蛋白氨基酸同源性约为 80%，这在一定程度上限制了它们诱导交叉免疫抗体反应的能力。因此，克服天然 G 蛋白触发增强交叉保护的能力对于开发有效的通用 HNV 疫苗至关重要。

识别G蛋白和F蛋白上的中和表位（即中和抗体识别的表位），有助于设计诱导广泛交叉免疫的HNV抗原。例如，从人噬菌体展示库中分离的交叉免疫单克隆抗体m102.4可与G蛋白的细胞受体结合域结合。该抗体已作为紧急同情用药，用于感染HeV或NiV的高风险人群，并已在澳大利亚进行了1期临床试验。其他单克隆抗体，包括HENV-26、HENV-32和nAH1.3，可与细胞受体识别位点或HNV G蛋白底部的不同表位结合，也表现出显著的保护作用。目前已鉴定出几种靶向NiV/HeV融合（F）糖蛋白融合前构象并广泛中和亨尼帕病毒的中和单克隆抗体。这些单克隆抗体结合保守的、糖链稀疏的表位，尤其是在膜远端顶端和四级界面处，从而阻断了融合所必需的构象变化。结构研究表明，顶端（结构域 III）是一个脆弱的、功能受限的位点。一些单克隆抗体靶向非重叠表位，并在鸡尾酒疗法中表现出协同作用，以增加其宽度并限制逃逸。一些单克隆抗体在动物模型中表现出强大的保护作用，这支持了它们的治疗前景并指导了疫苗设计。

该研究在 NiV-G 上鉴定出一个独特的易损表位，该表位可被强效中和单克隆抗体 14F8 特异性识别，并以原子分辨率描绘了该表位与 14F8 Fab 片段形成的复合物的晶体结构。利用结构引导设计，在 HeV-G 中引入单个氨基酸替换（S586N）以在 HeV-G 上重建该 NiV 特异性表位，从而产生 HeV-GS586N突变体。进一步表征了这种新抗原，并测试了其在小鼠和猴子中对 NiV 和 HeV的交叉保护特性和免疫原性。在小鼠和非人类灵长类动物中进行的功能测定和免疫原性研究表明，HeV-GS586N 可引发针对 HeV 和 NiV 的广泛中和反应。晶体结构进一步揭示了 S586N 替换在 HeV-G 中诱导了 9 Å 构象重排，重塑了蛋白质框架和溶剂可及表面积以模拟 NiV 表位。该研究提出了一种结构引导的表位重建策略，可能有助于克服 HNV 内的跨物种抗原差异，并为开发广谱免疫原提供了一种潜在方法。

图1 单克隆抗体14F8可识别NiV-G蛋白上独特的易受攻击的中和表位

（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy）

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41392-025-02370-0

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