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尼帕病毒和亨德拉病毒是蝙蝠传播的人畜共患病病原体,导致脑炎和呼吸道疾病暴发,致死率为50-100%。现在,研究人员已经确定了尼帕病毒附着蛋白与广泛中和抗体Fab片段复合物的低温电子显微镜结构。这些分子上的发现提供了关于这些病毒如何攻击细胞以及试图反击这种攻击的免疫反应的新细节。
亨德拉病毒 (Hendra virus, HeV) 和尼帕病毒 (Nipah virus, NiV)属于亨德拉尼帕病毒属(henipavirus, HNV),是蝙蝠传播的人畜共患病病原体,导致脑炎和呼吸道疾病的暴发。值得注意的是,这些病毒的致死率在50%到100%之间。在过去20年里,尼帕病毒几乎每年都在孟加拉国蔓延到人类身上,印度和菲律宾也发生了其他疫情。目前还没有获得批准的疫苗或治疗方法用于预防这些感染。
这些病毒进入宿主细胞需要附着(G)和融合(F)糖蛋白,这是抗体反应的主要目标。为了进一步了解病毒感染和宿主免疫,研究人员已经确定了尼帕病毒G同型四聚体外域复合体的低温电子显微镜结构,该复合体具有广泛的中和性抗体Fab片段。
这些发现为尼帕病毒和亨德拉病毒如何攻击细胞以及试图对抗它们的免疫反应提供了新的细节。研究结果指出了预防和治疗这些致命疾病的多管齐下的策略。
这项研究发表在《科学》杂志上,题为《Architecture and antigenicity of the Nipah virus attachment glycoprotein》。
华盛顿大学医学院生物化学副教授、霍华德·休斯医学研究员大卫·维斯勒博士领导的研究小组使用低温电子显微镜,能够确定尼帕病毒G同型四聚体外域与nAH1.3广泛中和抗体Fab片段复合物的结构。科学家们继续表明,两种非重叠g特异性抗体的混合物可以协同中和尼帕病毒和亨德拉病毒。这些力量的结合也有助于阻止逃逸突变体的出现,从而避开抗体反应。
检测实验动物的抗体反应提供了重要的信息。更具体地说,对猕猴接种尼帕病毒G蛋白引起的多克隆血清抗体反应的分析表明,受体结合的头部结构域是免疫支配的。
研究人员说,在这项研究之前,没有关于G蛋白结构的信息。这种信息的缺乏是了解免疫和改进候选疫苗设计的一个障碍。
科学家们注意到,这种结构“采用了一种独特的两个头朝上和两个头朝下的构象,这与任何其他副粘病毒附着糖蛋白都不同。”副粘病毒是单链RNA病毒的一个大家族,包括麻疹、腮腺炎、犬瘟热、副流感和亨尼帕病毒。
现在,研究人员已经揭示了G蛋白的3D组织结构和一些构象动力学,他们可能更接近于创建一个模板来构建新的和改进的疫苗。研究人员指出,这些发现“为设计具有更高稳定性和免疫原性的下一代疫苗提供了蓝图”,重点关注头部区域的脆弱性。他们预计会采用类似的设计方法,用于较新的计算机设计的SARS-CoV-2和呼吸道合胞病毒候选病毒。头部抗原的嵌合体将在多价显示器上以有序阵列的形式呈现在人体上。只使用头部区域而不是全G蛋白也可以使生产大量疫苗变得更简单。
在几个月前发现了一种新的亨德拉病毒菌株后,设计挽救生命的预防和治疗方法的新尝试变得更加紧迫。在非洲,人们和狐蝠体内发现了亨尼帕病毒抗体。据估计,世界上有20亿人生活在由蝙蝠或动物媒介传播的亨尼帕病毒可能构成威胁的地区。
原文链接:
Architecture and antigenicity of the Nipah virus attachment glycoprotein
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