抗流感病毒研究成果

中科院上海生科院，巴斯德研究所，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所等處的研究人員對全人廣譜中和抗體3E1進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和功能研究，揭示了抗流感病毒廣譜中和抗體3E1通過識別血球凝集素頸部保守構(gòu)象表位，這不僅表明3E1具有應(yīng)用于基于抗體的治療方法的潛力，而且為基于結(jié)構(gòu)的廣譜疫苗開發(fā)提供了理論依據(jù)。

來自中科院上海生科院，巴斯德研究所，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所等處的研究人員對全人廣譜中和抗體3E1進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和功能研究，揭示了抗流感病毒廣譜中和抗體3E1通過識別血球凝集素頸部保守構(gòu)象表位，這不僅表明3E1具有應(yīng)用于基于抗體的治療方法的潛力，而且為基于結(jié)構(gòu)的廣譜疫苗開發(fā)提供了理論依據(jù)。

這一研究成果公布在12月2日的Nature Communications雜志上，文章的通訊作者分別為上海生科院丁建平研究員，巴斯德研究所孫兵研究員，和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院陳化蘭研究員。陳化蘭研究員在抗禽流感病毒研究方面取得了許多重要的成果，為研發(fā)和使用有效疫苗提供了幫助，由此被選為了2016年“世界杰出女科學(xué)家獎”，也是第五位獲得“世界杰出女科學(xué)家獎”的中國人。

季節(jié)性流感每年導(dǎo)致25-50萬人死亡，數(shù)百萬人不能正常工作。近年來各地不斷爆發(fā)禽流感疫情，嚴(yán)重威脅人們的身體健康及生產(chǎn)安全。目前疫苗和抗病毒的藥物是預(yù)防和治療流感的主要方法，但新型病毒株和抗藥性病毒株的不斷出現(xiàn)令新藥物、廣譜疫苗和廣譜抗體的開發(fā)迫在眉睫。

血球凝集素（hemagglutinin，HA）是一種流感病毒包膜蛋白，主導(dǎo)了病毒對細(xì)胞表面受體的識別吸附、以及通過膜融合進(jìn)入細(xì)胞的入侵過程，是抗體識別的主要靶標(biāo)之一。但是血球凝集素頭部一級序列的不保守造成大多數(shù)以頭部為靶標(biāo)的中和抗體不具有廣譜性；而血球凝集素頸部的高保守性使得以頸部為靶標(biāo)的中和抗體具有更高的廣譜性。近年來發(fā)現(xiàn)的多種以血球凝集素頸部為靶標(biāo)的廣譜中和抗體為廣譜疫苗設(shè)計、廣譜中和抗體治療應(yīng)用提供了新的思路。

在這篇文章中，研究人員對全人廣譜中和抗體3E1進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和功能研究，揭示了抗流感病毒廣譜中和抗體3E1通過識別血球凝集素頸部保守構(gòu)象表位，抑制低pH誘導(dǎo)的血球凝集素構(gòu)象變化，進(jìn)而抑制血球凝集素主導(dǎo)的膜融合過程，zui終達(dá)到中和H1和H5亞型甲型流感病毒的目的。

研究人員通過親和力實(shí)驗(yàn)表明3E1對H1和H5亞型血球凝集素具有較高親和力，微中和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了3E1具有對H1和H5亞型流感病毒的廣譜中和能力。之后他們進(jìn)行了小鼠模型的預(yù)防和治療實(shí)驗(yàn)，也表明3E1能夠在體內(nèi)發(fā)揮中和H1N1和H5N6亞型流感病毒的效果。3E1的Fab與血球凝集素復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)表明，3E1通過重鏈和輕鏈的互補(bǔ)決定區(qū)識別血球凝集素頸部的構(gòu)象表位，包括融合亞結(jié)構(gòu)域、融合肽和外緣β折疊。

基于抗原表位和識別角度的分析，可以將已發(fā)現(xiàn)的廣譜性抗體分為兩類，類型一特異性識別融合亞結(jié)構(gòu)域，類型二特異性識別融合肽和外緣β折疊，兩類抗體識別抗原的角度相差約65度。3E1的識別角度位于類型一和類型二抗體之間，并且抗原表位也是兩類抗體識別表位的組合，表明3E1識別了一種*的表位。

通過對H1和H5亞型血球凝集素序列比對結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)3E1識別表位氨基酸在H1和H5亞型中嚴(yán)格保守，揭示了3E1廣譜中和能力的基礎(chǔ)；突變體實(shí)驗(yàn)也闡明了3E1對其他亞型有限中和能力的原因，并為3E1的改造奠定了良好的基礎(chǔ)。進(jìn)一步體外和體內(nèi)功能分析表明，3E1通過抑制血球凝集素構(gòu)象變化來抑制膜融合過程，達(dá)到中和流感病毒的效果。

這一研究不僅表明3E1具有應(yīng)用于基于抗體的治療方法的潛力，而且為基于結(jié)構(gòu)的廣譜疫苗開發(fā)提供了理論依據(jù)。