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In silico Design of a Crimean-Congo Hemorrhagic Fever Virus Glycoprotein Multi-Epitope Antigen for Vaccine Development

克里米亚-刚果出血热病毒糖蛋白多表位抗原的计算机模拟设计

作者：Megan C Mears, Dennis A Bente

克里米亚-刚果出血热病毒是分布最为广泛的蜱传医学病毒，流行于西亚、东南欧、中东和非洲，全球约30亿人面临感染威胁。人体克里米亚-刚果出血热病毒感染病例可引发包括出血热、多器官衰竭、休克、死亡在内的严重疾病，相关病例死亡率高达30%。鉴于克里米亚-刚果出血热病毒对公共卫生的重大威胁，该病毒被WHO列为优先研究的病原体，并被美国NIH列为A类生物防御病原体。尽管克里米亚-刚果出血热病毒疫苗研发已有数十年，但迄今仍未有广泛应用的人用疫苗获批。目前唯一人用疫苗仅在保加利亚使用，但出于对灭活鼠脑疫苗制备工艺安全性的担忧，该疫苗尚未获得美国FDA的批准。

克里米亚-刚果出血热病毒属于布尼亚病毒科内罗病毒属。病毒颗粒呈圆形和椭圆形，直径约85～120 nm，该病毒通过蜱虫叮咬或在屠宰动物过程中和屠宰后与病毒感染的组织接触而进行传播。基因组是环状单链反义RNA，分为三个部分：小（S）、中（M）和大（L），分别编码核蛋白（NP蛋白）、糖蛋白前体（GPC）和RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）。

既往针对克里米亚-刚果出血热病毒多表位疫苗研发多采用串珠策略。2022年11月9日，Zoonoses杂志刊发了来自美国德州大学医学分部病理学系Megan C Mears博士团队原创性论文《In silico Design of a Crimean-Congo Hemorrhagic Fever Virus Glycoprotein Multi-Epitope Antigen for Vaccine Development》（克里米亚-刚果出血热病毒糖蛋白多表位抗原的计算机模拟设计）。

该研究尝试采用免疫信息学预测克里米亚-刚果出血热病毒GPC区域的细胞毒性T细胞（CTL）和辅助性T细胞（HTL）表位，这些表位能够产生由多个较大GPC区域组成的多表位抗原。作者推测，这种多表位抗原可产生强烈的T细胞和B细胞免疫反应，从而保护致命性克里米亚-刚果出血热病毒攻击感染。最后，作者采用计算机模拟设计多表位抗原，并采用生物信息学工具对蛋白亚细胞定位和抗原性进行了预测。研究结果可望为克里米亚-刚果出血热病毒疫苗研发中的潜在靶标提供新思路。

表1 每个GPC区域的预测表位

图1 与土耳其2004序列相比，来自50个克里米亚-刚果出血热病毒GPC序列的GPC蛋白同源性和相似性分析

图2 预测的表位与GPC比对

图3 与土耳其2004序列相比，来自50个克里米亚-刚果出血热病毒GPC序列的多表位区域同源性分析

图4 对多表位抗原序列亚细胞定位预测和对其定位重要的残基

原文链接：

https://www.scienceopen.com/hosted-document?doi=10.15212/ZOONOSES-2022-0029

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Zoonoses由中国疾病预防控制中心病毒学首席科学家董小平教授和美国德克萨斯大学医学分部Lynn Soong教授担任共同主编。