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基于脂质体展示的登革热E蛋白二聚体多价疫苗:突破免疫干扰实现四价中和抗体的创新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月10日 来源:npj Vaccines 7
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本研究针对登革热疫苗开发中存在的免疫干扰和血清型不平衡难题,通过计算生物学设计的稳定化E蛋白二聚体(SC)结合钴卟啉磷脂(CoPoP)脂质体展示技术,成功开发出可同时诱导四型特异性中和抗体的新型亚单位疫苗。该疫苗在小鼠模型中证实了其无免疫干扰特性,为安全有效的登革热疫苗研发提供了新范式。
登革热病毒(DENV)感染每年威胁全球半数人口,其四个血清型(DENV1-4)引发的交叉免疫反应可能导致抗体依赖增强作用(ADE),使传统疫苗研发陷入困境。现有减毒活疫苗(LAV)如Dengvaxia因血清型复制不平衡,反而增加未免疫人群的重症风险。这一"疫苗悖论"亟需突破——理想的登革热疫苗必须同时平衡四型免疫反应,且规避ADE风险。
美国北卡罗来纳大学团队在《npj Vaccines》发表的研究给出了创新解决方案。研究人员采用计算设计的稳定化E蛋白二聚体(SC)作为抗原,通过钴卟啉磷脂(CoPoP)脂质体(CPQ)多价展示技术,构建了新型四价亚单位疫苗。关键技术包括:1)基于结构生物学的E蛋白二聚体稳定化突变设计;2)CPQ脂质体抗原展示系统构建;3)小鼠免疫模型评估;4)成熟病毒(Vero Furin细胞培养)中和实验;5)抗体特异性耗竭实验。
稳定化DENV1-4 E二聚体的设计
通过aB界面(I2/I9)、I-II域铰链区(S1/U6)和I域核心(P4)的定点突变,使E蛋白在生理浓度(50 nM)下保持二聚体状态。质谱光散射证实SC变体较野生型(WT)表达量提升10倍,且37℃下稳定存在,而WT蛋白则呈单体状态。
脂质体-抗原复合物特性
CPQ脂质体含CoPoP、PHAD-3D6A(MPL类似物)和QS-21佐剂,以1:4(E单体:CoPoP)质量比实现每个脂质体展示5-6个E二聚体。动态光散射显示复合物粒径保持103±2 nm,ELISA证实脂质体结合不破坏B7/C10等中和抗体表位。
小鼠免疫应答特征
双价(DENV2+3)和四价(DENV1-4)制剂均诱导血清型特异性(TS)中和抗体,FRNT50
滴度达103
-104
。关键发现包括:1)SC变体免疫原性显著优于WT(p<0.05);2)CPQ展示使DENV2中和滴度提升3倍;3)四价制剂中各血清型应答均衡,无免疫干扰;4)抗体耗竭实验证实90%中和活性来自TS抗体。
讨论与意义
该研究首次实现四价DENV疫苗的"免疫平衡":1)结构指导的E蛋白工程解决了天然抗原不稳定性;2)脂质体多价展示增强B细胞活化;3)规避了LAV疫苗的复制不平衡风险。相较于既往亚单位疫苗V180(III期出现DENV4免疫衰减),CPQ-sE SC在抗原设计和递送系统上实现双重突破。未来需在非人灵长类验证其持久保护力,但该平台已为黄病毒疫苗研发提供新思路——包括寨卡病毒等同样面临ADE挑战的病原体。
研究局限性在于小鼠模型无法模拟人类DENV感染过程,且长期免疫记忆有待考察。但该工作标志着亚单位疫苗设计的范式转变:通过整合计算生物学、结构疫苗学和新型递送技术,为复杂病原体的多价疫苗开发树立了新标杆。
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