近日，中科院武汉病毒研究所龚睿研究员组在寨卡病毒免疫原设计方面取得新进展，相关研究成果以“Characterization of two engineered dimeric Zika virus envelope proteins as immunogens for neutralizing antibody selection and vaccine design”（鉴定两种工程化改造的寨卡病毒囊膜蛋白二聚体，以作为免疫原用于中和性抗体筛选和疫苗设计）为题发表在Journal of Biological Chemistry《生物化学杂志》上，并申请了相关发明专利。
寨卡病毒（Zika virus，ZIKV）等黄病毒科病毒在全球广泛流行，引起较大危害，而目前尚无批准的特效药物和疫苗用于防治。ZIKV的囊膜蛋白（E蛋白）在病毒感染过程中发挥着重要作用，是一个理想的抗病毒靶标。在天然病毒粒子上，E蛋白以反向平行二聚体的形式存在。已有研究表明，靶向E蛋白天然二聚体空间构象的抗体具有相对广谱且高效的抗病毒活性，提示在体外获得E蛋白二聚体对于高效抗体筛选和疫苗研制具有重要意义。然而，直接表达野生E蛋白往往只能得到单体形式，如何设计能够模拟病毒表面天然二聚体构象的重组E蛋白作为免疫原是当前研究的热点和难点。
成熟的寨卡病毒粒子及其E蛋白二聚体结构（Yang et al., Virol Sin 2019）
早前国外研究证明在ZIKV的E蛋白中引入链间二硫键（ZEA264C）可促使二聚体形成。在病毒膜表面，E蛋白的二聚化作用主要由非共价相互作用介导，通过共价连接方式获得的E蛋白二聚体可能和天然E蛋白二聚体存在差异。
在此背景下，以及在前期对抗体Fc片段（结晶片段）研究（Zeng F, et al., J Biol Chem., 2018, 293(49):19127-19135）的基础上，中国科学院武汉病毒研究所的研究人员利用抗体Fc片段通过非共价相互作用二聚化的特性，将E蛋白和人抗体的Fc片段进行融合（ZE-Fc），以期望获得E蛋白二聚体。通过实验发现融合蛋白ZE-Fc以二聚体形式存在，其E蛋白部分可被已报道的针对二聚体空间构象的抗体很好地识别，证明E蛋白通过非共价作用形成了二聚体。小鼠免疫实验进一步验证了相比于野生型单体E蛋白，二聚化后的E蛋白（ZE-Fc和EA264C）能更好地诱导中和性抗体产生。该工作不仅为针对ZIKV E蛋白二聚体空间构象的抗体筛选及疫苗设计奠定了理论基础，且为开发针对其它黄病毒科病毒的药物和疫苗提供了重要参考。
寨卡病毒囊膜E蛋白二聚体的设计和构建示意图
博士研究生杨春鹏为该论文第一作者，龚睿研究员为通讯作者，张波研究员及其学科组成员对此项工作给予了大力支持。该研究得到了中科院“一带一路”新发突发病原研究支撑计划（153211KYSB20160001）等项目资助。
文章链接：
http://www.jbc.org/content/294/27/10638.abstract
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