流感病毒HA锚定表位结构趋同抗体的发现及其在广谱疫苗设计中的意义

本研究针对流感病毒抗原漂移导致的疫苗失效问题，通过结构生物学和生物物理学方法解析了四种靶向HA膜近端锚定表位的广谱中和抗体(bnAbs)。这些源自不同疫苗接种策略的抗体虽使用不同VH3/VK3基因，但通过胚系编码残基和疏水相互作用实现跨年代H1N1病毒中和，为通用流感疫苗设计提供了新思路。

　　

流感病毒每年造成全球数十万人死亡，其表面蛋白血凝素(HA)的持续抗原漂移迫使疫苗需要频繁更新。尽管针对HA茎部中央区域的广谱中和抗体(bnAbs)已有较多研究，但位于膜近端锚定表位(anchor epitope)的抗体研究仍存空白。这项由Scripps Research Institute团队主导的研究，通过解析四种不同疫苗接种策略诱导抗体的结构特征，揭示了抗体基因使用的趋同进化规律，相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员运用X射线晶体学（分辨率2.4-3.2?）和冷冻电镜（3.2?）解析抗体-HA复合物结构，结合生物膜干涉技术(BLI)和微量中和实验，系统评估了抗体对1934-2019年H1N1病毒株的结合与中和能力。

结构特征揭示基因使用规律

通过解析047-09_4F04、241_2F04等抗体与A/California/04/2009 HA的复合物结构，发现尽管这些抗体使用V_H3-23/V_H3-48等不同重链基因，但均通过HCDR2（重链互补决定区2）的L55/I55等胚系编码疏水残基结合HA下部疏水口袋。值得注意的是，轻链LCDR3中保守的NWPP模体（Asn⁹³-Trp⁹⁴-Pro⁹⁵-Pro^95a）通过构象刚性维持表位结合，丙氨酸扫描显示该模体突变会破坏抗体结合能力。

功能互补与表位特征

实验证明V_K3-11和V_K3-15轻链可与不同V_H3重链功能互补。表位分析发现锚定表位与中央茎部表位仅有HA2亚基Val¹⁸重叠，主要包含HA1的Ile³²⁶/Ile³²⁹和HA2的Trp¹⁴/His²⁵等关键残基。将H3N2毒株的特异残基（如His²⁵→Arg）引入H1 HA会显著降低抗体结合，揭示了跨组交叉反应的遗传障碍。

疫苗设计启示

该研究首次系统阐明：1）锚定抗体通过V_H3基因限制性使用和轻链NWPP模体实现表位趋同识别；2）HCDR3疏水残基（如241_2F04的Ile^100a/Trp^100b）靶向上部疏水口袋是中和广谱性的结构基础；3）嵌合HA疫苗可诱导此类低突变抗体，为通用疫苗研发提供了新靶点。这些发现不仅拓展了对B细胞应答规律的认识，更为理性设计覆盖多亚型的流感疫苗奠定了理论基础。