用于流感疫苗研发的、具有稳定预融合闭合血凝素三聚体结构的单组分自组装蛋白质纳米颗粒

《Nature Communications》：Single-component self-assembling protein nanoparticles displaying stabilized prefusion-closed hemagglutinin trimers for influenza vaccine development

　　

摘要

目前的流感疫苗主要针对血凝素（HA），这是一种重要的病毒表面糖蛋白，也是诱导中和抗体（NAb）反应的关键因素。然而，抗原的漂变与转变，再加上HA本身的亚稳态特性以及对低pH值的敏感性，限制了疫苗提供广泛且持久的保护作用。在此，我们通过结构引导的氨基酸替换，将HA稳定在其预融合闭合构象中。以HA2中央三螺旋中的一个保守残基为靶点——甲型流感的N95和乙型流感的Q95——作为调节不同甲型流感亚型以及两种乙型流感谱系中HA亚稳态的核心设计原则，不过其效果因病毒种类而异。我们以H1 CA09和H3 HK68作为代表性毒株，将稳定的HA三聚体展示在24聚体铁蛋白以及60聚体多层单组分自组装蛋白质纳米颗粒（SApNPs）上。在小鼠实验中，能够呈现HA的SApNPs能在淋巴结滤泡中更长时间地存在，并且比可溶性三聚体能引发更强的生发中心反应。稳定的HA三聚体和SApNPs能够诱导功能性抗体反应，并对同源、异源以及跨谱系的病毒攻击提供不同程度的保护。在某些情况下，糖链修饰还能增强NAb的生成或保护作用。这些发现为理解HA的亚稳态机制提供了依据，同时也为设计下一代基于HA的流感疫苗提供了合理的框架。