基于HER2靶点的多表位疫苗设计：通过免疫信息学与分子模拟技术开发乳腺癌新型免疫疗法

针对HER2阳性乳腺癌治疗耐药性问题，研究人员通过免疫信息学方法设计了一种靶向HER2的多表位疫苗。该研究筛选出高亲和力CTL和HTL表位，构建包含PADRE序列和TAT肽的疫苗分子，经分子对接和动力学模拟证实其与TLR4强结合（结合自由能-112.71 kJ/mol），免疫模拟显示可诱导IFN-γ和IL-2分泌，为开发新型乳腺癌免疫疗法提供理论依据。

　　

乳腺癌是全球女性健康的首要威胁，其中HER2阳性亚型因侵袭性强、易产生治疗耐药性而尤为棘手。尽管靶向HER2的单克隆抗体如曲妥珠单抗(Trastuzumab)已显著改善患者预后，但约50%的晚期患者仍会出现耐药，五年生存率不足30%。更棘手的是，现有HER2疫苗存在免疫原性低、表位覆盖有限等问题，难以激发持久的免疫记忆。这些临床痛点催生了对新型免疫疗法的迫切需求。

在此背景下，研究人员开展了一项突破性研究，通过整合免疫信息学、结构生物学和计算模拟技术，设计出一种创新性的多表位疫苗。该研究首先从UniProt数据库获取HER2蛋白序列（ID:P04624），运用IEDB和CTLPred服务器预测CTL和HTL表位，筛选标准极为严格：MHC-I表位需满足百分位秩≤0.5、IC₅₀≤50 nM；MHC-II表位要求IFN-γ诱导阳性且VaxiJen评分≥0.4。最终选定的5个CTL表位（如MQIAKGMSY）和5个HTL表位（如QRFVVIQNEDLGPAS）通过AAY和GPGPG连接子串联，并创新性地引入50S核糖体蛋白L7/L12作为TLR4激动剂佐剂，PADRE序列（KFVAAWTLKAAA）增强T细胞应答，C端添加HIV-TAT穿膜肽促进抗原递呈。

关键技术方法包括：1）免疫信息学预测T/B细胞表位；2）分子对接（HDOCK服务器）分析疫苗-TLR4相互作用；3）100 ns分子动力学模拟（GROMACS 2019）评估复合物稳定性；4）MM-PBSA计算结合自由能；5）C-ImmSim进行免疫响应模拟。特别值得注意的是，研究采用逆向疫苗设计策略，通过计算机模拟替代传统试错实验，大幅缩短研发周期。

研究结果方面：1）疫苗设计部分显示，322个氨基酸构成的疫苗分子量33.3 kDa，不稳定指数23.18（稳定），VaxiJen抗原性评分0.59，经SOLpro验证具有良好可溶性（0.87）；2）结构分析中，Robetta预测的3D模型经ProSA验证Z-score为-8.35，Ramachandran图显示83%残基处于最优区域，ERRAT质量评分达90.12；3）B细胞表位预测发现13个线性表位，其中MAKLS表位得分最高（0.906）；4）分子对接显示疫苗与TLR4形成6个离子桥和7个氢键，结合评分-296.23；5）100 ns分子动力学模拟证实复合物稳定，RMSD在25 ns后收敛，MM-PBSA计算结合自由能为-112.71 kJ/mol，其中范德华力贡献最大（ΔE_vdW=-177.43 kJ/mol）；6）免疫模拟显示疫苗注射后IFN-γ和IL-2显著升高，记忆B细胞数量增加3倍，CTL峰值达800个/mm³；7）人群覆盖分析显示对欧美和东亚人群覆盖率近100%，全球综合覆盖率达92.7%。

在讨论部分，作者指出该疫苗设计有三大创新点：一是首创将细菌核糖体蛋白L7/L12作为TLR4佐剂整合到HER2疫苗中，通过MyD88/IRAK信号通路增强DC细胞活化；二是采用PADRE通用辅助表位克服HLA限制性；三是TAT肽的引入促进抗原交叉递呈。与既往研究相比，该疫苗预计能诱导更强烈的Th1型免疫反应，其IFN-γ分泌水平较Seadawy等报道的HER2疫苗提高40%。值得注意的是，通过计算机辅助设计将研发周期从传统的3-5年缩短至6-8个月，成本降低约80%。

这项发表于《Biochemical Pharmacology》的研究为乳腺癌免疫治疗提供了新范式。虽然仍需体外实验验证，但其创新性的"硅片到临床"(In silico to clinic)策略为肿瘤疫苗开发开辟了新路径。特别是疫苗与PD-1抑制剂联用的设想，可能破解当前免疫检查点疗法对"冷肿瘤"响应率低的困境。未来研究方向包括优化递送系统、开展人源化小鼠实验，以及探索与其他靶向药物的协同效应。