基于免疫信息学设计的人偏肺病毒(hMPV)嵌合多表位疫苗的研发与评价

研究人员针对人偏肺病毒(hMPV)缺乏有效疫苗的现状，通过免疫信息学方法设计了一种靶向F、G、SH、M、M2-1和M2-2蛋白的嵌合多表位疫苗。该研究筛选出14个保守表位，构建的疫苗分子与TLR2/4受体具有高亲和力，计算机模拟显示可诱导强烈的B/T细胞免疫应答，为开发广谱hMPV疫苗提供了新策略。

　　

人偏肺病毒(hMPV)作为近年来新发现的呼吸道病原体，已在全球范围内造成严重的疾病负担。流行病学数据显示，仅2018年就导致全球500万5岁以下儿童住院，其中99%死亡病例发生在中低收入国家。更令人担忧的是，老年人群体中hMPV相关住院率高达4.1%。这种病毒与呼吸道合胞病毒(RSV)同属肺炎病毒亚科，通过表面融合蛋白(F蛋白)入侵宿主细胞，但相比RSV，其引发的免疫反应较弱且不持久，导致重复感染频发。尽管科学家们已努力研发了近二十年，目前仍无获批疫苗问世，这主要归因于hMPV存在复杂的免疫逃逸机制和显著的基因多样性。

为突破这一困境，来自伊朗的研究人员开展了一项创新性研究。他们采用免疫信息学方法，设计了一种靶向hMPV关键蛋白的嵌合多表位疫苗。该团队从392株hMPV临床分离株中筛选出高度保守的免疫优势表位，构建的疫苗分子不仅包含能激活B细胞的线性表位，还整合了可引发细胞免疫的CTL(细胞毒性T细胞)和HTL(辅助T细胞)表位。通过计算机模拟，研究人员证实该疫苗能有效激活Toll样受体(TLR)信号通路，并预测其在人体内可诱导平衡的Th1/Th2型免疫应答。这项重要成果发表在《BMC Infectious Diseases》上，为开发广谱hMPV疫苗提供了全新思路。

研究主要运用了以下关键技术：1)基于IEDB数据库的T/B细胞表位预测；2)AlphaFold3蛋白质结构预测与GalaxyRefine refinement；3)ClusPro 2.0分子对接分析疫苗与TLR2/4的相互作用；4)GROMACS进行50 ns分子动力学模拟；5)C-ImmSim服务器进行免疫反应模拟。

蛋白序列获取与保守性分析
研究人员从NCBI获取hMPV CAN97-83参考株的F、G、SH、M、M2-1和M2-2蛋白序列，使用SignalP 6.0和DeepTMHMM预测蛋白拓扑结构。通过对392株临床分离株的保守性分析，确保所选表位在90%以上毒株中高度保守。

T/B细胞表位预测与筛选
采用NetMHCpan 4.1和NetMHCIIpan 4.1算法预测CTL和HTL表位，结合ABCpred和BepiPred 3.0预测B细胞表位。最终筛选出6个CTL表位(如F_509-517 SVFIIIKKTK)、2个HTL表位和6个线性B细胞表位，所有表位均通过VaxiJen 2.0验证具有高抗原性(>0.4)，且无毒性或过敏性。

疫苗构建与特性分析
疫苗设计创新性地组合了Pam2Cys(TLR2激动剂)、β-defensin II(TLR4激动剂)和通用T细胞表位PADRE。链接策略上，CTL表位用AAY linker，HTL表位用GPGPG linker，B细胞表位用KK linker。ProtParam分析显示该疫苗分子量为34.4 kDa，等电点9.96，不稳定指数17.9，表明具有良好稳定性。

结构验证与免疫模拟
AlphaFold3预测的3D模型经GalaxyRefine refinement后，Ramachandran plot显示93.5%残基位于最适区域。分子对接揭示疫苗与TLR4结合自由能(△G)达-18.7 kcal/mol。C-ImmSim模拟显示三次免疫后IgG1+IgG2抗体和记忆B细胞显著增加，同时IFN-γ和IL-2等细胞因子水平升高。

讨论与展望
该研究首次系统整合了hMPV多个结构蛋白的免疫优势表位，克服了单一靶标疫苗的局限性。特别值得注意的是，除经典的F蛋白表位外，研究还纳入了调控免疫逃逸的M2-1和M2-2蛋白表位，这为提高疫苗保护广度提供了新思路。计算机模拟证实疫苗能同时激活TLR2和TLR4通路，这对克服hMPV的免疫抑制特性尤为重要。与近期发表的同类研究相比，本研究通过更严格的表位筛选标准（增加毒性预测和扩大保守性分析），使疫苗安全性预测值（VaxiJen 0.6699 vs 0.5）显著提高。

虽然计算机预测结果令人鼓舞，但作者也指出，实际免疫效果可能受表位免疫显性、蛋白翻译后修饰等因素影响。下一步需要通过动物实验验证该疫苗能否诱导中和抗体并提供跨亚型保护。这项研究不仅为hMPV疫苗开发提供了具体方案，其采用的"多靶标+TLR激动剂"设计策略对其他呼吸道病毒疫苗研发也具有重要参考价值。