呼吸道合胞病毒RSV疫苗抗原最优解：融合前构象（Pre-F）

RSV疫苗前沿速递

2024年6月7日，葛兰素史克（GSK）宣布Arexvy适用范围扩展至50-59岁的RSV高危成人。Arexvy包含RSV融合前重组pre-F糖蛋白及AS01E佐剂，是一款FDA批准的RSV疫苗。 2024年8月14日，辉瑞（Pfizer）宣布在免疫功能低下的成年患者中，接种两剂Abrysvo疫苗具有良好的安全性和免疫原性。Abrysvo是根据RSV融合前F蛋白制备的不含佐剂的重组亚单位疫苗。 2024年9月3日，据药物临床试验登记与信息公示平台显示，深信生物自研的RSV二价mRNA疫苗启动临床Ⅰ期（登记号CTR20243326），用于预防60周岁及以上人群呼吸道合胞病毒所致下呼吸道疾病。

 

 

Pre-F蛋白是RSV疫苗研发的关键抗原

 

呼吸道合胞病毒（Respiratory Syncytial Virus，RSV）是引起包含新生儿及婴幼儿在内的5岁以下儿童肺炎和老年人肺炎的主要病原体之一，具有高度传染性和致病性。据统计，全球每年约有3300万5岁以下儿童患下呼吸道感染疾病。印度、中国、尼日利亚、巴基斯坦和印度尼西亚5个国家的RSV疾病负担约占全球的50%。

早在20世纪60年代科研人员就开始研究RSV疫苗，但由于ERD影响造成其研发一直停滞不前。结构性或构象疫苗的提出及RSV preF稳定结构的成功，推动了近十年RSV疫苗的突破性进展。

RSV属于负链RNA病毒，分为A、B两种亚型，基因组长约15.2kb，包含10个基因，编码11种蛋白质。其中F蛋白和G蛋白对病毒黏附和入侵非常重要，是病毒表面的主要保护性抗原。但由于G蛋白变异多、不稳定，F蛋白成为RSV疫苗更理想的靶点。

F蛋白存在融合前（Pre-fusion Protein，Pre-F）和融合后（Post-fusion Protein，Post-F）构象变化。病毒感染过程中，亚稳态的Pre-F蛋白表达在病毒包膜表面，当与宿主细胞膜接触后，发生结构重排，形成高度稳定的Post-F蛋白。

 

RSV F蛋白融合前后的构象变化

（源自文献：doi: 10.1016/j.cytogfr.2022.10.001）

 

如图所示，Pre-F蛋白有6种抗原表位，Post-F蛋白仅有4种。抗原表位Ⅴ和Ø可诱导更强的中和抗体活性，尤其是位于Post-F顶端的Site Ø诱导活性最高。Chang等人对两种形式的F蛋白进行研究，发现使用Pre-F蛋白免疫产生的中和效价比Post-F蛋白高6.9倍，从而高效预防RSV感染。因此，结构稳定的Pre-F蛋白是产生高效主动免疫的关键。

义翘神州已成功开发具有稳定融合前构象的Pre-F蛋白（货号：11049-VNAS）助力RSV疫苗开发，而融合后构象的Post-F蛋白（货号：40999-V08H）有助于筛选特异性抗Pre-F抗体。

3款获批上市的RSV疫苗均是基于Pre-F蛋白，而未采用Pre-F蛋白设计的多款疫苗折戟在临床Ⅲ期，尽管有些在Ⅰ期或Ⅱ期取
得了较好的结果，如Novavax的RSV纳米颗粒疫苗、GSK的ChAd155.RSV（FNM2-1）和Bavarian Nordic的MVABN-RSV等。

义翘神州RSV特色产品

义翘神州已开发具有稳定融合前构象的Pre-F蛋白（货号：11049-VNAS）、RSV Pre-F小鼠血抗体滴度检测试剂盒（货号：KIT053）、RSV-F (A2) 肽库（货号：PP004）等产品以助力RSV疫苗开发。

RSV Pre-F 重组蛋白，Cat: 11049-VNAS
*经抗体验证：具有稳定的融合前构象  

*经SEC-MALS验证：三聚体比例≥ 90%

*高批间一致性  

*CHO稳定株表达，单批次g级供应

 高纯度，三聚体比例≥90%

 

