科学:新的研究揭示了尼帕病毒附着糖蛋白的结构和抗原性

2022年3月8日/Bion/——在一项新的研究中，来自华盛顿大学和美国其他研究机构的研究人员提供了新的细节，说明尼帕病毒(NiV)和亨德拉病毒(HeV)如何攻击宿主细胞以及对抗这种攻击的免疫反应。这些结果表明了预防和治疗这些致命疾病的多管齐下的策略。相关研究成果于2022年3月3日在线发表在《科学》杂志上，题目是《尼帕病毒附着糖蛋白的结构和抗原性》。

帕尼病毒和亨德拉病毒属于HNV的海尼帕病毒，这两种病毒都是由世界某些地方的蝙蝠携带的。这些亨德拉尼帕病毒可以在物种之间跳跃，并感染许多其他哺乳动物，包括人类。它们会引起脑部炎症和呼吸道症状。感染这些病毒的人有50%到100%的几率死亡。一种疫苗已经被批准用于马，一种改进版本的疫苗已经进入人体。

马可以通过唾液和鼻腔分泌物将可能因食用被蝙蝠污染的水果而感染的亨德拉病毒传播给其看护者。针对尼帕病毒和亨德拉病毒的实验性但尚未批准的交叉反应抗体已提供给15名高危接触者。这是根据使用紧急同情的准则进行的。这种抗体正在澳大利亚进行测试，它刚刚完成第一阶段的测试。目前，还没有疫苗或药物被批准用于人类对抗这些亨德拉尼帕病毒。除了支持性护理，患者能够克服这种病毒感染的希望是有限的。

几个月前发现一种新的亨德拉病毒株后，设计拯救生命的预防措施和治疗方法的新尝试变得更加紧迫。在过去的20年里，孟加拉国几乎每年都会爆发尼帕病毒。这种疾病也出现在印度和菲律宾。在非洲的人和狐蝠身上发现了抗亨德拉帕尼病毒抗体。据估计，世界上有20亿人生活在由蝙蝠或中间动物传播的亨德拉帕尼病毒可能构成威胁的地区。

这篇论文的作者，华盛顿大学医学院生物化学副教授大卫维斯勒博士研究了蝙蝠对许多危险病毒的免疫力，并研究了冠状病毒、其他相关病毒和亨德拉尼帕病毒的感染性复合物的分子结构和功能。他的实验室还研究了抗体和病毒之间的相互作用，为这两种病毒的抗病毒药物和疫苗的设计提供了线索。这篇论文的第一作者是华盛顿大学生物化学研究生王兆乾。

尼帕病毒附着糖蛋白同源四聚体的结构，图片来自Science，2022，Doi :10.1126/Science。反弹道导弹5561。

这些作者解释说，尼帕病毒和亨德拉病毒通过附着糖蛋白(G)和融合糖蛋白(F)的协同作用进入宿主细胞。这些糖蛋白是抗体防御系统的关键目标。

通过低温电子显微镜，这些作者可以确定尼帕病毒感染性复合物的关键成分在与广谱中和抗体片段相互作用时的结构。他们还观察到，抗体混合物在一起可以更好地解除尼帕病毒。在一组抗亨德拉病毒的抗体中观察到类似的协同作用。这种结合的强度也有助于防止逃避突变体的出现，以避免抗体反应。

植入尼帕病毒感染复合物关键部位的实验动物的抗体反应研究提供了重要信息。这种分析显示了病毒受体结合蛋白的哪个区域在刺激免疫反应中起主导作用。

根据这些作者的说法，在这项研究之前，没有关于亨德拉帕尼病毒的一个关键部分(称为HNV G蛋白)的结构的信息，该部分负责引发抗体反应。缺乏这些信息是理解免疫和改进候选疫苗设计的障碍。

现在，这些作者发现了HNV G蛋白的三维结构和一些构象动力学，这可能更接近于建立一个模板来开发新的和改进的疫苗。在更复杂的发现的简化描述中，HNV G蛋白结构的一个重要部分有一个脖子和四个头。四个头中只有一个把它的受体结合点转向了潜在宿主细胞的方向；另外三个转向病毒膜方向。这允许病毒结构自由地重新定向头部，以与宿主受体结合。

这些作者指出，这种结构然后“采用了独特的双头向上和双头向下的构象，这不同于任何其他副粘病毒附着糖蛋白”。副粘病毒是一个大的单链RNA病毒家族。它们可以导致几种不同类型的疾病，其中大多数是通过呼吸道飞沫传播的。它们包括麻疹、腮腺炎、犬瘟热、副流感和最近从动物传播给人类的亨德拉尼帕病毒疾病。

在研究抗体对附着于尼帕病毒和亨德拉病毒的糖蛋白的反应性质时，这些作者研究了用这种糖蛋白免疫的两种动物。强大而多样的中和抗体反应随之而来。他们发现其头部结构域是免疫诱导抗体中和的主要(如果不是唯一的)靶点，即使使用了整个四聚体。这表明这种抗体反应的范围缩小到受体结合区。

这些作者指出，这些发现“为开发下一代疫苗候选项目提供了蓝图，以提高稳定性和免疫原性”。这项新的研究将集中在头部域的脆弱性。他们希望采用一种设计方法，类似于较新的计算机工程新型冠状病毒和呼吸道合胞病毒候选物所采用的方法。头部抗原的嵌合体会以多价有序阵列的形式呈递给机体。仅使用头部结构域而不是整个附着糖蛋白也可以使大量疫苗的制造更容易。(100yiyao.com 100医疗网)