AI发现猴痘病毒一个意外弱点，或将改写疫苗研发

2022年，猴痘在多个国家蔓延，导致超15万人感染，近500人死亡。该疾病会引发类似流感的症状，还会出现皮疹和溃疡。卫生官员依赖天花疫苗来保护高危人群，但这类疫苗因使用完整的减毒病毒，成本高昂且生产困难。

该研究的共同主要作者、得克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学教授杰森·麦克莱伦（Jason McLellan）表示：“与生产复杂的全病毒疫苗不同，我们的创新之处在于仅使用一种易于制造的单一蛋白质。”

从患者中识别强效抗体 该研究的另两位主要作者——意大利锡耶纳生物技术基金会的里诺·拉普波利（Rino Rappuoli）和埃马努埃莱·安德烈亚诺（Emanuele Andreano），鉴定出了12种能够中和猴痘病毒的抗体。他们通过分析猴痘康复者或曾接种过疫苗者的血液发现了这些抗体。尽管抗体已明确，但研究团队尚不清楚它们针对病毒的哪个部分。

猴痘病毒表面有多种不同的蛋白质，其中至少有一种对传播感染至关重要。已知一些新发现的抗体能干扰这一过程，但研究人员不清楚是哪种表面蛋白在起作用。要设计新的治疗方法或疫苗，他们需要确定抗体与病毒蛋白之间的正确配对。病毒的这一关键特征被称为抗原。

人工智能锁定此前被忽视的病毒蛋白 为解决这一难题，麦克莱伦团队使用AlphaFold 3模型来预测约35种病毒表面蛋白中哪些可能与患者来源的抗体强烈结合。该模型高度自信地识别出一种名为OPG153的蛋白质，实验室测试证实了这一预测。这一发现表明，OPG153可作为开发抗体疗法或设计新型疫苗（激活免疫系统对抗猴痘）的重要靶点。

“如果没有人工智能，找到这个靶点可能需要数年时间，”麦克莱伦说。他同时担任罗伯特·A·韦尔奇化学讲座教授，并协助领导得克萨斯生物制剂研究所（得克萨斯大学奥斯汀分校一个专注于治疗创新的研究小组）。“这真的很令人兴奋，因为以前从未有人考虑将其用于疫苗或抗体开发。它从未被证明是中和抗体的靶点。”

由于猴痘病毒与导致天花的病毒密切相关，这一发现可能也有助于开发更好的天花疫苗或治疗方法。天花因传播容易且死亡率高而备受关注。

迈向新一代疫苗和抗体疗法 该团队目前正在改进抗原和抗体的版本，与目前依赖减毒痘病毒的方法相比，这些版本可能更有效、成本更低且更易于制造。他们的长期目标是在人体中测试这些猴痘和天花疫苗抗原及抗体疗法。麦克莱伦将他们的策略称为“反向疫苗学”。

“我们从猴痘病毒感染的幸存者入手，分离出他们自然产生的抗体，然后反向追溯，找出病毒的哪个部分是这些抗体的抗原。接着，我们通过基因工程改造抗原，以在小鼠体内诱导产生类似的抗体，”麦克莱伦说。

得克萨斯大学奥斯汀分校已就OPG153（及其衍生物）作为疫苗抗原的用途提交了专利申请。锡耶纳生物技术基金会已就靶向OPG153的抗体提交了专利申请。

得克萨斯大学奥斯汀分校的其他贡献者包括艾米丽·朗德莱（Emily Rundlet）、周玲（Ling Zhou）和康纳·马林斯（Connor Mullins）。这项工作的资金支持部分来自韦尔奇基金会。