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呼吸道合胞病毒（RSV）是导致婴儿住院的主要病因，现有疗法多针对其融合糖蛋白（RSV-F）。研究人员开展 RSV-F 突变研究，发现 305 位氨基酸突变可改变抗原识别、降低病毒对中和抗体的敏感性，这对理解 RSV 进化和抗药性意义重大。
在婴幼儿的健康领域，呼吸道合胞病毒（RSV）就像一个隐藏在暗处的 “小恶魔”，给无数家庭带来困扰。RSV 是导致婴儿住院的首要原因，每年全球约有 3300 万例 RSV 相关的急性下呼吸道感染病例，其中超过 10 万例最终走向死亡。不仅如此，免疫功能低下的人群和老年人也逐渐被列为易感染的高危群体。然而，面对 RSV 带来的巨大疾病负担，有效的抗病毒疗法却屈指可数。目前，预防性单克隆抗体虽能提供被动免疫，但存在成本高、疗效不稳定等问题。例如，帕利珠单抗（PZMB）需要每月给高危婴儿注射，费用高昂且无法保护所有婴儿和易感成人。在这样的背景下，深入了解 RSV 如何逃避新型疗法的选择压力，成为医学研究领域亟待攻克的难题，这不仅关系到现有疗法的有效性，更关乎未来疫苗和治疗手段的开发。
为了揭开 RSV 逃避宿主免疫和抵抗治疗的神秘面纱，来自加拿大阿尔伯塔大学、美国德克萨斯大学奥斯汀分校等多个研究机构的研究人员携手开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《npj Viruses》上，为我们认识 RSV 的进化和抗药机制带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，使用人宫颈癌细胞系（HeLa）和人气道上皮细胞（1HAE-）进行细胞培养。通过重组反向遗传学技术构建携带特定突变的 RSV 病毒株，利用下一代测序技术（NGS）分析病毒基因组突变情况。同时，借助分子动力学模拟从结构层面探究突变对蛋白的影响，还运用表面等离子共振（SPR）技术测定抗体与蛋白的结合亲和力 。在样本来源上，使用了来自美国俄亥俄州全国儿童医院患者的临床样本。
实验结果
- 实验室适应性突变：研究人员在体外进行抗性和进化实验，用多克隆抗 RSV 抗体、非核苷聚合酶抑制剂处理实验室毒株 RSV-A2，并设置 DMSO 对照。在多克隆抗体选择压力下，他们发现病毒在传代过程中出现瓶颈效应。在第 5 代时，RSV-F 蛋白的 305 位发生了从亮氨酸（L）到异亮氨酸（I）的突变（L305I），且该突变在多数测序读数中出现，同时病毒滴度有所回升。此外，在使用合成的 RSV 聚合酶抑制剂处理时，也观察到了 L305I 突变，这表明该突变可能是 RSV 逃避的一种普遍机制。
- 临床样本分析：分析已发表的 RSV-F 序列和临床分离株样本后发现，RSV-F 基因在临床分离株中高度保守，但 RSV-A 和 RSV-B 亚型在 305 位氨基酸存在差异，RSV-A 亚型为亮氨酸，RSV-B 亚型为异亮氨酸，且在其他约 50 个位点也存在亚型特异性差异。这一结果表明 L305I 突变并非体外实验的偶然产物，可能具有重要生物学功能。
- 蛋白结构改变：通过计算建模，研究人员将 L305I 突变引入 RSV-A2 预融合 F 糖蛋白的冷冻电镜结构，并进行分子动力学模拟。结果显示，该突变引发了蛋白整体构象的微妙变化，影响了包括抗原位点 ?、II 和 IV 在内的多个结合位点。不过，该突变对三聚体 “呼吸” 现象影响较小，但在某些区域导致了蛋白柔性的差异，暗示其可能影响蛋白整体构象动力学和稳定性。
- 病毒功能变化：利用基于 RW30 骨干的重组反向遗传学模型（rgRSV），研究人员构建了携带 L305I 突变的病毒株。实验发现，虽然野生型和突变型病毒产生的转录本数量相似，但突变型病毒产生的病毒粒子感染性显著降低。同时，突变型病毒对人血清的中和作用更具抗性，这与体外进化实验中突变导致病毒滴度暂时回升的结果一致。
- 抗体结合改变：研究人员研究了 L305I 突变对预防性单克隆抗体治疗的影响。分子动力学模拟显示，该突变导致抗原位点 II 的构象改变，影响了关键残基的取向和结构重排。体外中和实验表明，与野生型相比，突变型病毒对帕利珠单抗（PZMB）、D25 和 101F 等单克隆抗体的敏感性降低。通过表面等离子共振（SPR）技术发现，D25 与突变型 RSV-F 的结合亲和力降低，而 PZMB 和 101F 与突变型和野生型 RSV-F 的结合亲和力相似。这表明 L305I 突变对不同抗体的影响存在差异，可能通过多种机制影响抗体的中和作用。
研究结论与讨论
这项研究首次对 RSV-F 在抗体压力下的纵向适应性进行体外分析，发现了 L305I 这一关键突变。该突变虽位于靶抗原位点之外，但能改变 RSV-F 三聚体的结构景观，降低病毒对单克隆抗体的敏感性，同时影响病毒在组织培养中的复制适应性。研究还发现，不同单克隆抗体对 L305I 突变的反应不同，D25 的抗性增加与结合亲和力降低有关，而 PZMB 和 101F 的抗性增加机制尚不明确，可能与抗体对融合后 RSV-F 的结合、受体结合及进入和融合动力学等因素有关。
随着新型 RSV 预防措施（如疫苗和单克隆抗体）的不断涌现，RSV 面临的选择压力将越来越大。该研究强调了监测循环 RSV 毒株中逃逸突变的重要性，特别是那些位于 RSV-F 蛋白非靶向抗原位点的突变。这不仅有助于我们理解 RSV 的进化和适应机制，还为未来开发更有效的抗病毒疗法和疫苗提供了关键依据，对保障婴幼儿、免疫功能低下人群和老年人的健康具有重要意义。
