齐建勋/高福/王奇慧团队基于免疫聚焦策略研发最小亚单位RSV异源二聚体广谱疫苗

呼吸道合胞病毒（RSV）是导致5岁以下婴幼儿及65岁以上老年人严重下呼吸道感染的重要病原体。RSV分为A和B两个亚型，其融合蛋白（F蛋白）以同源三聚体形式暴露于病毒表面，介导病毒与宿主细胞膜融合，是疫苗研发和抗体筛选的关键靶点。F蛋白在膜融合过程中由融合前高能态（pre-F）不可逆地转变为融合后低能态（post-F）。研究表明，pre-F状态下的Ø表位和V表位是F蛋白最强的中和抗体表位，而在post-F状态下，这些表位被遮挡，导致其诱导的中和抗体效能远低于pre-F状态。

目前获批上市的RSV疫苗（如GSK、Pfizer和Moderna公司研发的产品），以及进入临床试验阶段的以F蛋白为主要免疫原的候选疫苗，普遍采用点突变、引入二硫键及增强静电相互作用等策略，以稳定F蛋白于融合前（pre-F）构象。然而，这类基于pre-F的疫苗在储存过程中仍面临抗原构象由pre-F向融合后（post-F）不可逆转变的挑战，导致其保护效力显著下降。此外，现有以F蛋白为靶点的RSV疫苗多数仅针对单一A亚型，或通过简单混合A、B两种亚型抗原实现免疫，这可能引发免疫应答不均衡的问题。近年B亚型毒株的感染比例逐渐上升，因此研发更具广谱性的RSV疫苗已成为临床亟需。同时，疫苗相关性呼吸道疾病（Vaccine-associated enhanced respiratory diseases，VAERD）依旧是RSV疫苗研发中难以规避的重要挑战。

8月31日，中国科学院微生物研究所齐建勋研究员、高福院士以及王奇慧研究员在eBioMedicine 期刊联合发表了题为“Rational design of respiratory syncytial virus dimeric F-subunit vaccines in protein and mRNA forms”的研究论文。该研究基于免疫聚焦策略，借助人AI设计，获得了仅保留II、V和Ø表位的优势免疫原模块，最大限度的去除非中和表位。研究团队通过串联二聚体的构建策略，将A、B两种亚型的优势免疫原模块融合，开发出覆盖双亚型的融合抗原 scDimer AB。在此设计理念的指导下，他们成功研制出RSV单链二聚体重组亚单位蛋白疫苗及mRNA疫苗，突破了现有RSV疫苗设计的关键技术瓶颈。

生化数据显示，scDimer AB对Ø表位抗体Am22、V表位抗体CR9501及II表位抗体Palivizumab的亲和力均与经典构象稳定化抗原DS-Cav1相当；但其与III表位抗体MPE8的结合能力较弱，同时不与I表位抗体4D7和IV表位抗体101F发生结合。这一独特的结合特性精准实现了对优势中和表位的免疫聚焦，充分体现了设计理念的初衷。

在蛋白质热稳定性分析中，scDimer AB的Tm值达到83.27℃，显著高于已报道的RSV疫苗。在4℃保存100天或37℃保存28天后，其II、V及Ø表位与对应特异性抗体的结合能力仍超50%，充分展示出其卓越的结构稳定性与应用潜力

动物实验表明，scDimer AB诱导的pre-F结合抗体水平显著高于post-F结合抗体，与免疫DS-Cav1的小鼠相当，而post-F结合抗体水平则低于DS-Cav1，验证了其免疫聚焦效应。在中和抗体方面，scDimer AB无论以蛋白疫苗还是mRNA疫苗形式接种，均能诱导与DS-Cav1相当水平的中和抗体，且可中和RSV A型和B型毒株。棉鼠免疫攻毒保护实验显示，免疫组体内未检测到残留活病毒，表明疫苗可实现彻底的病毒清除。在细胞免疫方面，两种疫苗形式均能诱导较强的T细胞免疫反应。进一步地，序贯免疫（先进行mRNA免疫，后经鼻腔给予蛋白疫苗）相比单独mRNA疫苗免疫，动物鼻腔、肺灌洗液及血清中的IgA抗体水平显著提升，而IgG水平不变，提示联合免疫策略能有效增强黏膜免疫反应，有助于在呼吸道前端阻断病毒入侵，为RSV疫苗的设计与免疫策略优化提供了新思路。

Figure：基于RSV F蛋白的单链二聚体蛋白疫苗设计

综上所述，本研究提出了一种全新的RSV抗原设计策略，兼具免疫聚焦性、同时覆盖A型和B型基因型的广谱性、卓越的蛋白质稳定性以及强大的免疫原性。该策略不仅显著提升了疫苗的免疫效果，也为其他病毒疫苗的研发提供了新的思路与可借鉴的路径。

中国科学院微生物研究所助理研究员李晶，与中国科学院微生物研究所联合培养博士生马雪慧（浙江大学）、徐泽鹏（澳门大学）、博士生郭文静，温州医科大学硕士生陈佳钦，贵州省烟草科学研究院副研究员郭玉双为论文共同第一作者。齐建勋研究员、高福院士和王奇慧研究员为共同通讯作者。该研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40886405/

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