EV-D68疫苗候选物的结构解析：揭示B3与A2亚群病毒样颗粒与灭活病毒颗粒的相似性与差异

为解决EV-D68（肠道病毒D68）缺乏有效疫苗的难题，美国国立卫生研究院疫苗研究中心的Jiaxuan Cheng等团队通过冷冻电镜技术解析了B3和A2亚群的病毒样颗粒（VLP）、灭活病毒颗粒（InVP）及变构病毒颗粒（A-particle）的高分辨率结构。研究发现VLP与InVP在5倍对称轴等关键抗原区域高度相似，且不同亚群间存在口袋因子结合差异，为跨亚群疫苗设计提供了结构基础。该成果发表于《Communications Biology》，为EV-D68疫苗开发提供了关键科学依据。

　　

肠道病毒D68（EV-D68）是近年来重新崛起的病原体，不仅引发儿童呼吸道感染，还与急性弛缓性脊髓炎（AFM）等严重神经系统疾病相关。2014年和2018年全球爆发期间，病毒进化出B3和A2等新亚群，其抗原变异可能逃逸群体免疫。更棘手的是，目前尚无获批疫苗或特效治疗手段。传统灭活病毒疫苗与新兴病毒样颗粒疫苗孰优孰劣？不同流行亚群间的结构差异如何影响疫苗设计？这些问题的解答对遏制EV-D68传播至关重要。

美国国立卫生研究院疫苗研究中心的Jiaxuan Cheng、Peter W. Krug等研究人员在《Communications Biology》发表重要成果，通过冷冻电镜（cryo-EM）解析了当前流行株B3和A2亚群的病毒样颗粒（VLP）、β-丙内酯灭活的病毒颗粒（InVP）及变构颗粒（A-particle）的原子结构，首次揭示VLP与天然病毒在关键抗原位点的结构保守性，同时发现亚群特异性口袋因子结合差异。这项研究为开发广谱EV-D68疫苗提供了分子蓝图。

研究团队采用三大关键技术：1）利用哺乳动物Expi293细胞系统表达EV-D68结构蛋白自组装成VLP，通过蔗糖梯度离心纯化；2）β-丙内酯灭活临床分离病毒株制备InVP，优化灭活时间减少A-particle转化；3）冷冻电镜单颗粒分析技术解析2.42-3.96 ?分辨率结构，结合分子动力学模拟分析构象差异。

Cryo-EM structure of EV-D68 candidate vaccine from the B3 subclade
研究首次解析B3亚群VLP的2.42 ?结构，显示其与未成熟前衣壳相似的伪T=3二十面体对称性，直径约284 ?。VP1形成五倍轴，VP0-VP3二聚体构成二/三倍轴，且二倍轴存在14×36 ?孔隙，可能参与基因组RNA包装。

EV-D68 B3 VLP is structurally similar to inactivated virus particles
B3 InVP（2.73 ?）与VLP在五倍轴（RMSD 1.0 ?）和三倍轴（RMSD 0.7 ?）关键中和表位区域高度相似，但成熟InVP直径缩小至255 ?且含RNA密度。意外发现β-丙内酯长时间灭活导致85%颗粒转化为A-particle。

Structural differences between EV-D68 B3 InVP and VLP
VP1 C端（269-295）、VP2 BC环等柔性区域在VLP中未解析，这些区域恰是中和抗体EV68-228的靶点。VP4仅在InVP中可见，提示VLP可能暴露更多隐藏表位。

EV-D68 A2 VLP and InVP are also structurally similar
A2亚群结构比较显示，缩短灭活时间至90分钟可使86%颗粒保持完整InVP构象。其VLP与InVP的五倍轴结构保守性（RMSD 1.0 ?）与B3亚群一致。

Subclade comparisons of EV-D68 VLP/procapsid and InVP/mature virion
跨亚群比对发现B1、B3、A2的VLP/前衣壳二倍轴孔隙相似（14-17×33-36 ?），而成熟病毒中该孔隙收缩至7-8×34-36 ?。A-particle均显示11-14×33-35 ?部分开放孔隙，但ICAM-5诱导的B1亚群RNA保存更完整。

Sequence variations between EV-D68 circulating B3 and A2 subclades
B3与A2衣壳蛋白95.3%同源，差异集中在VP1 BC环（D78N/T83E）、DE环（N128G/V136M）等抗原环区域。VP2 EF环（A151E）和VP3 C端（I236L/D237E）变异可能影响三倍轴抗体结合。

讨论与意义
该研究突破性发现VLP与InVP在五倍轴等关键中和表位的高度保守性，解释了B3 VLP疫苗在动物模型中能激发跨亚群保护的现象。特别值得注意的是，A2亚群InVP中口袋因子缺失可能与VP1 GH环I216V突变导致的立体阻碍相关，这种亚群特异性差异可能影响病毒稳定性或抗病毒药物敏感性。

研究同时揭示β-丙内酯灭活时间对颗粒构象的影响——长时间处理易诱导A-particle转化，而优化后的短时灭活可保留86%完整InVP。这为灭活疫苗工艺优化提供重要参数，因为A-particle与成熟病毒颗粒的免疫原性差异尚不明确。

这些原子分辨率结构不仅阐明EV-D68疫苗候选物的分子特征，更建立了结构疫苗学研究的范式：通过比较不同免疫原形式（VLP/InVP）与流行亚群（B3/A2）的结构差异，理性指导广谱疫苗设计。未来研究可基于五倍轴保守表位开发通用疫苗，或针对口袋因子结合差异开发亚群特异性抗病毒药物。该成果对EV-D68及其他非脊髓灰质炎肠道病毒的防控具有重要指导价值。