Purity: ≥95% by SDS-PAGE, ≥90% by SEC-MALS (MW ~170 kDa)

高批间一致性

 

 

ELISA assay validated: Immobilized RSV Pre-fusion protein can bind to a site Ø specific Pre-F antibody

 

高稳定性

RSV Pre-F蛋白 (Cat: 11049-VNAS) 经反复冻融5次或置于4℃放置48 h后，理化性质不发生改变，稳定性高。

 

检测样品	SDS-PAGE浓度	HPLC纯度	分子量（MALS）
原液	99%	98%	170kDa
冻融5次	99%	98%	172kDa
4℃放置48h	98%	98%	171kDa

 

ELISA结合实验验证，经过5次反复冻融后的Pre-F蛋白与抗体的结合活性没有降低。

不同构象蛋白识别特异性抗体验证

 

不同构象蛋白	特异识别融合前构象Φ位点抗体	特异识别融合前构象Ⅴ位点抗体	特异识别融合前构象Quaternary-Dependent抗体	特异识别Ⅱ位点抗体
Pre-F蛋白（Cat：11049-VNAS）	√	√	√	√
疫苗开发中的Pre-F蛋白	√	√	√	√
Post-F蛋白	-	-	-	√

 

• Pre-F特异性抗体（识别位点Ø）验证数据

Immobilized Pre-F protein binds to a pre-F specific antibody that targets a quaternary-dependent epitope at a concentration of 0.2 μg/mL (100 μL/well).
Post-F (His Tag) is not recognized by the mentioned antibody at low concentrations (routinely tested).

 

• Pre-F特异性抗体（识别位点Ⅴ）验证数据

Immobilized Pre-F protein binds to a pre-F specific antibody targeting antigenic Site V at a concentration of 0.05 μg/mL (100 μL/well).
Post-F (His Tag) is not recognized by the mentioned antibody at low concentrations (routinely tested).

 

• Pre-F特异性抗体（识别Quaternary-Dependent）验证数据

 

Immobilized Pre-F protein binds to a pre-F specific antibody that targets a quaternary-dependent epitope at a concentration of 0.2 μg/mL (100 μL/well).
Post-F (His Tag) is not recognized by the mentioned antibody at low concentrations (routinely tested).

 

• 融合前后构象均识别抗体（识别位点II）验证数据

 

Immobilized Pre-F protein, along with Post-F binds to an RSV-specific antibody that targets antigenic Site II (routinely tested)at a concentration of 0.015 μg/mL (100 μL/well).

 

【参考文献】

1. Thomas Williams, et al. Results from the second WHO external quality assessment for the molecular detection of respiratory syncytial virus, 2019-2020.

2. Drysdal, et al. Priorities for developing respiratory syncytial virus vaccines in different target populations. Sci. Transl. Med. 2020

3. Smith, et al. Development of an intradermal DNA vaccine delivery strategy to achieve single-dose immunity against respiratory syncytial virus. Vaccine. 2017

4. Lan Zhang, et al. Design and characterization of a fusion glycoprotein vaccine for Respiratory Syncytial Virus with improved stability. Vaccine. 2018

5. Jacque, et al. Hyper-Enriched Anti-RSV Immunoglobulins Nasally Administered: A Promising Approach for Respiratory Syncytial Virus Prophylaxis. Frontiers in Immunology. 2021

6. Lee, et al. Baculovirus-expressed virus-like particle vaccine in combination with DNA encoding the fusion protein confers protection against respiratory syncytial virus. Vaccine. 2014

7. Griffiths, et al. Respiratory Syncytial Virus: Infection, Detection, and New Options for Prevention and Treatment. Clinical Microbiology Reviews, 2017

8. McLellan JS, Chen M, Leung S, et al. Structure of RSV fusion glycoprotein trimer bound to a prefusion-specific neutralizing antibody. Science. 2013;340(6136):1113-1117. 

9. Gilman MSA, Moin SM, Mas V, Chen M, Patel NK, et al. Characterization of a Prefusion-Specific Antibody That Recognizes a Quaternary, Cleavage-Dependent Epitope on the RSV Fusion Glycoprotein. PLOS Pathogens. 2015;11(7): e1005035.

10. MengJie Hu, Marie A, et al. Impact of Respiratory Syncytial Virus Infection on Host Functions: Implications for Antiviral Strategies. Physiological Reviews.2020;100: 1527–1594.