靶向E蛋白二聚体中心区域：超强效人源抗体锁定不同形态DENV3变体的新机制

《Nature Communications》：Ultrapotent human antibodies lock E protein dimers central region of diverse DENV3 morphological variants

为解决登革热病毒（DENV）疫苗免疫应答不平衡导致的ADE（抗体依赖增强）风险，研究人员开展针对DENV3血清型的超强效人源单克隆抗体（HMAbs）研究。通过冷冻电镜（cryoEM）解析抗体Fab片段与不同形态病毒颗粒的复合物结构，发现新型EDE-C（E dimer epitope-central）抗体通过锁定E蛋白二聚体中心区域，以纳克级效力阻断病毒附着，为DENV3特异性治疗提供新策略。

　　

登革热病毒（Dengue virus, DENV）作为全球最严重的虫媒病毒之一，每年导致约3.9亿人感染、1亿人出现临床症状和4万人死亡。其四个血清型（DENV1-4）间的免疫反应差异，使得现有疫苗在接种后可能引发抗体依赖增强（Antibody-Dependent Enhancement, ADE）效应——即非中和抗体反而促进病毒进入宿主细胞，导致更严重的疾病表现。近年来，DENV3血清型重新成为流行优势株，与临床重症病例增加密切相关，而当前四价疫苗QDENGA对DENV3的保护力不足，甚至可能增加住院风险，亟需开发针对DENV3的特异性治疗手段。

在此背景下，研究人员聚焦于从自然感染DENV的儿童体内分离出的两种超强效人源单克隆抗体（HMAbs）DENV-290和DENV-115。这些抗体对具有不同形态特征的DENV3毒株均展现出纳克级别的中和能力，其半数噬斑减少中和滴度（PRNT₅₀）值低至6.1–8.5 ng/mL。尤为重要的是，它们不仅能中和常见的平滑表面球形颗粒（PSSP），还能有效应对部分转变为非球形棒状结构（club-shaped particles, clubSP）的CH53489毒株。

为揭示其分子机制，研究团队综合运用冷冻电镜结构解析、生物层干涉技术（BLI）、动态光散射（DLS）、病毒-脂膜融合实验以及前/后附着中和试验等多种方法，系统阐明了抗体的结合模式、中和机制与结构基础。

研究发现，这两种抗体均靶向E蛋白二聚体的中心区域（命名为EDE-C表位），而非以往已知的E蛋白二聚体末端表位（如EDE抗体）。每个二聚体仅能结合一个Fab分子，其表位横跨两个E蛋白单体，主要涉及DII结构域中的b链（残基64–70）、d链及de环（120–124）、fg环（200–201）、hi环（223–226）和kl环（271–272）。关键相互作用残基包括L122、E123、K200和E225等，这些残基在DENV3中形成的独特电荷模式（E-K-E）是抗体血清型特异性的结构基础。

抗体结合模式与病毒形态适应性

通过局部重构和分类分析，研究发现抗体在与病毒结合时存在多种空间取向组合（如LLL-RRR、LLR-LRR等）。DENV-290倾向于使相邻Fab的恒定区相互远离，而DENV-115则能容忍更灵活的取向分布，甚至允许两个Fab的恒定区相互靠近。这种结合灵活性使得抗体不仅能结合经典的球形病毒，也能适应clubSP形态的病毒。对CH53489 clubSP的结构解析揭示，其尾部存在两种不同的螺旋组装模式（大尾与小尾），而Fab DENV-290均可结合，表明该抗体具有应对病毒形态多样性的能力。

糖基化修饰对抗体结合的影响

位于表位附近的N67糖链对抗体结合具有重要调节作用。去除糖链或突变N67Q均会导致抗体亲和力下降，但影响机制不同：DENV-290主要表现出解离速率加快，而DENV-115则表现为结合速率降低。这表明糖链不仅参与稳定抗体-抗原复合物，还可能影响初始结合事件。

中和机制以阻断病毒附着为主

功能实验表明，两种抗体主要通过阻断病毒与细胞受体的结合来中和病毒，其在预处理（pre-attachment）试验中的效力显著高于后处理（post-attachment）试验。虽然高浓度DENV-290可部分抑制病毒-脂膜融合（约40%），但DENV-115几乎无此效应。此外，病毒聚集实验表明，抗体诱导的病毒聚集体并非其中和的主要机制。

全长IgG的结合模式

对DENV-115 IgG与病毒复合物的结构分析发现，其主要通过双价结合模式与病毒表面相互作用：一个IgG分子的两个Fab臂可同时结合同一个E蛋白筏（raft）上的两个相邻二聚体（如LD1和MD），或跨筏结合不同筏上的二聚体。这种结合模式有助于增强抗体的结合强度和中和能力。

本研究不仅发现了一类新型的EDE-C抗体，揭示了其通过独特机制实现超强中和活性的结构基础，更重要的是，证明了这些抗体能够克服DENV3的形态多样性，有效中和不同形态的病毒颗粒。这为开发针对DENV3的特异性治疗抗体药物提供了直接依据，并可能为解决登革热疫苗引发的ADE风险提供新策略。由于EDE-C抗体仅需结合每个二聚体的一个表位即可有效中和，其所需剂量更低，经济性和应用潜力更具优势。此外，该研究也为理解抗体与病毒糖链的相互作用、抗体在病毒不同形态下的适应性结合提供了新的视角。