基于中和表位结构的高危HPV型交叉疫苗的分子设计

目前的宫颈癌疫苗仅针对HPV16/18两个型别的预防感染，增加型别数量来扩展疫苗的保护范围存在一定的困难和风险。本项目将通过突变分析、结构解析和分子模拟鉴定HPV高危型的型特异中和表位并确定表位的氨基酸组成和结构特征，然后基于结构进行型交叉疫苗的分子设计，通过型特异性中和表位的改造、移植、表位氨基酸突变等方式构建含有两个或两个以上HPV高危型（包括HPV16/18/52/58/33/31/45）型特异中和表位的杂合病毒样颗粒，分析其与各型中和抗体的反应性及其免疫血清中抗体的型交叉中和活性，探索其作为HPV高危型型交叉预防性疫苗的可行性。

目前刚上市的HPV九价苗对宫颈癌的保护率约90%，难以通过进一步增加价数来扩大疫苗的保护范围，下一代的疫苗研究主要是设计具有诱导型交叉中和抗体的免疫原，在控制疫苗所带来的潜在副反应的同时增加对其他10%宫颈癌的保护。本项目将通过突变分析和分子模拟鉴定HPV 高危型的型特异中和表位并确定表位的氨基酸组成和结构特征，并结合利用X-射线晶体衍射和低温电镜结构重建等方法研究人乳头瘤病毒病毒样颗粒，阐明其组装机制、衣壳蛋白结构的保守性和广谱中和表位的结构基础，然后基于结构进行型交叉疫苗的分子设计，构建含有两个或两个以上HPV 高危型（包括HPV16/18/52/58/33/31/45）型特异中和表位的杂合病毒样颗粒，分析其与各型中和抗体的反应性及其免疫血清中抗体的型交叉中和活性，探索其作为HPV 高危型型交叉预防性疫苗的可行性。.本课题按照预定的目标已全面完成各项指标，完成了HPV58 L1优势中和抗体A12A3和2H3中和表位的鉴定，初步阐述了HPV58抗体中和机制；利用低温电镜三维重构技术解析了HPV58和59 VLP高分辨的低温电镜结构，并结合HPV59 五聚体晶体结构获得了HPV59 VLP的全原子结构，解释了VLP中五邻体和六邻体之间的相互作用关系，进一步阐述了HPV VLP的组装机制。根据HPV L2广谱中和抗体14H6鉴定了HPV广谱中和表位，并基于该靶点构建了多种融合蛋白，假病毒中和检测显示融合蛋白具有诱导交叉中和抗体的能力，对HPV11、16、18、45、52、58、59假病毒均具有中和作用，可用于HPV广谱疫苗免疫原的设计；通过控制五聚体之间的杂合组装，制备获得可诱导其他异型HPV中和抗体的新型杂合VLP，这些杂合VLP和野生型VLP一样具有良好的免疫原性；通过对HPV33和HPV58的晶体结构进行比较，结合HPV序列分析，对HPV33和HPV58抗原进行结构嵌合，获得HPV33/58型交叉疫苗。综上本研究发现和发明了三种形式的HPV广谱疫苗和型交叉疫苗，为下一代HPV型交叉疫苗的开发奠定了坚实的基础。.通过本课题实施，共发表SCI文章7篇，中文核心期刊2篇，申请专利8项，获得国内授权专利3项，获得国际授权专利1项。培养硕士研究生2名，博士研究生2名。