呼吸道合胞病毒融合糖蛋白单体疫苗的免疫聚焦设计及其免疫原性研究

【编辑推荐】针对呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗研发中过度依赖三聚体构象的局限，中国医学科学院医学生物学研究所团队创新性提出基于免疫聚焦策略的F蛋白单体疫苗设计。通过截断RSV F蛋白保留头颈部区域构建Q74截短单体，证实其能特异性结合PreF构象抗体D25，诱导与DS-Cav1相当的强效中和抗体，并精准聚焦于抗原表位?和II。该研究为RSV疫苗开发提供了全新设计思路，发表于《Molecular Therapy》。

　　

呼吸道合胞病毒(Respiratory Syncytial Virus, RSV)是全球婴幼儿和老年人下呼吸道感染的主要病原体，每年造成约3%的新生儿住院治疗。尽管科学界已努力数十年，RSV疫苗研发仍面临重大挑战——传统策略过度聚焦于稳定Prefusion(PreF)三聚体构象，但复杂的空间结构可能导致免疫应答分散，难以诱导高效保护。更棘手的是，RSV F蛋白存在PreF与PostF两种构象转换，如何锁定关键中和表位成为疫苗设计的核心难题。

中国医学科学院医学生物学研究所（Institute of Medical Biology, Chinese Academy of Medical Sciences）的Qianqian Li、Zhiming Li等研究者另辟蹊径，提出突破性假说：通过精确截断F蛋白构建单体疫苗，可能实现免疫应答的精准聚焦。这项发表于《Molecular Therapy》的研究，开创性地将结构生物学与免疫学设计理念相结合，为RSV疫苗开发提供了全新范式。

研究团队采用多学科交叉技术路线：通过生物信息学预测确定F蛋白关键功能区，构建Q74截短突变体；运用冷冻电镜和X射线晶体学进行三维结构解析；采用表面等离子共振(SPR)评估抗原-抗体结合特性；通过小鼠模型评价免疫原性，并采用假病毒中和试验测定抗体效价。所有实验均设置DS-Cav1（当前最先进的PreF三聚体疫苗候选株）作为阳性对照。

【结构设计与抗原性验证】 研究团队精确截除F蛋白的跨膜区和部分茎区，保留头颈部结构域（残基1-74）。结构预测显示Q74单体能维持PreF特征性抗原表位?的构象，SPR实验证实其与PreF特异性抗体D25的结合亲和力达nM级，证明该设计成功保留了关键免疫原性结构。

【免疫原性评价】 在小鼠模型中，Q74单体诱导的中和抗体效价与DS-Cav1相当（GMT 1:1024 vs 1:1056），但更具靶向性——ELISA检测显示，针对抗原表位?和II的抗体占比分别达到68%和73%，显著高于三聚体疫苗的45%和52%。值得注意的是，Q74单体还能诱导更强的黏膜IgA反应（支气管肺泡灌洗液中IgA水平提升2.3倍）。

【免疫聚焦机制】 通过抗体表位作图发现，Q74单体由于去除竞争性表位，使免疫系统更集中识别PreF构象的关键中和表位。这种"减法设计"使抗原表位?的抗体阳性率从三聚体的82%提升至96%，且交叉中和能力覆盖RSV A/B亚型。

这项研究颠覆了"三聚体构象必需"的传统认知，证明通过理性设计的F蛋白单体可实现更精准的免疫聚焦。Q74截短单体不仅简化了疫苗生产工艺，其明确的优势表位特征更为第二代RSV疫苗设计提供模板。该成果的特殊意义在于：首次证实单体疫苗可模拟天然病毒感染产生的抗体谱，为呼吸道病毒疫苗开发开辟了新路径。未来研究可进一步探索该策略在孕妇免疫和老年人中的应用潜力，或将改写RSV预防的全球格局。