快速研发广谱抗甲病毒疫苗的新方法

本文介绍了一种面向多种阿尔法病毒（pan-alphavirus）的新型快速疫苗设计流程。阿尔法病毒是一类由蚊子传播的RNA病毒，包括引发关节炎的基孔肯雅病毒（CHIKV）、马亚罗病毒（MAYV），以及导致脑炎的东方/西方/委内瑞拉马脑炎病毒（EEEV/WEEV/VEEV）等，目前尚无广谱有效疫苗，且现有疫苗存在安全性差、保护范围窄或易返毒等局限。研究团队构建了一个集成化、可重复、可扩展的计算—实验闭环管道：首先，收集54种已测序阿尔法病毒的全蛋白组数据；其次，运用机器学习工具（如netMHCpan）精准预测能被人体主要组织相容性复合体（MHC-I和MHC-II）呈递的T细胞表位，并同步分析B细胞表位；接着，通过蛋白质结构建模（AlphaFold2-multimer、ColabFold）与分子动力学模拟（MD），验证表位与MHC分子结合的稳定性与准确性；随后，在体外用肽芯片检测这些表位能否被感染过不同阿尔法病毒的人、小鼠及非人灵长类动物血清识别，确认其跨病毒反应性；最后，通过流式细胞术检测人和小鼠外周血单个核细胞（PBMC）在表位刺激后的T细胞活化（CD69、CD25、OX-40等标志物）及关键细胞因子分泌（IFN-γ、TNF-α、IL-2），证实所选表位具有强免疫原性。研究发现：共筛选出98个高优先级表位，其中58个在人和小鼠中均对多种阿尔法病毒产生交叉反应；免疫应答强度受人群HLA基因型显著影响——拉丁裔和非洲裔供者反应最强，这与南美洲高流行区常见HLA等位基因高度吻合；最终候选表位（如MHC-I pep1、MHC-II pep4）不仅能高效激活CD4⁺和CD8⁺ T细胞，还兼顾安全性与广谱性。该流程全程约48小时即可完成，支持云端部署，且已预留接口用于适配不同物种、人群或制剂需求。它不仅为阿尔法病毒提供了广谱疫苗研发新范式，更树立了‘病原监测—计算设计—快速验证’一体化应对新发传染病的技术样板。