上海巴斯德所取得流感病毒广谱性中和抗体研究新突破

　　2016年12月2日，国际学术期刊Nature Communications在线发表了上海巴斯德研究所孙兵组的最新研究进展（Human antibody 3E1 targets the HA stem regionof H1N1 and H5N6 influenza A viruses），此研究成果揭示了3E1抗体通过靶定到流感病毒血凝素杆部区的保守表位，抑制低pH诱导的血凝素构象变化，阻断病毒包膜与宿主细胞膜膜融合，从而中和H1N1 和H5N6流感病毒，为开发新型抗流感病毒药物及基于流感血凝素结构的通用流感疫苗设计提供了新思路。该研究结果是与上海生化细胞研究所蛋白质中心丁建平组及哈尔滨兽医研究所陈化兰组合作的成果。 

　　流行性感冒是由流感病毒引起的传染性疾病。世界范围内每年约有5%-15%的人口受季节性流感病毒感染，其中有25-50万人死亡。流感疫苗被认为是预防流感最有效的措施，WHO每年根据南北半球流感病毒流行情况预测即将流行的流感病毒，但是由于流感病毒的抗原漂变及抗原转变，一旦病毒发生变异，疫苗便无效。目前，国家许可用于治疗流感的药物主要针对流感病毒M2离子通道及神经氨酸酶，但现在针对以上抗流感药物的耐药毒株已经逐渐流行。因而，研究和应用新的预防和治疗策略迫在眉睫。   

　　孙兵课题组曾利用单细胞PCR技术得到一株流感病毒全人单克隆广谱性中和抗体3E1，该抗体表现出较好的结合流感血凝素能力及中和多种亚型流感病毒能力，但是其广谱性、中和机制和识别血凝素的结构表位信息并不清楚。为了解释相关机制，孙兵研究员邀请了生化细胞所蛋白质中心丁建平研究员和哈尔滨兽医研究所陈化兰研究员，指导研究生孙晓玉和苏金鹏，对3E1抗体的结构及功能进行深入研究。   

　　研究人员首先利用Octet系统检测3E1与不同亚型毒株血凝素相互作用的动力学参数，发现3E1与多株H1、H5亚型毒株的HA具有很高的亲和力，可以达到nM级别。体外中和实验表明3E1可以中和H1、H5亚型的多株毒株。体内小鼠实验显示，3mg/kg的 3E1即可以对H1N1及H5N6起到完全的预防效果；20mg/kg的 3E1同时对H5N6感染后第三天依然有完全的治疗效果。结构解析表明，3E1通过其重、轻链靶定到血凝素的保守区域F-亚结构域, 融合肽及外缘β折叠上，构成其识别表位，进一步抑制低pH诱导的血凝素构象变化，从而抑制病毒包膜与宿主细胞膜融合，控制了病毒的入侵。 

　　该研究为抗流感病毒药物的研发提供了新的策略，研究所得的表位信息有助于基于结构的新型疫苗的设计与开发。

　　该研究得到了科技部、中科院、国家自然科学基金委以及上海市科委的项目支持。 

　　图片说明：3E1通过其重、轻链靶定到血凝素杆部区的保守表位,从而中和H1及H5亚型的多株流感病毒。（a）3E1与H1、H5、H3亚型的多株流感病毒血凝素具有高亲和力（b）3E1可以中和H1、H5、H3亚型的多株流感病毒（c）3E1通过其重、轻链靶定到血凝素的杆部区域。（d）3E1识别血凝素杆部区的保守表位：F-亚结构域,、融合肽及外缘β折叠。