近日，Nature Communications在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）孫兵研究組與叢堯研究組及中國疾病預(yù)防控制中心國家流感中心王大燕研究組的合作研究成果，研究論文題為Unique binding pattern for a lineage of human antibodies with broad reactivity against influenza A virus。該研究發(fā)現(xiàn)了一類新的胚系基因編碼的流感病毒廣譜中和抗體，其可以中和Group1及Group2流感病毒，利用冷凍電鏡和生化分析揭示了該類抗體通過不同的抗原識(shí)別模式結(jié)合不同亞型的HA蛋白，并闡釋了這類抗體獲得廣譜中和活性的進(jìn)化路徑，提升了人們對(duì)流感抗體廣譜中和表位和分子機(jī)制的理解，并為廣譜流感疫苗和抗病毒藥物的開發(fā)提供了新思路。

流感病毒是人類健康的重大威脅。不可預(yù)測(cè)的大流行以及不斷爆發(fā)的禽流感疫情威脅著人類健康及社會(huì)穩(wěn)定。突變毒株、新型重組毒株和耐藥性毒株的不斷出現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有疫苗和小分子藥物的應(yīng)用造成威脅。因此，開發(fā)有效的廣譜抗流感病毒的疫苗和藥物是我國乃至全球的重要需求。單克隆抗體在預(yù)防和治療病毒感染方面有成功應(yīng)用。流感病毒表面血凝素蛋白（hemagglutinin，HA）是介導(dǎo)病毒感染宿主細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白，也是中和抗體和疫苗作用的關(guān)鍵靶點(diǎn)。HA莖稈部相對(duì)于HA頭部更加保守，是廣譜流感抗體和疫苗的主要靶點(diǎn)，但其在不同HA亞型中表現(xiàn)出一定差異性，在一定程度上限制了廣譜疫苗和抗體的研發(fā)。深入研究廣譜流感抗體如何克服不同HA亞型差異化的抗原決定簇，以廣泛中和不同亞型流感病毒的分子機(jī)制，將有助于開發(fā)通用流感疫苗和廣譜流感抗體藥物。

研究人員從一名接種過季節(jié)性流感疫苗的志愿者體內(nèi)分離出多株針對(duì)流感病毒HA的中和抗體，發(fā)現(xiàn)了一類來自相同胚系基因 （VH3-48/DH2-2/JH6 and VK1-12/JK5）的廣譜中和抗體。親和力實(shí)驗(yàn)表明，該類抗體可廣譜結(jié)合流感病毒Group1 H1、H6、H8、H9以及Group2 H3、H4、H7、H14等多種亞型的HA蛋白。中和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了該類抗體具有對(duì)H1、H3、H4、H7等亞型流感病毒的廣譜中和能力。其中28-12表現(xiàn)出較優(yōu)的結(jié)合及中和活性，被用來進(jìn)行進(jìn)一步的體內(nèi)保護(hù)活性及表位研究。在小鼠模型上的攻毒實(shí)驗(yàn)表明，28-12在較低劑量下能夠有效預(yù)防和治療H1N1和H3N2亞型流感病毒的感染，提示該抗體有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。此外，28-12對(duì)異型抗原的識(shí)別模式較獨(dú)特。研究人員通過冷凍電鏡、丙氨酸突變及ELISA實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)28-12主要結(jié)合H3 HA蛋白上helix A的連續(xù)性線性表位。而對(duì)于H1，28-12的表位涉及一級(jí)序列上相距較遠(yuǎn)的HA1、融合肽和helix A，導(dǎo)致其在H1上的表位更加依賴于HA高級(jí)構(gòu)象。N49HA2是決定28-12識(shí)別H3 HA連續(xù)性線性表位特性的關(guān)鍵位點(diǎn)，而該位點(diǎn)在H1上是T49HA2，其作用顯著弱化。28-12的另一特點(diǎn)是具有較長的HCDR3，賦予其較高的靈活性，使其能夠采用不同的構(gòu)象來適應(yīng)結(jié)構(gòu)不同的HA抗原。與其他已報(bào)道抗體不同的是，28-12特別依賴于HCDR3與HA形成更多更重要的相互作用，因此28-12的HCDR3是開發(fā)抗流感病毒小蛋白或多肽藥物的潛在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)模板。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，28-12的胚系抗體最初是由Group2 H3亞型流感病毒選擇而來，并通過體細(xì)胞超頻突變不斷進(jìn)化，從而增強(qiáng)了對(duì)H3的中和性，并同時(shí)獲得對(duì)Group1 H1病毒的交叉中和活性，該研究提示通用流感疫苗開發(fā)過程中應(yīng)深入評(píng)估不同流感病毒亞型之間的表位特征差異。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院等的資助，以及國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施冷凍電鏡系統(tǒng)的支持。

論文鏈接

　研究發(fā)現(xiàn)流感病毒廣譜中和抗體識(shí)別抗原的新模式-肽度TIMEDOO

　　a.流感病毒特異性抗體篩選策略；b.VH3-48/VK1-12類抗體對(duì)不同HA亞型蛋白的親和力檢測(cè)；c.VH3-48/VK1-12類抗體結(jié)合變性的H3 HA蛋白，但不結(jié)合變性的H1 HA蛋白；d.28-12不同形式的胚系抗體對(duì)H3及H1亞型HA蛋白結(jié)合活性；e.28-12抗體在H3 HA上的表位展示；f-g.28-12抗體與H3 HA的相互作用；h.28-12抗體在H1 HA上的表位展示；i-j.28-12抗體與H1 HA的相互作用

來源： 分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心