采用综合计算机模拟方法鉴定登革病毒非结构蛋白中潜在的血清型特异性B细胞表位

《Archives of Virology》：Identification of candidate serotype-specific B-cell epitopes from dengue virus non-structural proteins using an integrated in silico approach

　　

摘要

登革热是一种通过蚊子传播的虫媒疾病，对全球健康构成严重威胁。登革热感染是由登革病毒引起的，该病毒在流行地区存在四种血清型，而广泛的血清学交叉反应性使得准确区分血清型变得困难。登革病毒由三种结构蛋白和七种非结构蛋白组成。在本研究中，采用综合的计算机模拟方法分析了全部七种非结构蛋白，以识别具有潜在诊断价值的血清型特异性B细胞表位。研究人员对四种登革病毒血清型的氨基酸序列进行了多序列比对、成对一致性分析以及系统发育关系分析。首先使用BepiPred工具预测线性B细胞表位，该工具的参数经过优化，可在灵敏度和特异性之间取得平衡；随后又使用ABCPred工具进行基于序列的表位预测。之后还利用ElliPro工具基于结构预测表面表位。这些预测得到的表位随后经过了两步保守性分析，以评估同一血清型内的保守性和不同血清型间的差异。多序列比对结果显示，所有非结构蛋白的序列保守性较高（约98–99%），但存在一些特定的氨基酸替换，这些替换有助于实现血清型的区分。初步的B细胞表位预测共得到了355个表位，其中BepiPred和ABCPred分别预测出了1067个表位。研究还应用了抗原性、致敏性和毒性筛选标准，以保留具有潜在抗原性的表位。此外，还设置了严格的初始筛选标准（同一血清型内的保守性≤75%，不同血清型间的最小一致性≤30%），以提高候选表位的血清型特异性。最终，通过BepiPred、ABCPred和ElliPro工具，所有非结构蛋白共产生了121个表位，这些表位需满足同一血清型内的保守性在50–75%之间，不同血清型间的最小一致性≤25%。另外，有一些预测得到的表位与先前通过计算机模拟或实验验证过的抗原区域一致，这进一步证明了它们的生物学意义。表位与表面表位的重叠以及严格的筛选标准表明，登革病毒的非结构蛋白包含不同的抗原区域，因此有望用于血清型的特异性区分。这种表位预测和筛选的工作流程为将来利用这些表位进行实验验证和诊断试剂的开发提供了理论基础。