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为改善呼吸道合胞病毒（RSV）预防策略，研究人员解析 RSV G 蛋白与抗体复合物结构，为疫苗设计提供依据。
呼吸道合胞病毒（Respiratory Syncytial Virus，RSV）就像隐藏在婴幼儿和老年人身边的 “健康杀手”，悄无声息地引发严重的下呼吸道疾病。据统计，全球范围内，RSV 是导致婴幼儿下呼吸道感染死亡的主要病原体，同时也给 5 岁以下儿童、免疫功能低下者和老年人带来极大的健康威胁。
目前，美国食品药品监督管理局（FDA）批准的预防 RSV 的策略包括两种单克隆抗体（palivizumab 和 nirsevimab）以及三种疫苗（Abrysvo、Arexvy 和 mRESVIA）。然而，这些预防措施仅针对 RSV 有效感染所需的两种主要表面糖蛋白之一，无法完全阻止上呼吸道感染的发生，而这可能导致病毒在社区传播。
为了突破现有预防策略的局限，来自美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的研究人员开展了一项深入研究。他们将目光聚焦于 RSV 的附着糖蛋白（RSV G），旨在探究其与抗体的相互作用机制，为开发更有效的预防策略提供理论基础。
该研究发表在《Scientific Reports》上，为我们带来了诸多重要发现。
研究人员首先从感染过 RSV 的个体中筛选出三种具有广泛反应性和高亲和力的人单克隆抗体（mAbs）1G1、1G8 和 2B11，并利用生物层干涉技术测定它们与重组 RSV G 胞外区（RSV Gecto）的结合亲和力。结果显示，1G1 与 RSV Gecto的结合亲和力为纳摩尔级别（4.54 nM），而 1G8 和 2B11 与 RSV Gecto的结合亲和力达到皮摩尔级别（5.26 pM 和 3.19 pM），表明这些抗体能紧密结合 RSV G。
为进一步探究这些抗体与 RSV G 的相互作用机制，研究人员运用 X 射线晶体学技术，解析了 1G1、1G8 和 2B11 抗原结合片段（Fabs）与 RSV G 中央保守结构域（CCD）的高分辨率复合物结构。研究发现，三种 mAbs 识别的是 RSV G CCD 上独特的构象表位，这些表位由 CCD N 端区域和半胱氨酸环的不同构象形成。
在对抗体与 RSV G 结合模式的研究中，研究人员对多个抗体 - CCD 结构进行比对分析，发现虽然一些 mAbs 结合相同的 RSV G 氨基酸，但它们的结合方式和相互作用类型却各不相同。如 1G1 和 3D3 结合几乎相同的 CCD 氨基酸，但 1G1 依赖与 CCD 主链的广泛氢键网络，而 3D3 则依赖侧链 - 侧链相互作用，这种差异导致它们结合的角度和对表位的贡献不同。
通过进行抗原表位分型实验和冷冻电镜研究，研究人员发现 RSV G CCD 上存在两个非重叠的抗原位点，分别命名为 γ1 和 γ2。这一发现为设计能够诱导产生针对不同抗原位点的抗体的疫苗提供了重要依据，有望提高疫苗对病毒逃逸的抵抗力。
研究人员对 22 种抗 RSV G 抗体的重链和轻链可变区进行分析，发现这些抗体的基因序列与种系基因的相似度较高（VH 为 77.6 - 95.9%，VL 为 81.1 - 97.9%），表明它们经历了适度的体细胞超突变。这意味着疫苗有可能在大多数个体中诱导产生这些抗体，为疫苗设计提供了新的思路。
研究人员在研究中使用了多种技术方法。在抗体和蛋白表达纯化方面，通过基因工程技术将编码抗体可变区的基因克隆到表达载体中，在细胞系中表达并纯化单克隆抗体和相关蛋白。在结合亲和力测定上，利用生物层干涉技术测定抗体与 RSV G 的结合亲和力。结构解析则借助 X 射线晶体学和冷冻电镜技术，获得蛋白 - 抗体复合物的高分辨率结构。
此次研究揭示了 RSV G CCD 作为理想疫苗靶点的潜力。其高序列保守性和高灵活性，有助于诱导产生多样、高亲和力和广泛中和性的抗体。两个非重叠抗原位点的发现，进一步支持了其在激发抗 RSV 感染免疫反应中的重要作用。然而，由于 RSV G CCD 天然免疫原性较低，目前尚不清楚以 CCD 为重点的疫苗是否会导致病毒突变逃逸，这也为后续研究指明了方向。
总的来说，该研究拓宽了我们对 RSV G 抗原表位的认识，为基于结构的疫苗设计和治疗性抗体策略提供了重要参考，在 RSV 预防领域具有里程碑式的意义，有望推动新一代 RSV 预防手段的研发。
