中东呼吸综合征冠状病毒 (MERS-CoV) 是一种人畜共患的β冠状病毒,可导致人类严重且通常致命的呼吸道疾病。MERS-CoV 刺突 (S) 蛋白是病毒融合剂,也是中和抗体的靶标,因此一直是疫苗设计工作的重点。目前尚无针对 MERS-CoV 的获批疫苗,只有少数候选疫苗进入 I 期临床试验。我们利用计算设计的蛋白质纳米颗粒平台开发了 MERS-CoV 疫苗,该平台已生成针对各种包膜病毒的安全且具有免疫原性的疫苗,包括针对 SARS-CoV-2 的获批疫苗。展示 MERS-CoV S 衍生抗原的双组分蛋白质纳米颗粒可诱导强大的中和抗体反应,并保护小鼠免受小鼠适应性 MERS-CoV 的攻击。电子显微镜多克隆表位图谱和血清竞争试验揭示了由显示融合前稳定的 S-2P 三聚体、受体结合域 (RBD) 或 N 端域 (NTD) 的免疫原引起的主要抗体反应的特异性。RBD 纳米颗粒疫苗引发针对 RBD 中多个非重叠表位的抗体,而由基于 S-2P 和 NTD 的免疫原引发的抗 NTD 抗体则聚集在单个抗原位点上。我们的研究结果证明了双组分纳米颗粒候选疫苗对 MERS-CoV 的潜力,并表明该平台技术可广泛应用于 betacoronavirus 疫苗开发。
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