乙型肝炎病毒表面抗原抗原环结构多态性决定中和抗体的多样化识别机制

本研究揭示了乙型肝炎病毒(HBV)表面抗原(HBsAg)抗原环(AGL)的结构多态性及其与不同中和抗体(NAbs)的识别机制。通过冷冻电镜(Cryo-EM)解析HBsAg二聚体与NAb Fab片段复合物结构，发现AGL区域通过独特的二硫键连接形成不对称构象，决定了不同NAbs（如HBC、H006、GC1102）的特异性结合。该研究为开发广谱HBV治疗策略提供了结构基础，发表于《Cell Discovery》。

　　

乙型肝炎病毒(HBV)感染是全球公共卫生的重大威胁，每年导致约110万人死亡，主要归因于肝硬化和肝细胞癌。尽管现有疫苗和免疫球蛋白(HBIG)能有效预防感染，但慢性HBV感染的治疗仍面临挑战。病毒表面抗原(HBsAg)是中和抗体的主要靶点，但其抗原环(AGL)的结构特征及抗体识别机制长期未明。这一科学问题的解决对开发新型广谱疗法至关重要。

北京大学的研究团队通过冷冻电镜(Cryo-EM)技术解析了HBsAg二聚体与三种中和抗体(NAbs)的复合物结构，首次揭示了AGL的结构多态性。研究发现，AGL核心由四个β-折叠组成，但其表面构象因二硫键连接方式不同而呈现显著差异：Type A HBsAg形成6个分子内和2个分子间二硫键，而Type B则形成5个分子内和2个分子间二硫键。这种结构多态性直接决定了不同NAbs的特异性识别——Group A抗体（如HBC）识别Type A构象表位，Group B抗体（如H006）结合Type B表位，而Group C抗体（如GC1102）能同时识别两种构象的共同保守区域。

关键技术包括：1) 采用昆虫细胞-哺乳动物杂交表达系统制备GFP标记的M-HBsAg；2) 冷冻电镜解析复合物结构（最高分辨率3.09 ?）；3) 竞争ELISA和Strep-tag pull-down验证抗体结合特性；4) 分子对接分析表位-抗体相互作用。

Diverse NAbs recognize distinct forms of HBsAg
通过竞争ELISA和pull-down实验将NAbs分为三组：Group A（HBC/H015）与Group B（H006）互斥结合，而Group C（GC1102）可同时结合前两组。G145R逃逸突变仅削弱Group A/B抗体结合，证实Group C靶向更保守表位。

AGL Type A and AGL Type B show distinct structures with different disulfide linkages
冷冻电镜结构显示Type A二聚体二硫键连接完全不对称（如C107分别与C137/C138配对），而Type B存在连接异质性。这种多态性导致两者表面构象差异达12?，形成不同抗体表位。

Mechanism of AGL recognition by NAbs
Group A抗体通过重链CDRH1/CDRH3和轻链CDRL1识别Type A的H2-β1环；Group B抗体则主要结合Type B的β1-β2环。结构比对表明两类抗体的表位空间分布截然不同。

NAbGC1102 binds to a shared epitope
GC1102结合在HBsAg膜近端区域，与HBC无空间冲突。其表位包含H2-β1环和H3螺旋，在Type A/B中均保守，这解释了其对G145R等逃逸突变的耐受性。

该研究首次阐明HBsAg结构多态性是抗体多样化的分子基础，为理解天然免疫应答提供了机制解释。Type A/B可能代表病毒表面主要构象，而Group C抗体保守表位的发现为设计广谱疗法指明方向。研究提出的"多抗体联合靶向不同表位"策略，有望克服单药治疗导致的病毒逃逸，对开发新一代HBV治疗药物具有重要指导意义。