狂犬病是一种致命的、拥有数千年历史的、由狂犬病毒引起的、主要侵袭中枢神经系统的、传染性人畜共患疾病。该疾病对全球公共卫生构成严重威胁。一旦发病几乎100%死亡，多年来全球记录的狂犬病存活者不超过30例，相对于全球每年约59000人死亡，可谓是微不足道！
目前狂犬病防控的唯一有效途径是接种疫苗。狂犬疫苗既可以用于预防，也可用于治疗。被犬咬伤抓伤后，接种疫苗引起免疫反应的过程就是与死神赛跑的过程。为了获得更安全、更高效的狂犬疫苗，科研人员在不断进行研发，胚胎疫苗、组织培养疫苗、细胞培养疫苗、灭活疫苗相继问世，重组疫苗、病毒载体疫苗、核酸疫苗等也在紧锣密鼓的研制中。义翘神州多方位助力狂犬疫苗研究，推出天然三聚体G蛋白、疫苗评价服务及生物安全检测服务等解决方案。
近日，南开大学郭宇教授、饶子和院士团队等在 Nature 子刊Nature Communications上发表了题为：Self-assembling nanoparticle engineered from the ferritinophagy complex as a rabies virus vaccine candidate 的研究论文，基于铁蛋白自组装纳米颗粒，开发出新型狂犬病毒候选疫苗。
铁蛋白是一种天然存在于人体中的蛋白质，负责储存和调节细胞内的铁含量。铁蛋白以24个亚单位组成中空球状结构，具备与抗原结合的理想特性。独特的纳米结构和生物相容性使其成为疫苗研发的热门，科研人员利用铁蛋白开发出多种纳米疫苗，涵盖流感、疟疾等疾病。
突破性的自组装疫苗设计
自组装纳米颗粒疫苗载体模拟病毒表面抗原重复阵列的展示模式，安全性高、生物兼容性好、免疫原性强等诸多优势。但是铁蛋白抗原递呈存在化学偶联导致的抗原异质性、融合蛋白表达折叠不正确等不足。该研究以天然复合物模式为基础，解析了人铁蛋白重链（FTH1）和核受体辅激活因子4（NCOA4）间的分子结构。
研究团队结合AlphaFold2结构预测和Rosetta能量评估双引擎AI平台，重新生成获得序列更短（从40余个氨基酸残基优化到16个）、结合亲和力更高（提高7倍）、高度稳定的适配标签Fagy-tag。基于这一适配标签的通用型纳米平台有效降低免疫原性以及良好的兼容性。
狂犬病毒纳米疫苗示意图
高效持久的免疫反应和出色的病毒清除能力
研究团队通过非共价偶联将Fagy-tag标记的狂犬病毒（RABV）表面蛋白G结构域Ⅲ （GDIII） 添加到铁蛋白纳米颗粒中，成功制备新型自组装的狂犬病毒候选纳米疫苗。结果显示，低剂量接种即可在小鼠体内诱导广泛、持久的体液免疫应答及细胞免疫应答。单剂次接种可对RABV脑内供毒感染的小鼠产生完全的保护，具有显著的免疫优势和应用价值。
新型狂犬病毒的保护效果评价
该研究展示了狂犬病毒纳米疫苗的巨大潜力，并且“Ferritin-adaptor”递送平台具有高度通用性，可用于更多传染病疫苗的开发。研究团队计划探索铁蛋白纳米疫苗在其他传染病（例如流感、HIV等）中的应用，为未来传染病防控奠定基础。
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参考文献：
Fu, D., et al. Self-assembling nanoparticle engineered from the ferritinophagy complex as a rabies virus vaccine candidate. Nat Commun. 2024. https://doi.org/10.1038/s41467-024-52908-z