基于免疫信息学的Ilesha病毒mRNA疫苗设计:多表位构建与免疫原性预测

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:In Silico Research in Biomedicine

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  推荐:针对非洲流行的Ilesha病毒(ILEV)缺乏有效疫苗的问题,研究人员通过免疫信息学方法筛选病毒RNA聚合酶、M多蛋白和核蛋白的CTL、HTL及B细胞表位,构建了两种非过敏原性mRNA疫苗候选物。分子对接显示其与TLR-3/4强结合(-1149.5/-882.6),免疫模拟证实可激活Th1/Th2双通路。该研究为防控ILEV引起的脑膜炎及出血热提供了新策略。

  

在非洲多个国家,一种名为Ilesha病毒(ILEV)的蚊媒病原体正悄然威胁着公共卫生安全。这种属于正布尼亚病毒属的病原体,不仅会引起发热、皮疹等轻微症状,更可能导致致命的脑膜脑炎和出血热。尽管自1957年在尼日利亚首次发现以来,ILEV已在喀麦隆、中非共和国等地出现病例,但令人担忧的是,目前尚无针对该病毒的疫苗或特效疗法。随着全球气候变化和人口流动加剧,这类曾被忽视的虫媒病毒正逐渐显现出更大的流行风险。

面对这一挑战,来自尼日利亚Helix Biogen Institute(螺旋生物基因研究所)疫苗与药物设计开发部门的研究团队另辟蹊径,利用新兴的mRNA疫苗技术和免疫信息学手段,开展了一项开创性研究。他们从ILEV的三种关键蛋白——RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)、M多蛋白和核蛋白(N)入手,通过计算机模拟设计出两种可能改变防控局面的多表位mRNA疫苗候选物。这项突破性成果近期发表在《In Silico Research in Biomedicine》上,为对抗这种被忽视的热带疾病带来了新希望。

研究人员采用了多层次的生物信息学分析策略:首先通过VaxiJen和NetCTL等工具筛选抗原表位;接着用GPGPG/AAY等特殊连接子构建疫苗序列;再通过分子对接验证其与Toll样受体(TLR)的结合能力;最后利用C-ImmSim模拟免疫反应。所有分析均基于公开的NCBI蛋白序列(如YP_009666916.1),无需额外实验样本。

3.1 靶标蛋白筛选

从ILEV的三种结构蛋白中鉴定出抗原性评分>0.4的靶点,其中M多蛋白抗原性最强(0.4704),为后续表位预测奠定基础。

3.2-3.4 表位预测

筛选出9个核心表位:3个CTL表位(如PTEKKRILY)、3个HTL表位(如KNKEYISISKAIRLD)和3个B细胞表位(如VGNDSSEITHKKYTS)。这些表位均通过抗原性、非过敏原性和非毒性三重验证,其中HTL表位还能诱导IFN-γ和IL-4等细胞因子分泌。

3.5 疫苗构建

创新性地将人β防御素1(HBD1)作为佐剂,与表位通过特定连接子串联,并加入5'帽、Kozak序列等mRNA必需元件。构建的两种疫苗分子量均约118kDa,等电点约8.8,具有亲水性(GRAVY<-0.4)和稳定性(不稳定指数<40)。

3.9-3.10 结构验证

二级结构显示42%α螺旋和47%无规卷曲,三级结构经Ramachandran图验证91.9%残基处于优势区。分子对接显示与TLR-3结合能低至-1149.5,显著优于同类疫苗。

3.13 免疫模拟

计算机模拟显示疫苗能快速激活树突状细胞、NK细胞和记忆B细胞,并维持数月的高抗体水平(IgG1/IgG2),证实其具有长效保护潜力。

这项研究首次系统性地将mRNA技术应用于ILEV疫苗开发,其创新点在于:一是采用MITD(MHC I靶向结构域)增强CTL应答;二是通过弹性网络模型证实疫苗-TLR复合物的动态稳定性;三是预测疫苗能覆盖非洲主要HLA单倍型人群。尽管仍需湿实验验证,但该设计为应对ILEV及其他正布尼亚病毒提供了可扩展的技术框架。正如研究者Elijah Kolawole Oladipo团队强调的,这种"干湿结合"的策略尤其适合资源有限地区应对新发传染病威胁,为全球疫苗公平性树立了新范式。

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