基于HA6茎部结构域支架与Snoopligase系统开发广谱H9N2禽流感亚单位疫苗

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:npj Vaccines 7

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  为解决H9N2禽流感病毒(AIV)抗原漂移导致的传统灭活疫苗效力下降问题,研究人员利用保守的HA6茎部结构域支架与SnoopTagJr/IMX-DogTag系统构建融合肽表位(fPE-HA6)亚单位疫苗。该疫苗通过诱导强效体液与细胞免疫反应,显著降低病毒脱落率,为广谱流感疫苗设计提供新策略。

  

H9N2禽流感病毒(AIV)是全球家禽业的重要病原体,不仅造成经济损失,还具备跨物种传播风险。尽管中国已部署20余种商业灭活疫苗,但病毒仍持续流行,其根本原因在于HA蛋白头部(HA1)的免疫显性导致针对保守茎部(HA2)的免疫应答受限,加之RNA聚合酶的高突变率引发抗原漂移。传统灭活疫苗的株特异性保护模式难以应对快速变异的病毒,亟需开发靶向保守表位的广谱疫苗。

扬州大学的研究团队在《npj Vaccines》发表研究,通过理性设计基于H9亚型HA2茎部结构域的HA6支架蛋白,结合Snoopligase酶介导的模块化抗原组装技术,构建了融合肽表位(fPE-HA6)疫苗。该研究通过结构优化(如F63D/L73D突变)、AlphaFold2模拟和RosettaDesign稳定性改造,证实HA6能高效结合广谱抗体CR6261。动物实验显示,fPE-HA6比单一免疫原诱导更强的Th1/Th2混合免疫应答,攻毒后对异源毒株(YZ4和SN)的病毒脱落抑制率达87.5%-100%,显著优于传统灭活疫苗TX组。

关键技术包括:(1)基于PyMOL和AlphaFold2的HA6结构设计;(2)Snoopligase介导的DogTag-HA6与fPE-SnoopTagJr共价连接;(3)SPF鸡模型评估(n=8/组);(4)ELISpot和淋巴细胞增殖实验检测细胞免疫;(5)qRT-PCR定量病毒脱落。

研究结果
HA6蛋白设计与验证
通过截取HA1非互作区(残基1-36/281-317)并连接HA2,暴露保守表位。竞争ELISA显示HA6免疫血清对CR6261-SCFV的抑制率(44.78%)显著高于HA2组(23.63%),证实其更有效诱导类CR6261抗体。

Snoopligase反应优化
在pH 7.0、30%甘油、30μM酶浓度条件下,耦合效率达48.36%。固化Snoopligase的CL6B树脂可实现产物一步纯化。

免疫保护效应
fPE-HA6组针对SN和YZ4的抗体滴度较fPE组提升2.1倍(p=0.0115)。ELISpot显示其INF-γ分泌量显著增加(p<0.0001),且淋巴细胞增殖率比PBS组高3倍(p=0.0002)。攻毒后喉拭子病毒检出率降至0/8,而TX组对YZ4保护率仅50%。

讨论与意义
该研究首次将Snoopligase技术应用于禽流感疫苗开发,其模块化设计允许快速整合新表位以应对变异株。HA6支架的跨亚型保守性(与G1/Y280谱系同源性>94%)为群体1流感病毒(H1/H5/H9)的通用疫苗奠定基础。尽管缺乏血凝抑制(HI)活性,但HA2靶向抗体通过Fc效应机制(如ADCC)实现保护,突破传统中和抗体评价体系的局限。未来需优化工艺简化纯化步骤,并评估免疫持久性。Keji Quan等的工作为应对抗原变异难题提供了可扩展的技术平台,其“支架+表位”策略可延伸至其他快速进化病原体的疫苗设计。

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