新型纳米颗粒疫苗有望对抗几种致命的丝状病毒

新型纳米颗粒疫苗有望对抗几种致命的丝状病毒

丝状病毒的名字来源于拉丁语“filum”，意思是“线”——指的是它们的长线状形状。该病毒家族包含一些科学上已知的最危险的病原体，包括埃博拉病毒、苏丹病毒、本迪布焦病毒和马尔堡病毒。这些病毒仍然如此致命的原因之一是其表面蛋白的不稳定性，这使得我们的免疫系统难以识别它们，并且研究人员也难以通过治疗或疫苗来对抗它们。

嗯，一个自然交流斯克里普斯研究中心科学家于 2025 年 12 月 12 日发表的这项研究（目前已发表文章）描述了旨在预防多种丝状病毒株的新候选疫苗。这些疫苗在工程自组装蛋白纳米颗粒 (SApNP) 上展示丝状病毒表面蛋白，帮助免疫系统更好地识别病毒并做出反应。在小鼠研究中，纳米粒子引发了针对几种丝状病毒的强烈抗体反应，这为对这一危险病毒家族提供更广泛、更有效的保护提供了一条有希望的途径。

丝状病毒需要更好的解决方案——其爆发是毁灭性的，并导致极高的死亡率。在过去的十年中，我运用自己的物理学背景来掌握蛋白质设计。我的目标是为每个主要病毒家族开发一个通用的设计蓝图，以便当新的疫情爆发时，我们已经有了一个现成的策略。”

朱江，资深作者，斯克里普斯研究所综合结构与计算生物学系教授

朱的下一代疫苗工作重点是病毒表面糖蛋白——病毒用来进入细胞的蛋白质，也是免疫系统必须瞄准的保护目标。他的团队使用一种称为“基于结构的合理设计”的方法，详细检查这些糖蛋白，构建稳定、结构良好的版本，并将它们运输到病毒形状的蛋白球（SAPNP）上，从而可靠地触发强烈的免疫反应。

该团队已经将该疫苗平台应用于HIV-1、丙型肝炎、RSV、hMPV和流感等病毒。丝状病毒是下一个重大挑战。

埃博拉病毒（EBOV）和马尔堡病毒（MARV）等丝状病毒可引起病毒性出血热，致死率高达90%。 2013-2016年西非埃博拉疫情期间，超过11,000人死亡，28,000多人感染。尽管已经批准了两种针对埃博拉病毒的疫苗，但没有一种疫苗可以针对整个丝状病毒家族提供全面的保护。

这部分是由于丝状病毒的表面糖蛋白。这些蛋白质本质上不稳定，它们的脆弱区域（表位）隐藏在厚厚的聚糖层下面，形成分子“隐形斗篷”。在融合前状态（病毒进入细胞之前），这种保护使免疫细胞更难识别病毒。一旦病毒与细胞融合，糖蛋白就会折叠回融合后的形式，使免疫防御进一步复杂化。

2021年，朱的团队在《自然》杂志上发表的一项研究中解决了这个问题自然交流他们详细绘制了埃博拉糖蛋白的结构图，并制定了稳定其的策略。通过去除富含粘蛋白的片段，他们创造了一种更清洁、更容易接近的蛋白质版本——这种蛋白质更容易被免疫系统识别，并能够产生更强、更有用的抗体反应。

“在 2021 年解决埃博拉问题后，这项新工作进一步发展了这一理论，并将其应用于其他丝状病毒物种，”朱解释道。

在这项新研究中，研究人员重新设计了丝状病毒糖蛋白，使它们保持固定在融合前的形状——免疫系统需要识别它并对其做出反应。然后，这些重新设计的蛋白质被放置在 Zhu 的 SAPNP 平台上，形成球形病毒样颗粒，表面涂有许多病毒抗原副本。生化和结构测试证实颗粒组装正确并且蛋白质按预期出现。

当在小鼠身上进行测试时，这些纳米颗粒疫苗产生了强烈的免疫反应，包括可以识别和中和几种不同丝状病毒的抗体。蛋白质表面糖的额外变化揭示了额外的保守漏洞，表明这种方法最终可以支持针对这一危险病毒家族的更全面、潜在通用的疫苗。

基于这些结果，朱的团队正在将这种结构驱动、基于纳米颗粒的策略扩展到其他高风险病原体，包括拉沙病毒和尼帕病毒。他们还在研究削弱或规避粘蛋白保护罩的新方法，以使免疫系统更好地接触关键的病毒目标。

“许多因素影响免疫系统如何识别病毒并做出反应，”朱补充道。 “捕获预融合形式的抗原可能会成功 60%。但是许多病毒 - 包括 HIV 和丝状病毒 - 都被致密的聚糖盾包围。如果免疫系统无法穿透这种保护，即使是设计最好的疫苗也无法提供完整的保护。克服这种‘隐形斗篷’是我们的下一个重大目标之一。”

除了 Zhu 之外，该研究《将糖蛋白稳定性和纳米颗粒成像与聚糖修饰相结合的下一代丝状病毒疫苗的合理设计》的作者还包括斯克里普斯研究公司的 Yi-Zong Lee、Yi-Nan Zhang、Garrett Ward、Sarah Auclair、Connor DesRoberts、Andrew Ward、Robyn Stanfield、Linling He 和 Ian Wilson；来自南安普顿大学的 Maddy Newby、Joel Allen 和 Max Crispin；和 Uvax Bio 的 Keegan Braz Gomes。

该研究得到了 Uvax Bio, LLC 和美国国立卫生研究院的支持。 Uvax Bio 是斯克里普斯研究公司 (Scripps Research) 的一家衍生疫苗公司，利用朱实验室发明的专有平台技术来开发和商业化针对各种传染病的预防性疫苗。

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