HLA-C*12:02限制性CD8+T细胞对SARS-CoV-2核衣壳蛋白免疫显性表位的强效抗病毒分子机制

本研究揭示了HLA-C*12:02限制性CD8+T细胞对SARS-CoV-2核衣壳蛋白保守表位KF9(N266-274)的强效识别机制，通过结构生物学阐明其TCR-pHLA-C独特互作模式，证实该细胞群可有效抑制Omicron等变异株复制，为靶向非刺突蛋白的广谱疫苗设计提供新思路。

　　

在全球持续应对SARS-CoV-2变异株的背景下，疫苗诱导的细胞免疫应答成为防控关键。尽管目前研究多聚焦于HLA-A/B限制性T细胞反应，但占日本人群8.4%的HLA-A24-B52-C12单倍型个体中，HLA-C分子在抗病毒免疫中的作用仍属未知。更值得注意的是，核衣壳蛋白（Nucleocapsid, N）作为病毒含量最高的结构蛋白，其保守性远高于易变异的刺突蛋白（Spike, S），却鲜有研究系统评估其诱导的HLA-C限制性T细胞反应。这些科学空白促使Yoshihiko Goto、You Min Ahn等16位研究者开展这项突破性研究。

研究团队运用多组学技术揭示了HLA-C12:02限制性CD8⁺T细胞对核衣壳蛋白免疫显性表位KF9（KAYNVTQAF）的强效识别机制。通过结构生物学首次解析了TCR-HLA-C12:02-KF9三元复合物，意外发现其CDR3β环几乎不与肽段接触的特殊互作模式。功能实验证实这些T细胞不仅能有效清除原型毒株，对Omicron BA.1/BA.2/BA.5等变异株同样保持强效抑制能力，且能在感染后维持12个月的记忆表型。该成果为开发靶向保守表位的广谱疫苗提供了理论依据，2025年发表于《Nature Communications》。

关键技术方法包括：1）来自日本31例早期康复者的PBMCs样本队列分析；2）HLA-C*12:02-KF9四聚体染色追踪抗原特异性T细胞；3）冷冻电镜解析1.61?分辨率的三元复合物晶体结构；4）表面等离子共振（SPR）测定TCR-pHLA亲和力；5）活病毒抑制实验评估对变异株的交叉保护。

SARS-CoV-2核衣壳蛋白在早期康复者中诱导高效T细胞应答

通过对未接种疫苗的康复者PBMCs分析发现，N蛋白刺激产生的CD25⁺CD137⁺CD8⁺T细胞比例显著高于S和M蛋白（p=0.0002）。β-丙内酯灭活病毒颗粒实验进一步验证N蛋白能更有效激活CD4⁺和CD8⁺T细胞。

KF9是HLA-C12:02背景下的免疫显性表位*

在HLA-A24-B52-C12单倍型个体中，KF9表位所在区域（肽池65-68）应答率超80%。四聚体染色显示14例HLA-C12:02⁺康复者均存在KF9特异性T细胞（中位数0.28%，p=0.0002），而HLA-C14:02也可呈递该表位但稳定性降低15℃。

独特的TCR识别机制

GV37 TCR以高亲和力（K_d≈6μM）结合HLA-C*12:02-KF9复合物，晶体结构显示其CDR3β环仅通过Ala97β与P7-Gln形成单一接触，这与96%已报道的TCR-pMHC互作模式不同。这种特殊构象使得TCR能识别SARS-CoV-2特有序列，而对冠状病毒同源肽无交叉反应。

强效的跨变异株保护能力

KF9特异性T细胞对原型株和Omicron变异株的病毒抑制效率显著高于HLA-A*24:02限制的S蛋白QI9表位特异性T细胞（p=0.0043）。基因组分析显示该表位在537万条序列中高度保守。

持久的免疫记忆

感染后6-12个月仍可检测到KF9/C12特异性T细胞（中位数0.06%），主要表现为终末分化效应记忆（T_EMRA）表型。体外回忆实验显示这些细胞能快速增殖并维持功能。

该研究首次系统阐明了HLA-C限制性T细胞在COVID-19中的保护作用，打破了"HLA-C低表达故免疫贡献有限"的传统认知。发现的KF9表位因其高度保守性，成为设计广谱T细胞疫苗的理想靶点。特别值得注意的是，尽管HLA-C分子表达量仅为HLA-A/B的十分之一，但其限制的T细胞仍能产生强效抗病毒反应，这为理解MHC-I类分子的免疫调控提供了新视角。研究揭示的"CDR3β低接触"TCR识别模式，丰富了T细胞抗原识别的结构生物学理论，对未来T细胞疗法设计具有重要指导意义。