揭示α病毒人类IgG分子独特结合模式：EEEV-373抗体通过四元表位交叉连接实现高效中和

本研究针对高致死性东部马脑炎病毒(EEEV)缺乏有效防治手段的难题，揭示了人源单抗EEEV-373通过前所未有的双价结合模式识别E2糖蛋白四元表位。研究人员通过冷冻电镜解析SINV/EEEV病毒颗粒与完整IgG1的复合物结构，发现该抗体通过交叉连接两个q3刺突实现高效中和，其独特机制为α病毒疫苗设计提供了新思路。

　　

东部马脑炎病毒(EEEV)作为最致命的蚊媒α病毒之一，每年在美国造成约11例人类感染病例，致死率高达30%，幸存者中90%会遗留神经系统后遗症。2019年EEEV病例激增至38例（死亡19例），2024年再次出现19例神经侵袭性疾病病例，凸显其重大公共卫生威胁。然而令人担忧的是，目前既无FDA批准的人用疫苗，也无特效抗病毒药物，且EEEV可能被武器化，被列为NIAID B类优先病原体。面对这一严峻挑战，理解人体免疫应答机制成为当务之急。

为突破这一困境，研究人员从自然感染康复者体内分离出高效中和抗体EEEV-373。这项发表在《Nature Communications》的研究通过多学科技术手段，首次在原子层面揭示了人类抗体通过前所未有的结合模式实现病毒中和的分子机制。

研究团队运用冷冻电镜单颗粒分析技术（分辨率4.6?）解析SINV/EEEV病毒颗粒与完整IgG1的复合物结构，结合局部重建将结合区域分辨率提升至3.8?。通过表面等离子共振和生物层干涉技术分析抗体-抗原结合动力学，采用动态光散射验证病毒聚集状态。功能研究包括受体竞争ELISA（检测ApoER2/VLDLR阻断）、后附着中和实验、DiD标记脂质体融合抑制实验和病毒释放qRT-PCR定量。动物实验采用C57BL/6小鼠皮下感染模型评估抗体保护效果。

结构解析揭示独特结合模式

冷冻电镜重建显示EEEV-373 IgG以对角线方式跨越二十面体二重轴（i2），交叉连接两个准三重轴（q3）刺突。局部重建显示抗体可变域（分辨率~5?）与E2结构域B和β-ribbon连接区形成750.5?²结合界面，其中重链CDRH3插入"arch 2"裂隙，这种结合严格依赖E1-E2异源二聚体的正确构象。

双价结合是中和的关键

ELISA和动力学分析显示EEEV-373 IgG和F(ab')₂的K_D为4nM，而单价Fab几乎无结合能力（K_D>100nM）。中和实验证实IgG（IC₅₀<37pM）和F(ab')₂保持活性，但Fab完全丧失中和能力，表明双价结合产生的亲合力效应至关重要。

多机制协同中和病毒

1. 1.

   受体阻断：EEEV-373抑制80% ApoER2和50% VLDLR结合；

2. 2.

   膜融合干扰：延迟DiD标记病毒的脂质体融合动力学；

3. 3.

   后附着中和：病毒附着细胞后仍能发挥中和作用（效力降低8倍）；

4. 4.

   特异性识别：仅结合完整病毒颗粒，不抑制出芽（细胞表面表达的E2/E1结合微弱）。

动物模型验证保护效力

在小鼠模型中，10mg/kg剂量可实现100%存活率（对照组仅10%），血清病毒载量降至检测限以下，体重保持稳定，显著优于登革病毒对照抗体rDENV-2D22。

这项研究首次阐明人类抗体通过交叉连接病毒表面刺突实现高效中和的分子机制。EEEV-373独特的四元表位识别模式为α病毒疫苗设计提供了新范式——通过模拟这种复杂构象表位，有望设计出能诱导广谱保护性抗体的免疫原。该发现不仅拓展了对抗体-抗原相互作用复杂性的认知，更为开发针对EEEV等临床相关α病毒的抗体药物奠定了理论基础。特别值得注意的是，这种严格依赖双价结合的特性提示，在治疗性抗体开发中需充分考虑空间位阻和结合几何约束，这对未来抗病毒抗体工程设计具有重要指导价值。

研究还揭示了一个有趣现象：虽然EEEV-373能识别重组E2/E1异源二聚体，但对细胞表面表达的相同蛋白结合微弱，说明完整病毒颗粒的特殊几何排列对表位呈现至关重要。这一发现为理解病毒组装过程中的构象变化提供了新视角，也提示针对此类表位的抗体可能具有"病毒特异性"，不会干扰正常细胞功能，从而降低治疗副作用风险。