来源：iNature（ID：Plant_ihuman）
人单克隆抗体 (HmAb) C10 可有效交叉中和寨卡病毒 (ZIKV) 与登革热病毒，但是其潜在机理不是很清楚。
2021年11月30日，新加坡国立大学Ganesh S. Anand及Shee-Mei Lok（新加坡国立大学Lim Xin-Xing，杜克-新加坡国立大学Shu Bo及南京农业大学张水军为共同第一作者）共同通讯在Cell在线发表题为“Human antibody C10 neutralizes by diminishing Zika but enhancing dengue virus dynamics”的研究论文，该研究通过冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 和酰胺氢/氘交换质谱 (HDXMS) 分析抗体片段 (Fab) C10 与 ZIKV 和登革热病毒血清型 2 (DENV2) 颗粒的相互作用，表明 Fab C10 结合降低了 ZIKV 颗粒的整体动力学，而对于 DENV2，相同的 Fab 会导致动态增加。
对不同 Fab C10:DENV2 E 蛋白摩尔比的测试表明，在较高的 Fab 比率下，尤其是在饱和浓度下，Fab 增强了病毒动力学（通过 HDXMS 检测），并且在冷冻电镜下观察显示扭曲颗粒的数量增加。该研究结果表明，Fab C10 可以稳定 ZIKV，但对于 DENV2 颗粒，高 Fab C10 占有率会促进 E 蛋白二聚体构象变化，从而导致整体颗粒动力学增加和病毒表面变形。这是广泛中和抗体引起整个病毒颗粒动力学中病毒特异性增加的第一个实例。
另外，2021年11月30日，巴黎大学Felix A. Rey及牛津大学Gavin R. Screaton（巴黎大学Arvind Sharma及中国科学院深圳先进技术研究院张小康为共同第一作者）共同通讯在Cell在线发表题为“The epitope arrangement on flavivirus particles contributes to Mab C10’s extraordinary neutralization breadth across Zika and dengue viruses”的研究论文，该研究证明 C10 Fab 对 ZIKV 和 DENV1 具有高亲和力，但对 DENV2、DENV3 和 DENV4 没有。该研究进一步表明，C10 与后一种病毒的相互作用需要 E 蛋白构象变化，限制与每个病毒粒子的三个独立表位中的一个的结合。然而，这种有限的亲和力被病毒粒子的二十面体组织抵消，这使得 C10 免疫球蛋白的两个 Fab 臂都能到达两种不同的二聚体。因此，表位的几何分布赋予 C10 卓越的中和广度。该研究结果不仅强调了互补位/表位互补性的重要性，还强调了以表位为重点的疫苗设计的拓扑分布。
黄病毒感染是最普遍的节肢动物传播疾病，是全球重大的公共卫生负担。登革热病毒 (DENV) 和寨卡病毒 (ZIKV) 是属于黄病毒科的两种严重病原体。有四种 DENV 血清型和一种 ZIKV 血清型。成熟的黄病毒病毒粒子由单链 RNA 基因组、3 种结构蛋白（衣壳 [C]、包膜 [E] 和膜 [M]）和脂质双层膜组成。病毒表面包含 180 个以二十面体对称排列的 E 和 M 蛋白异二聚体拷贝。E 蛋白以 90 个 E 蛋白二聚体的形式存在，原聚体以反平行的头对尾方式定向。三个平行的E蛋白二聚体（6个E蛋白原体）构成一个筏板，30个筏板以人字形排列形成二十面体病毒表面。
60 个不对称单元中的每一个都由三个单独的 E 蛋白（分子 A、B 和 C）形成。筏由两个不对称单元组成，其中包含三个二聚体（A/C'、B/B' 和 C/A'）。A/C 二聚体（（A/C' 或 C/A'）在下文中称为 L2 二聚体，B/B' 二聚体称为 I2 二聚体。虽然L2和I2二聚体的整体构象相同，但它们在病毒表面的局部环境不同。E 蛋白由三个胞外域（DI、DII 和 DIII）组成并且是病毒表面的主要抗原结构。
文章模式图（图源自Cell）
先前使用酰胺氢/氘交换质谱 (HDXMS) 和冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 的研究表明，不同血清型和病毒株的 DENV 颗粒在溶液中表现出不同程度的内在动力学，响应温度升高具有可逆或不可逆性构象波动。这表明黄病毒在溶液中是高度动态的颗粒，并且这种特性对于抗体识别至关重要。
最近，从主要是继发性登革热感染的个体中分离出了一类重要的高效且广泛中和的 E-二聚体依赖性表位 (EDE) 抗体。有趣的是，C10 还表现出对 ZIKV 的有效中和。
为了揭示 C10 与 DENV 和 ZIKV 广泛中和的基础，该研究开始通过结合冷冻电镜和 HDXMS 的方法探索 C10 的抗体片段 (Fab) 与 DENV 血清型 2 (DENV2) 新几内亚 C (NGC) 病毒株和 ZIKV 的相互作用。HDXMS 使用骨架酰胺作为构象探针，以毫秒和较慢的时间尺度在肽分辨率下提供了溶液中完整病毒颗粒的强大热力学读数。登革热全病毒颗粒的 HDXMS 绘制了病毒表面动态热点和温度依赖性扩张。
在这里，该研究报告了 Fab C10 与 ZIKV 和 DENV2（NGC 病毒株）结合的影响。饱和浓度的 Fab C10 降低了 ZIKV 动力学，而增加 Fab C10 的浓度会诱导 DENV2 中动力学的整体增加。该研究观察到，在所有 Fab C10:E 蛋白质摩尔比（1:3、2:3 和 3:3）下，Fab C10 表现出强烈偏好结合 L2 二聚体而不是 I2 二聚体。在饱和 Fab 浓度（3Fab:3E 摩尔比）下，病毒颗粒的亚群变得扭曲，与增加的 E 蛋白动力学一致。当 Fab 与 DENV2 结合时，会诱导 E 蛋白的构象变化，并且在高 Fab 占有率下，这种构象变化会导致病毒表面扭曲，E 蛋白动力学的增加也证实了这一点。这些结果突出了相同 Fab 在 ZIKV 和 DENV2 表面上的对比效果。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01324-6#%20
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01325-8#%20
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