成果接踵而來，中美科學家在中東冠狀病毒的疫苗設計上取得突破

前沿：近期，病毒學界可謂喜訊不斷，前有高福院士首次證明寨卡病毒可影響雄性生殖系統，存在性傳播風險，相關論文發表（11月22日）在國際頂級刊物cell，詳見「【重大發現】寨卡病毒感染與男性生殖密切相關，性傳播值得關注！」時隔僅1天，國際頂級期刊Nature又發表（11月23日）張永振教授的RNA病毒進化新發現，詳見「[驚嘆] 張永振團隊發現全新病毒科 「RNA病毒圈」或被重新界定」。

今天小編今天為您奉上又一個重大應用性成果：提高Mers亞單位疫苗中和活性的巧妙設計的文章，相關工作發表（11月22日）在最新出版的自然分刊《自然－通訊》上。

論文題目：Introduction of neutralizing immunogenicity index to the rational design of MERS coronavirus subunit vaccines

作者列表Lanying Du, Wanbo Tai1, Yang Yang, Guangyu Zhao, Qing Zhu, Shihui Sun, Chang Liu, Xinrong Tao, Chien-Te K. Tseng, Stanley Perlman, Shibo Jiang, Yusen Zhou Fang Li

這項工作的共同通訊作者是美國明尼蘇達大學的終身教職副教授李放，北京微生物流行病學研究所的周育森教授以及上海復旦大學的國家千人計劃特聘專家姜世勃教授。文章的共同第一作者是美國紐約血液中心的杜蘭英副研究員、周育森教授的博士生太萬博和李放教授的博士生楊洋。北京微生物流行病學研究所病原微生物生物安全國家重點實驗室的趙光宇副研究員、美國衣阿華大學的Stanley Perlman教授和得克薩斯大學的Chien-Te Tseng教授等科學家也參與了該項研究。

從2012年被發現至今，中東冠狀病毒已經感染1800多人，致死率在35%以上。它的同類病毒，非典冠狀病毒，更是在2002-2003年肆虐全球，感染8000人，致死率為10%。

目前常用的病毒疫苗分兩種：傳統疫苗利用滅活整體病毒，亞單位疫苗利用病毒的某個關鍵蛋白質。傳統疫苗高效，但是仍有感染人體的風險。亞單位疫苗方便安全，但是其低效性極大地限制了其更廣泛的應用，成為困擾疫苗設計領域的重大難題。

李放、周育森、姜世勃和杜蘭英等中美團隊通過密切合作，發現當病毒的單個蛋白質被單獨製備成為亞單位疫苗的同時，其表面很多區域非自然暴露了出來，而這些區域在病毒整體顆粒上是隱藏的。這些非自然暴露的區域對人體的免疫系統產生了負干擾，使得人體免疫系統無法針對疫苗分子表面的有效部位產生高效反應。利用中東冠狀病毒亞單位疫苗作為模版，他們測量並由此發現了疫苗分子表面有一處對人體免疫系統的負干擾最強。他們隨即用分子工程技術對此處進行了修飾改造。改構後的疫苗在動物模型攻毒試驗中表現出了超高效用。

該項研究從理論和實際上同時解決了一直困擾病毒疫苗設計領域多年的難題，有望幫助科學家們進一步設計出針對中東冠狀病毒和非典冠狀病毒的超高效亞單位疫苗。此外，該項研究還有潛力應用到針對其它病毒的疫苗設計上，比如艾滋病毒，流感病毒，埃博拉病毒，等等。這些病毒和中東冠狀病毒，非典冠狀病毒一起，對全球健康造成巨大危害。病毒疫苗設計是抵抗病毒威脅的最有效手段之一。

經過遮蔽處理（深藍色）的MERS-CoV 疫苗以及它和人DPP4蛋白結合時的結構圖

精英團隊，裡面有你認識的同行嗎？

參考文獻：Introduction of neutralizingimmunogenicity index to the rational design of MERS coronavirus subunitvaccines

Abstract:

Viralsubunit vaccines often contain immunodominant non-neutralizing epitopes thatdivert host immune responses. These epitopes should be eliminated in vaccinedesign, but there is no reliable method for evaluating an epitope』s capacity toelicit neutralizing immune responses. Here we introduce a new concept『neutralizing immunogenicity index』 (NII) to evaluate an epitope』s neutralizingimmunogenicity. To determine the NII, we mask the epitope with a glycan probeand then assess the epitope』s contribution to the vaccine』s overallneutralizing immunogenicity. As proof-of-concept, we measure the NII fordifferent epitopes on an immunogen comprised of the receptor-binding domainfrom MERS coronavirus (MERS-CoV). Further, we design a variant form of this vaccineby masking an epitope that has a negative NII score. This engineered vaccinedemonstrates significantly enhanced efficacy in protecting transgenic mice fromlethal MERS-CoV challenge. Our study may guide the rational design of highlyeffective subunit vaccines to combat MERS-CoV and other life-threateningviruses.

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