人源IgE单抗揭示犬过敏原Can f 1双构象表位的结构基础与免疫治疗潜力

这篇研究首次解析了犬主要过敏原Can f 1与人源IgE单克隆抗体（hIgE mAb）1J11和12F3的复合物晶体结构，发现两种抗体通过识别Can f 1的不同构象状态（包括罕见的β-桶腔内结合模式），揭示了部分重叠的表位特征。通过表位突变设计（如AKAA突变体）使IgE结合率降低64%-89%，并在人FcεRIα转基因小鼠模型中验证其降低被动过敏反应的能力，为犬过敏的 hypoallergen（低敏原）设计提供了结构依据。

　　

1 引言

犬猫过敏影响全球10%-20%人群，其中犬主要过敏原Can f 1（属脂质运载蛋白家族）致敏率超70%。其结构特征为N端3₁₀螺旋、C端α螺旋及中央疏水腔β-桶，但IgE表位结构长期未知。本研究利用患者B细胞来源的hIgE mAb，首次解析天然Can f 1（nCan f 1）与1J11 Fab及重组Can f 1（rCan f 1）与12F3 Fab的复合物结构，揭示两种抗体通过捕获不同构象状态实现差异化识别。

2 结果

2.1 Can f 1特异性hIgE mAb特性

从过敏患者分离的1J11（K_D=0.2 nM）和12F3（K_D=3.6 nM）显示高亲和力，可变区基因存在适度突变。

2.2 复合物晶体结构

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  1J11-nCan f 1复合物（3.1 ?）：表位含Leu6、Val11等残基，72%界面由重链贡献，形成5个氢键。

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  12F3-rCan f 1复合物（1.8 ?）：重链CDR3插入β-桶内与Trp17等疏水残基作用，创首个"腔内表位"记录。两抗体表位部分重叠（如Val11、Ser14-Gly15），但N端构象差异显著。

2.3 双构象识别机制

分子动力学模拟显示Can f 1的N端（Ala5-Gly15）在螺旋与伸展构象间动态转换。12F3仅能结合N端移位后的"开放构象"，而1J11识别"闭合构象"，二者互斥的识别模式通过结构叠加得以验证。

2.4 表位突变设计

基于结构设计单/双表位突变体：

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  单表位突变体KA（G15K-K16A）使1J11结合下降；

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  双表位突变体AKAA（S14A-G15K-D94A-Y96A）对1J11/12F3抑制率分别达64%/89%。

2.5 体内功能验证

人FcεRIα转基因小鼠模型中，AKAA突变体无法诱导1J11/12F3与4F5的交叉连接，体温下降现象消失，证实表位破坏有效阻断过敏反应。

3 讨论

该研究首次报道IgE通过捕获过敏原不同构象实现多态性识别，其中12F3的"腔内结合"颠覆传统表位认知。虽突变体在患者血浆中仍保留部分反应性（提示非免疫优势表位），但结构指导的hypoallergen设计策略为靶向治疗提供新思路。Can f 1构象灵活性可能与其脂质转运功能相关，未来需探究配体结合对IgE识别的影响。

4 材料与方法

关键技术包括：

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  患者B细胞杂交瘤技术获得hIgE mAb；

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  LSPR测定亲和力；

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  X射线晶体学（SER-CAT光束线）；

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  表位突变体通过大肠杆菌表达及凝胶过滤纯化；

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  被动过敏模型使用人FcεRIα转基因小鼠。

（注：全文数据均来自原文实验，未添加主观推断）