Cell Host＆Microbe 研究發現增強雞胚來源H3N2流感疫苗保護效果新策略

接種流感疫苗是預防流感最安全、經濟、有效的措施，目前國、內外廣泛應用的流感疫苗其疫苗株來源和疫苗生產絕大多數採用雞胚為培養基質。然而由於流感病毒，特別是甲型H3N2流感病毒，在雞胚傳代後的適應性突變，導致疫苗抗原性的改變，疫苗接種人體後產生的抗體不能有效中和流行病毒株，成為了疫苗的保護效力降低的重要原因之一。報告顯示2017-2018流行季，美國流感疫苗對H3N2病毒的保護效力僅為25%，而在澳大利亞只有更低的10%的有效率，如何解決雞蛋適應性突變引起的疫苗有效性降低的問題成為疫苗研究人員關注的重點問題。

近日，來自美國Scripps研究所的Ian A. Wilson課題組聯合香港大學巴斯德研究所、廣州醫科大學特聘教授莫家斌課題組研究提出了優化H3N2流感疫苗免疫原性新策略，該研究應用雞胚適應性突變G186V和L194P的不兼容性，在設計疫苗前期優先在病毒基因中引入不影響抗原性，同時又適應雞胚中傳代的G186V突變，該設計避免了抗原性破壞性突變L194P的出現，從而大大提高了H3N2疫苗的有效性，相關成果以"Preventing an antigenically disruptive mutation in egg-based H3N2 seasonal influenza vaccines by mutational incompatibility"為題發表於Cell Host Microbe雜誌。

研究人員收集最近14個流行季H3N2流感疫苗株HA蛋白基因序列，進行序列比對後發現，HA基因主要在6個位點進行雞胚適應性突變。通過進一步更全面的數據分析發現兩個突變位點（V186位氨基酸和P194位氨基酸）沒有關聯，即這兩個位置的氨基酸不能夠同時出現在同一株H3N2流感病毒的HA基因中。

隨後研究人員利用反向遺傳學技術進行了病毒基因改造和病毒拯救工作，發現如果引入單一的G186V或L194P位點的突變，流感病毒均可以被拯救，但同時引入G186V和L194PHA突變，則病毒均不能夠被拯救。病毒雞胚傳代試驗顯示G186V病毒株在傳代的過程中，儘管會有其他的雞蛋適應性突變的出現，但是5代內均沒有出現L194P氨基酸位點突變，194P病毒株在傳代過程中也相當穩定。

進一步的結構學解析結果顯示，如果以野生型病毒HA受體結合位點（RBS）的Cα190位和OH98位為口袋（pocket）距離標準，L194P突變的話，則口袋距離縮小（Bri07），反之，如果是G186V的話，口袋距離拉大，G186V和L194P同時出現的話，一個壓縮，一個拉伸，那麼受體結合位點將會受到破壞，病毒將不能夠很好的結合宿主細胞進行傳代。

結合以上結果，研究者製備了基於野生型H3N2疫苗株（G186,L194），G186V突變型，L194P突變型病毒株的疫苗並免疫小鼠，並檢測了小鼠血清中針對野生型HA蛋白的抗體水平。結果顯示，G186V突變病毒株可以誘導出和野生型病毒相同結合能力的特異性抗體，而L194P突變病毒株和前期報道的結果一致，誘導出來的抗體結合能力較差。

本研究利用G186V突變與L194P突變的不兼容性，提出在設計疫苗的過程中提前引入G186V突變策略，通過高通量測序結果顯示G186V突變的前提下不會出現破壞性L194P突變，通過結構分析顯示G186V和L194P突變同時共存時會導致HA蛋白的受體結合位點破壞，也進行動物實驗驗證了G186V突變可以在雞胚適應性的前提下，不影響其H3N2病毒的免疫原性，從而在一定程度上提高H3N2疫苗的有效性。

Egg-based seasonal influenza vaccines are the major preventive countermeasure against influenza virus. However, their effectiveness can be compromised when antigenic changes arise from egg-adaptive mutations on influenza hemagglutinin (HA). The L194P mutation is commonly observed in egg-based H3N2 vaccine seed strains and significantly alters HA antigenicity. An approach to prevent L194P would therefore be beneficial. We show that emergence of L194P during egg passaging can be impeded by preexistence of a G186V mutation, revealing strong incompatibility between these mutations. X-ray structures illustrate that individual G186V and L194P mutations have opposing effects on the HA receptor-binding site (RBS), and when both G186V and L194P are present, the RBS is severely disrupted. Importantly, wild-type HA antigenicity is maintained with G186V, but not L194P. Our results demonstrate that these epistatic interactions can be used to prevent the emergence of mutations that adversely alter antigenicity during egg adaptation.

本文參考：美國Scripps研究所聯合港大巴斯德所提出優化H3N2疫苗免疫原性策略（作者：Tomas-Bin（Huibin Lv））

本期編輯：rojjer

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