基于B细胞和T细胞表位预测及分子动力学模拟的人偏肺病毒多表位疫苗计算机辅助设计

本研究针对人偏肺病毒(HMPV)缺乏有效疫苗的现状，通过免疫信息学方法筛选Matrix2-2等关键蛋白的B/T细胞表位，构建含佐剂的多表位疫苗。分子对接显示其与TLR4强结合，分子动力学证实结构稳定，为开发首个HMPV预防性疫苗奠定基础。

　　

每年冬春季节，医院儿科诊室总是挤满咳嗽、发热的患儿，其中相当部分是由人偏肺病毒(Human metapneumovirus, HMPV)引发的呼吸道感染。作为与呼吸道合胞病毒(RSV)同属Pneumoviridae家族的病原体，HMPV自2001年被van den Hoogen发现以来，已成为全球范围内儿童、老年人和免疫功能低下人群急性呼吸道感染的重要病原。临床表现为从普通感冒到肺炎、支气管炎甚至慢性阻塞性肺病(COPD)的系列症状，但至今尚无获批疫苗或特效药物。更棘手的是，该病毒通过F和G糖蛋白基因变异形成A/B两大谱系及A1/A2/B1/B2四个亚型，这种抗原多样性给传统疫苗研发带来巨大挑战。

华中科技大学的研究团队在《Human Immunology》发表创新研究，采用反向疫苗学(reverse vaccinology)策略，首次针对HMPV的Matrix2-2等四种结构蛋白设计多表位疫苗。通过AlphaFold 3.0预测结构，结合分子对接和500ns分子动力学(MD)模拟验证其与TLR4的稳定互作，免疫模拟显示该设计能有效激活体液和细胞免疫应答。

关键技术包括：1)从NCBI获取HMPV蛋白序列，经VaxiJen v2.0筛选抗原性>0.7的非过敏原；2)使用IEDB预测MHC-I/II结合表位；3)通过Alphafold 3.0构建五组疫苗模型；4)采用GROMACS进行500ns MD模拟评估TLR4复合物稳定性；5)运用C-ImmSim进行免疫应答模拟。

【材料与方法】
研究团队系统筛选HMPV结构蛋白中具有强抗原性(VaxiJen评分>0.4)、非毒性(ToxinPred验证)且非过敏(AllerTOP v2.0确认)的B/T细胞表位。通过KK、GPGPG等连接子串联优势表位，N端添加β-防御素佐剂增强免疫原性。

【结果】
疫苗构建体经SolPro评估显示82.35%溶解度，抗原性评分0.89。分子对接证实与TLR4结合能达-15.3 kcal/mol，500ns MD模拟显示RMSD<2.5?的稳定结合。免疫模拟显示IgG+IgM水平在第15天达峰值，Th1/Th2平衡应答显著。

【讨论与结论】
该研究首次整合HMPV多蛋白表位，克服单一靶标局限。MD模拟证实疫苗-TLR4复合物在生理条件下保持稳定，关键残基(如TLR4的Asp²⁹⁹)形成稳定盐桥。虽然需要动物实验验证，但这项计算机辅助设计为开发广谱HMPV疫苗提供新思路，特别对变异频繁的G蛋白亚型具有潜在交叉保护作用。