利用疫苗组学和免疫信息学方法设计针对Cutavirus的嵌合疫苗

《In Silico Pharmacology》：Design of chimera vaccine against cutavirus using vaccinomics and immunoinformatics approaches

本研究基于反向疫苗学预测并设计多表位CuV疫苗模型，通过理化性质（抗原性、非过敏原性、TLR4结合力）和免疫信息学分析（分子对接、动态模拟、主成分分析）筛选出V2构型，其与TLR4受体结合稳定且亲和力强（-41.27 kcal/mol），能激发高效初始及记忆免疫应答（IgG、IFN-γ、T细胞活性升高），并通过密码子优化提升大肠杆菌表达效率（CAI 0.98）。

　　

摘要

Cutavirus（CuV）是一种新发现的人类细小病毒，由于其与皮肤淋巴瘤T细胞的关联而引起了极大的关注。CuV主要通过粪-口途径传播，并被确认为腹泻的致病因子。本研究基于反向疫苗学方法筛选高抗原性蛋白，预测针对CuV的新型多表位潜在疫苗模型。从主要候选疫苗蛋白中选取了排名靠前的T细胞和B细胞表位，并通过免疫原性佐剂肽和连接序列将这些表位连接起来，以设计模型疫苗。这些模型在物理化学性质方面进行了评估，包括抗原性、无致敏性以及与TLR4免疫受体的结合亲和力。通过计算机模拟（in-silico）进行了限制性和克隆分析，以检测模型疫苗的表达能力。根据CuV疫苗候选蛋白的主要表位，结合免疫增强佐剂和连接序列，设计了多种疫苗模型。物理化学和免疫信息学分析结果显示V2模型构型具有最高的优先级。分子对接和分子动力学模拟分析证实了V2构型的分子稳定性及其与TLR4免疫受体的强相互作用，其结合亲和力为-41.27 kcal/mol。正常模式分析（NMA）预测该免疫复合物具有更好的灵活性、适当的分子流动性以及较低的蛋白质变形性，从而能够产生强大的免疫反应。分子动力学模拟进一步确认了V2-TLR4复合物的结构稳定性，其RMSD波动最小，氢键保持稳定。主成分分析（PCA）显示疫苗-受体复合物的构象变化有限，表明其动态行为稳定。这些结果支持了所设计疫苗的强相互作用和稳定性，增强了其有效激活免疫系统的潜力。免疫模拟预测该疫苗能引发强烈的初次免疫和记忆免疫反应，同时提高IgG、IFN-γ和T细胞活性水平。密码子优化后，该疫苗的CAI评分为0.98，GC含量为53.1%，表明其在E. coli中的表达效率较高。本研究优先选择的多表位疫苗构型能够有效结合免疫受体，并对CuV产生强烈的免疫反应。

Cutavirus（CuV）是一种新发现的人类细小病毒，由于其与皮肤淋巴瘤T细胞的关联而备受关注。CuV主要通过粪-口途径传播，并被确认为腹泻的致病因子。本研究通过反向疫苗学方法筛选高抗原性蛋白，预测针对CuV的新型多表位潜在疫苗模型。从主要候选疫苗蛋白中选取了排名靠前的T细胞和B细胞表位，并通过免疫原性佐剂肽和连接序列将这些表位连接起来，以设计模型疫苗。这些模型在物理化学性质方面进行了评估，包括抗原性、无致敏性以及与TLR4免疫受体的结合亲和力。通过计算机模拟（in-silico）进行了限制性和克隆分析，以检测模型疫苗的表达能力。根据CuV疫苗候选蛋白的主要表位，结合免疫增强佐剂和连接序列，设计了多种疫苗模型。物理化学和免疫信息学分析结果显示V2模型构型具有最高的优先级。分子对接和分子动力学模拟分析证实了V2构型的分子稳定性及其与TLR4免疫受体的强相互作用，其结合亲和力为-41.27 kcal/mol。正常模式分析（NMA）预测该免疫复合物具有更好的灵活性、适当的分子流动性以及较低的蛋白质变形性，从而能够产生强大的免疫反应。分子动力学模拟进一步确认了V2-TLR4复合物的结构稳定性，其RMSD波动最小，氢键保持稳定。主成分分析（PCA）显示疫苗-受体复合物的构象变化有限，表明其动态行为稳定。这些结果支持了所设计疫苗的强相互作用和稳定性，增强了其有效激活免疫系统的潜力。免疫模拟预测该疫苗能引发强烈的初次免疫和记忆免疫反应，同时提高IgG、IFN-γ和T细胞活性水平。密码子优化后，该疫苗的CAI评分为0.98，GC含量为53.1%，表明其在E. coli中的表达效率较高。本研究优先选择的多表位疫苗构型能够有效结合免疫受体，并对CuV产生强烈的免疫反应。