高度保守的Betacoronavirus序列被人类T细胞广泛识别：拓宽冠状病毒疫苗设计新策略

Betacoronavirus（β冠状病毒）的频繁跨种传播对全球公共卫生构成持续威胁。本研究通过整合表位图谱与序列保守性分析，鉴定出占SARS-CoV-2蛋白组12%的保守T细胞表位区域（CTERs），证实其可诱导针对多种β冠状病毒亚属的交叉反应性T细胞应答。特别发现非刺突蛋白（non-S）CTERs能显著增强T细胞交叉反应潜力并提高HLA（人类白细胞抗原）覆盖率，为开发广谱冠状病毒疫苗提供了新思路。

　　

在COVID-19大流行之后，科学界深刻认识到Betacoronavirus（β冠状病毒）家族的巨大威胁。这个病毒家族不仅包含SARS-CoV-2（严重急性呼吸综合征冠状病毒2），还包括SARS-CoV（严重急性呼吸综合征冠状病毒）、MERS（中东呼吸综合征冠状病毒）等高致病性成员，以及引起普通感冒的OC43和HKU1等病毒。这些病毒具有显著的跨物种传播潜力，而现有的疫苗主要针对单一病毒的刺突蛋白（S蛋白），难以应对病毒变异和新型病毒的出现。更令人担忧的是，抗体反应往往针对易变异的病毒区域，而T细胞免疫则显示出更强的持久性和交叉反应性。那么，能否找到一种方法，利用T细胞的这些特性，设计出对多种β冠状病毒都有效的广谱疫苗呢？

来自美国拉霍亚免疫学研究所（La Jolla Institute for Immunology, LJI）的Tertuliano Alves Pereira Neto、Alba Grifoni团队在《Cell》发表的重要研究给出了肯定答案。研究人员系统性地鉴定了SARS-CoV-2中保守且具有免疫原性的T细胞表位区域，并证实这些区域能够诱导针对多种β冠状病毒的交叉反应性T细胞应答。这项研究为开发广谱β冠状病毒疫苗提供了重要理论基础和实践指导。

关键技术方法

研究团队首先从免疫表位数据库（IEDB）中提取SARS-CoV-2的T细胞表位数据，结合多序列比对分析保守性，定义出保守T细胞表位区域（CTERs）。利用来自29名COVID-19康复且接种疫苗的志愿者外周血单个核细胞（PBMCs），通过激活诱导标记（AIM）检测和FluoroSpot技术评估T细胞反应。采用NetMHCpan和NetMHCIIpan算法预测表位与HLA的结合，计算群体覆盖率。

主要研究结果

CTERs整合免疫原性与保守性评分

通过分析IEDB中2600多个T细胞表位，研究人员发现刺突蛋白（S）虽然免疫原性最强，但仅包含4个CTERs（占其序列12%），主要位于相对保守的S2结构域。相比之下，核衣壳蛋白（N）包含两个CTERs覆盖81%的序列，非结构蛋白nsp12和nsp13分别有36%和32%的序列被鉴定为CTERs。

S-CTERs增强交叉反应性

实验证明，针对S-CTERs的T细胞对HKU9（Nobecovirus亚属）、MERS（Merbecovirus亚属）和SARS Tor2（Sarbecovirus亚属）的交叉反应显著强于非CTERs区域（CD4⁺ T细胞：p=0.0191-0.0325）。约60%的受试者对多种β冠状病毒表现出交叉反应（定义为反应强度变化≥0.33倍）。

非S蛋白CTERs扩展免疫广度

包含核衣壳蛋白和非S/N蛋白CTERs的"剩余蛋白组（RP）-CTERs"显著提升了交叉反应性。与全S蛋白相比，RP-CTERs诱导的CD4⁺ T细胞对OC43、HKU9等病毒的交叉反应提高2-3倍（p=0.0003-0.0075）。值得注意的是，保守性与免疫原性呈正相关（HLA II类：r=0.6768；HLA I类：r=0.4626）。

优化群体覆盖率

计算分析显示，将全S蛋白与RP-CTERs结合可使HLA II类和I类表位覆盖率提高2倍以上（p<0.0001）。即使去除覆盖率低于70%的区域，仍能保持相似的免疫原性和覆盖率，最终仅需靶向SARS-CoV-2蛋白组的12%即可实现广谱保护。

研究意义与展望

这项研究创新性地提出"保守表位区域"策略，突破了传统疫苗设计中"全蛋白"或"单一表位"的局限。通过精确选择占病毒蛋白组小部分（12%）但兼具高度保守性和免疫原性的区域，实现了对多种β冠状病毒的交叉保护。特别重要的是，研究发现非结构蛋白虽然传统上不被用作疫苗靶点，但其包含的CTERs能显著增强T细胞反应的广度和深度。

该研究为应对未来可能的β冠状病毒大流行提供了重要解决方案。基于CTERs的疫苗设计策略不仅适用于冠状病毒，还可推广至流感病毒、黄病毒等其他具有大流行潜力的病毒家族。随着进一步优化和临床验证，这种策略有望成为新一代广谱疫苗的黄金标准，为全球公共卫生安全提供有力保障。