揭秘疟原虫肽与非洲常见 HLA 结合：为疟疾疫苗研发点亮新希望

为探究 HLA 介导的肽抗原呈递在疟原虫感染中的作用，研究人员筛选疟原虫肽，发现其可跨 HLA 等位基因呈递，助力疟疾疫苗开发。

　　疟疾，这一由疟原虫引发的全球性公共卫生难题，每年在全球范围内夺走超 60 万人的生命，非洲地区更是重灾区。在人体的免疫防御体系中，人类白细胞抗原（HLA）作为免疫受体，肩负着向 T 细胞呈递肽抗原的重任，是免疫监视的关键一环。然而，在疟疾感染的情境下，HLA 介导的肽抗原呈递机制却迷雾重重。一方面，哪些肽抗原会在疟疾感染时由 HLA 呈递尚不明确；另一方面，对于疟原虫肽抗原与 HLA 的结合结构知之甚少，这极大地阻碍了疟疾预防性疫苗和治疗手段的研发进程。

为了驱散这些迷雾，来自佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）的研究人员勇挑重担，开展了一项意义非凡的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为疟疾研究领域带来了新的曙光。

在技术方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先是计算筛选，借助 netMHCpan-4.1 软件对疟原虫蛋白质组进行筛选，预测潜在的能与 HLA 结合的肽；其次是体外重折叠实验，将重组 HLA 与合成肽在体外进行重折叠，验证肽与 HLA 的结合；再者是生物物理表征，利用圆二色谱（CD）光谱和纳米差示扫描荧光法（nanoDSF）对肽 / HLA 复合物的折叠和热稳定性进行评估；最后通过 TFold 进行结构建模，深入分析肽 / HLA 复合物的结构。

在研究结果方面：

1. 疟原虫候选抗原的计算机筛选：研究人员从疟原虫（Plasmodium falciparum）的 9 种关键蛋白中，通过计算机筛选，识别出 8 种独特的 9 - 肽候选抗原，它们被预测能与 HLA - A02:01 和 HLA - B08:01 这两种在疟疾流行地区常见的 HLA 等位基因结合。这些候选抗原源自疟原虫的不同蛋白，包括环子孢子蛋白（CSP）、性阶段特异性蛋白（SSFP）、肝期抗原 3（LSA3）和裂殖子表面蛋白 1（MSP1）1。
2. 体外重折叠验证：实验结果显示，基于 netMHCpan - 4.1 预测的 9 - 肽 / HLA 对具有较高的可靠性。在 16 次体外重折叠实验中，7 种肽与 HLA - B*08:01/hβ₂m 的重折叠产量相对较高，且通过 CD 光谱分析证实所有肽 / HLA/hβ₂m 复合物均成功折叠，不过重折叠产量存在肽和等位基因依赖的差异23。
3. 肽稳定 HLA 复合物：通过 nanoDSF 测量发现，所有 16 种肽 / HLA/hβ₂m 复合物都具有中等至较高的热稳定性（T_m在 51oC 至 63oC 之间）。而且，热稳定性与体外重折叠效率存在适度的相关性，这表明疟原虫 9 - 肽能有效稳定 HLA - A02:01/hβ₂m 和 HLA - B08:01/hβ₂m 复合物，且稳定程度与肽和 HLA 有关456。
4. 结构模型分析：由于未能成功获得高质量的衍射晶体，研究人员借助 TFold 进行结构建模。结果发现，9 - 肽的主要锚定残基 P2 和 P9 在 HLA 抗原凹槽口袋 A 和 F 中的取向相对保守，但肽残基 3 至 7（P3 - P7）区域在不同 HLA 等位基因中的对接模式存在差异。这种差异导致了肽 / HLA 复合物在体外重折叠效率、热稳定性以及 T 细胞受体（TCR）识别表面的不同789。
5. 扩展 HLA 等位基因研究：研究人员利用 netMHCpan - 4.1 预测了 8 种候选抗原与更多 HLA 等位基因的结合情况，发现除了 HLA - A02:01 和 HLA - B08:01 外，HLA - C07:02 和 HLA - E01:03 等在非洲人群中常见的 HLA 等位基因也可能与这些肽结合。通过额外的体外重折叠实验，证实了 CSP 319 - 328/HLA - C07:02 和 LSA3 1229 - 1238/HLA - E01:03 的重折叠效率较高101112。

在研究结论与讨论部分，该研究成功识别并实验表征了 8 种疟原虫 9 - 肽候选抗原与 HLA - A02:01 和 HLA - B08:01 的结合情况，还拓展了这些肽与其他 HLA 等位基因的结合研究。这不仅为理解疟原虫感染期间 HLA 依赖的免疫反应提供了重要的模型系统，也为疟疾疫苗的设计提供了潜在的候选抗原。然而，研究也存在一定的局限性，例如实验中未充分探究这些肽 / HLA 复合物的免疫原性，且疟原虫蛋白的多态性可能影响 HLA 的结合能力。未来的研究需要在高 HLA 多样性的人群中进一步探索，结合计算和实验方法，更深入地了解 HLA 频率与潜在抗原呈递表位的关系。

总体而言，这项研究为深入理解疟原虫肽在疟疾中的多等位基因交叉呈递潜力迈出了重要一步，为未来针对疟疾流行地区 HLA 谱的多价疫苗策略开发提供了关键信息，有望推动疟疾防治领域取得新的突破。