SARS-CoV-2刺突蛋白486位点作为免疫逃逸关键靶点及RBD二聚体mRNA疫苗广谱保护性的决定因素

【编辑推荐】为应对SARS-CoV-2变异株免疫逃逸难题，广州国家实验室团队开发了Delta/BA.4/5 RBD-Dimer mRNA疫苗，发现F486S突变是XBB变异株逃逸的关键位点。通过将该突变整合至疫苗设计，显著提升对XBB的中和抗体水平，为广谱疫苗研发提供新策略。

　　

新冠病毒（SARS-CoV-2）的持续变异给全球疫情防控带来严峻挑战。随着Delta、BA.4/5等变异株的出现，病毒通过受体结合域（RBD）关键位点突变（如F486S）逃逸现有疫苗免疫保护的现象日益突出。研究表明，位于刺突蛋白486位的苯丙氨酸（F）突变为丝氨酸（S）后，不仅削弱了病毒与ACE2受体的结合能力，更显著降低了中和抗体的识别效率。这种"双重效应"使得XBB等变异株成为疫苗研发的新靶点。

广州国家实验室团队在《Virology》发表的研究中，创新性地将Delta和BA.4/5变异株的RBD以二聚体形式（RBD-Dimer）设计为mRNA疫苗。该疫苗在小鼠模型中成功诱导了针对原型株、Delta和BA.4/5的强效体液与T细胞免疫。然而，对BQ.1和XBB的中和作用明显减弱。通过假病毒突变筛选，研究者锁定F486S为关键逃逸位点，将其引入疫苗设计后，XBB变异株的中和抗体滴度显著提升，同时保持T细胞应答。这项研究揭示了病毒进化中"免疫逃逸-感染性平衡"的分子机制，为广谱疫苗设计提供了重要靶点。

关键技术方法
研究采用mRNA-LNP（脂质纳米颗粒）递送系统，构建包含Delta/BA.4/5 RBD二聚体编码序列的疫苗。通过假病毒中和实验评估免疫血清对不同变异株的中和活性，使用流式细胞术检测T细胞反应。关键突变位点通过点突变技术引入，结合冷冻电镜解析RBD-抗体复合物结构。

研究结果

1. RBD-Dimer mRNA疫苗的设计与体外表征
   疫苗包含5'UTR、3'UTR及Delta-BA.4/5 RBD串联序列，体外实验显示mRNA完整性达95%，LNP包封率>80%。转染细胞后，双RBD蛋白正确表达并形成二聚体。

2. F486S突变对免疫逃逸的影响
   假病毒筛选发现，XBB变异株的F486S突变使其中和抗体滴度下降8.3倍。结构分析表明，该突变破坏了RBD与ACE2残基M⁸²/Y⁸³的疏水相互作用，同时干扰I/II类抗体CDR环的结合。

3. 改良疫苗的免疫效果
   引入F486S的疫苗使小鼠对XBB假病毒的中和抗体GMT（几何平均滴度）从142提升至896，而对原型株的中和活性保持稳定。ELISpot检测显示特异性IFN-γ⁺ T细胞应答未受影响。

结论与意义
该研究首次证实486位点是SARS-CoV-2平衡免疫逃逸与感染性的"分子开关"：F486S突变优先实现免疫逃逸，而S486P突变则增强ACE2亲和力。将进化关键位点整合至RBD-Dimer设计，不仅拓展了疫苗覆盖谱，更建立了"变异预警-疫苗优化"的快速响应模式。这一策略为应对未来可能出现的免疫逃逸株提供了模板，凸显了结构指导的精准疫苗设计在传染病防控中的核心价值。