《Cell》研究绘制安第斯汉坦病毒入侵蛋白纳米级结构,为疫苗与抗体疗法研发提供线索

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汉坦病毒可由啮齿动物传播给人类,致死率接近40%。由于目前尚无获批疫苗或治疗方法,相关病毒被视为潜在公共卫生威胁之一。2025年3月,美国媒体曾报道演员吉恩·哈克曼的妻子贝齐·阿拉卡瓦在新墨西哥州因汉坦病毒感染去世,引发外界关注。

《Cell》杂志近日发表的一项研究聚焦安第斯病毒(Andes virus)——一种在美国西南部及美洲其他地区流行的汉坦病毒。研究人员称,该成果为开发安第斯病毒及其他汉坦病毒所需的疫苗和抗体疗法提供了关键的结构基础。

该研究由德克萨斯大学奥斯汀分校团队牵头,绘制出安第斯病毒用于感染宿主细胞的表面蛋白复合体的高分辨率三维结构。研究团队表示,这一“分子蓝图”有助于后续疫苗设计与抗体疗法开发。

研究对象为安第斯病毒表面呈“蘑菇状”的蛋白复合体Gn-Gc四聚体。为获得结构信息,团队首先制备病毒样颗粒,使其在不含感染性基因组的情况下模拟真实病毒外观;随后利用冷冻电子显微镜重建病毒样颗粒表面Gn-Gc四聚体的三维结构。

研究人员在数据处理中采取了筛选策略:仅保留相对于电子束侧向指向的四聚体“阴影”信息,忽略其他方向的信号,从而得以借用通常用于单个蛋白质的重建方法,提升结构解析精度。

最终,团队获得2.3埃分辨率的结构,可呈现接近几个原子尺度的细节。研究称,这一结果较此前另一团队给出的12埃分辨率模型有显著提升,并纠正了旧模型中的部分关键不准确之处。

研究团队表示,新结构反映了Gn-Gc四聚体在感染细胞前的特定状态。研究人员据此制备疫苗候选物,并在小鼠实验中观察到可诱导产生针对安第斯病毒的中和抗体。

德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学教授、罗伯特·A·韦尔奇化学讲席教授杰森·麦克莱伦表示,更清晰的结构信息将有助于设计汉坦病毒疫苗和抗体疗法。论文第一作者为该校博士后研究员郭鲁强。

研究团队同时指出,病毒表面蛋白在与细胞融合完成感染后会发生构象变化。为提高疫苗或抗体疗法的针对性,后续工作将尝试通过“稳定突变”对蛋白复合体进行配方微调,以帮助其锁定在感染前状态;研究人员计划使用人工智能工具辅助筛选合适突变。

在政策层面,研究提到,美国国立卫生研究院(NIH)于2024年将包括汉坦病毒在内的几类病毒列为极其危险且缺乏有效疫苗或治疗方法的病毒,并关注其引发大流行的潜力。

作者信息方面,阿尔伯特爱因斯坦医学院微生物学与免疫学教授、Provident项目首席研究员卡蒂克·钱德兰为共同通讯作者。德州农工大学与德克萨斯大学奥斯汀分校西南医学中心的合作者提供冷冻电镜设施,西雅图HDT Bio研究人员参与论文发表。德克萨斯大学奥斯汀分校参与研究的人员还包括分子生物科学助理教授柯尊龙及细胞与分子生物学研究生伊丽莎白·麦克法登。


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