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登革病毒（DENV）有 4 种血清型，二次感染异源血清型可致重症登革热，现有疫苗存在不足。研究人员开发重组 E 蛋白结构域 III（DIII）纳米颗粒疫苗，其鸡尾酒配方可诱导小鼠产生针对 4 种血清型的广谱中和抗体，为疫苗设计提供新方向。
登革热，这个由蚊子传播的 “隐形杀手”，每年在全球范围内肆虐，感染人数高达数亿，严重威胁着人类的健康。登革病毒家族有四个 “兄弟”——DENV1-4 血清型，它们不仅能让初次感染者出现发热等症状，更棘手的是，当人体再次感染不同血清型的登革病毒时，可能引发抗体依赖性增强（ADE）现象，导致严重的登革出血热和休克综合征。目前，已获批的登革疫苗如 Dengvaxia 和 QDenga，要么对未接触过黄病毒的人群保护效果有限，甚至可能增加重症风险，要么在血清型保护的平衡性上存在不足。因此，开发一种能诱导广谱中和抗体（bNAb）、覆盖所有血清型且避免 ADE 的疫苗，成为了科学界迫切需要攻克的难题。
为了突破这一困境，美国阿尔伯特?爱因斯坦医学院（Albert Einstein College of Medicine）和华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine）的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦于登革病毒 E 蛋白的结构域 III（DIII），这个区域是许多中和抗体的关键靶点。研究团队通过结构引导设计和噬菌体展示技术，对 DIII 进行改造，开发出了 “表面重塑” 的重组 DIII 纳米颗粒免疫原，并探索其诱导免疫反应的能力。相关研究成果发表在《iScience》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先利用噬菌体展示技术构建 DIII 突变文库，筛选出能保留中和表位、屏蔽非中和表位的突变体；然后将筛选出的 DIII 变体与 SpyTag/SpyCatcher 系统结合，制备基于 Aquifex aeolicus 荧光素酶（aaLS）和幽门螺杆菌铁蛋白（hpFer）的纳米颗粒疫苗；通过小鼠免疫实验，运用 ELISA 和焦点减少中和试验（FRNT）检测抗体反应，评估疫苗的免疫原性和保护效果；最后通过被动血清转移实验，在免疫缺陷小鼠模型中验证疫苗诱导抗体的体内保护能力。
重组 DIII 纳米颗粒的设计与表征
研究人员首先针对 DENV2 和 DENV4 的 DIII 进行改造，设计了 “表面重塑” 变体（rs2DIII 和 rs4DIII）。通过噬菌体展示筛选，rs2DIII-Ala30 突变体成功屏蔽了 AB 环和 FG 环的非中和表位，同时保留了 A/G 链中和表位，能与中和抗体 4E11、4E5A 结合，而不与非中和抗体 2H12、3H5 结合。对于 DENV4 的 rs4DIII 变体，研究人员聚焦于侧脊（LR）中和表位，通过类似方法筛选出能结合 DV4-E75 和 DV4-E88 中和抗体、但不结合 AB 环抗体的突变体，如 rs4DIII-1、-8 等。这些变体通过 Ni-NTA 亲和层析和阴离子交换层析纯化后，与 aaLS 或 hpFer 纳米颗粒结合，形成多价纳米颗粒疫苗。电镜观察显示，纳米颗粒呈均一球形，直径约 20-25 nm，且 DIII 表位在纳米颗粒表面保持完整构象。
纳米颗粒疫苗的免疫原性评估
在小鼠免疫实验中，研究人员比较了单体 rs2DIII-Ala30 和纳米颗粒疫苗的免疫效果。结果显示，以 Alhydrogel、AddaVax 等为佐剂的 aaLS-rs2DIII-Ala30 纳米颗粒疫苗，诱导的中和抗体滴度显著高于单体疫苗。例如，使用 AddaVax 佐剂的三剂免疫方案中，aaLS-rs2DIII-Ala30 诱导的针对 DENV2 和 DENV3 的 FRNT50滴度分别高达 1:28,000 和 1:3,400，而单体疫苗仅为 1:74 和 1:120。然而，单独的 rs2DIII 疫苗对 DENV4 的中和能力有限，因此研究人员将 rs2DIII 与 rs4DIII 结合，形成二联纳米颗粒鸡尾酒疫苗。实验表明，aaLS-rs2DIII-Ala30 与 aaLS-rs4DIII-1 或 - 8 的组合，能诱导针对 DENV1-4 的广谱中和抗体，FRNT50滴度范围为 1:2,000 至 1:12,000。其中，aaLS-rs2DIII-Ala30 与 aaLS-rs4DIII-1 的组合在被动转移实验中，使 DENV2 感染小鼠的血清病毒载量降低 10-100 倍，显示出显著的体内保护效果。
研究结论与意义
本研究通过结构引导的抗原设计和纳米颗粒平台，成功开发出一种针对登革病毒的二联纳米颗粒疫苗。该疫苗通过重塑 DIII 结构，屏蔽非中和表位，聚焦 A/G 链和 LR 等关键中和表位，并利用多价纳米颗粒增强免疫原性，有效诱导了覆盖 4 种血清型的广谱中和抗体反应，且在动物模型中验证了其抗 DENV2 感染的保护能力。这一成果不仅为登革疫苗的设计提供了新的策略和靶点，也为黄病毒属其他病毒（如 Zika 病毒）的疫苗开发提供了借鉴。未来，进一步在非人灵长类模型中验证其安全性和有效性，优化疫苗配方和免疫方案，有望推动该疫苗向临床转化，为全球登革热防控带来新的希望。
