發(fā)布日期：2019-01-11
黃熱病毒特異性人源中和抗體5A“雙鎖”型保護(hù)機(jī)制的研究
黃熱病是由黃熱病毒引起的、主要通過蚊蟲叮咬傳播的急性傳染病。黃熱病的死亡率高、傳染性強(qiáng)，已納入世界衛(wèi)生組織規(guī)定之檢疫傳染病之一。黃熱病可通過接種黃熱疫苗（YF-17D減毒疫苗）得到預(yù)防。然而，疫苗短缺和免疫普及范圍等因素導(dǎo)致黃熱病仍然不斷出現(xiàn)和流行。近年來黃熱病在非洲、中美洲和南美洲的熱帶地區(qū)時有流行。2016年，我國也陸續(xù)有輸入性黃熱病病例的報道。針對黃熱病目前無特異性的治療方法，主要以對癥治療及支持治療為主。近些年來，單克隆抗體作為一種治療病毒性傳染性疾病的藥物候選，顯示出巨大的優(yōu)勢和應(yīng)用潛力。
黃熱病毒的囊膜蛋白（E蛋白）介導(dǎo)病毒侵入宿主細(xì)胞，是主要的保護(hù)性抗原和中和抗體靶點(diǎn)。針對黃熱病毒的中和抗體可通過抑制病毒對宿主細(xì)胞的粘附或者病毒囊膜與細(xì)胞膜的融合，從而抑制病毒的入侵。近日，中國科學(xué)院院士高福領(lǐng)導(dǎo)的中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所蛋白質(zhì)工程與疫苗研究團(tuán)隊在黃熱病毒E蛋白結(jié)構(gòu)和治療性抗體等研究方面取得新進(jìn)展。他們率先解析了高分辨率的黃熱病毒的疫苗毒株YF-17D的囊膜E蛋白融合前和融合后兩種形式的晶體結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)黃熱病毒的融合前E蛋白呈現(xiàn)二聚體構(gòu)象，與黃病毒屬其他成員的E蛋白的結(jié)構(gòu)比較相似。在低pH條件下，黃熱病毒的E蛋白呈融合后的三聚體構(gòu)象，與登革病毒和蜱傳腦炎病毒的融合后的E蛋白構(gòu)象相似。在融合過程中，E蛋白的結(jié)構(gòu)域發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，二級結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了重排。此外，他們對黃熱病毒特異性中和抗體5A的功能、結(jié)構(gòu)和中和機(jī)制進(jìn)行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn)，5A具有極高的中和黃熱病毒的效力（IC50到ng/mL的級別），并能保護(hù)小鼠抵御致死劑量的黃熱病毒攻擊。他們通過結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，5A既可以結(jié)合融合前的E蛋白二聚體，又可以結(jié)合融合后的E蛋白三聚體，像一把“雙鎖”。進(jìn)一步的功能實驗也證實，5A能夠在病毒入侵的多個環(huán)節(jié)起作用：阻礙病毒對宿主細(xì)胞的吸附、抑制膜融合過程所必需的E蛋白變構(gòu)和融合肽插入。這一結(jié)果證實了5A超強(qiáng)中和病毒的“雙鎖”作用機(jī)制。該項研究結(jié)果對于黃熱病毒免疫原/抑制劑的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)，具有重要指導(dǎo)意義。
該研究得到中科院先導(dǎo)專項、國家自然科學(xué)基金、天津自然科學(xué)基金、天津市科技計劃項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和國家科技重大專項等的資助。該項研究結(jié)果在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Cell Reports上。天津工生所助理研究員路希山為論文的第一作者，高福為通訊作者。
來源：天津工業(yè)生物技術(shù)研究所
