黃熱病是一種由黃熱病病毒（YFV）引發(fā)的急性傳染病，病情嚴(yán)重時(shí)可迅速惡化為致命的內(nèi)臟型疾病，死亡率高達(dá)50%。自20世紀(jì)30年代問世以來，黃熱病17D疫苗以其卓越的安全性和持久的免疫保護(hù)效果，成為全球防控黃熱病的中流砥柱。這款疫苗通過在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)原始的致病性Asibi毒株進(jìn)行多次傳代，最終“馴化”成減毒株，既保留了激發(fā)免疫反應(yīng)的能力，又消除了引發(fā)嚴(yán)重疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

近日，國(guó)際知名期刊Nature Microbiology雜志上發(fā)表了一項(xiàng)由普林斯頓大學(xué)Alexander Ploss教授團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的研究，深入揭示了17D疫苗減毒的分子奧秘，這一發(fā)現(xiàn)不僅為我們解開了17D疫苗長(zhǎng)期成功應(yīng)用的科學(xué)密碼，更為未來新型病毒疫苗的研發(fā)提供了極具價(jià)值的參考。

為了探究17D疫苗株相較于其野生型Asibi毒株為何展現(xiàn)出減毒特性，研究團(tuán)隊(duì)首先聚焦于病毒的RNA基因組。黃熱病病毒的RNA基因組約11kb，編碼3個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白（C、prM/M、E）和7個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白（NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5）。通過對(duì)比17D疫苗株與Asibi毒株的序列，研究人員發(fā)現(xiàn)兩者在多個(gè)基因座上存在差異，而這些差異集中體現(xiàn)在E蛋白和NS2A蛋白的編碼序列上。E蛋白主導(dǎo)病毒與宿主細(xì)胞的結(jié)合及入侵過程，NS2A則參與病毒RNA的復(fù)制以及病毒顆粒的組裝。研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，正是這些氨基酸序列的變化構(gòu)成了病毒減毒的“分子開關(guān)”。

圖1 展示了17D與Asibi感染后宿主細(xì)胞的基因表達(dá)差異，突出了17D感染引起的抗病毒和炎癥反應(yīng)的顯著增強(qiáng)。

為了驗(yàn)證哪些突變真正對(duì)減毒起作用，研究人員采用了一種高度模塊化、組合式的遺傳學(xué)方法，設(shè)計(jì)了一系列“基因手術(shù)”。他們將17D株的突變逐一引入Asibi株，構(gòu)建出重組病毒，從而能夠精準(zhǔn)評(píng)估每個(gè)突變的功能效應(yīng)。在構(gòu)建出重組病毒后，研究團(tuán)隊(duì)首先在體外實(shí)驗(yàn)中對(duì)這些病毒進(jìn)行了功能測(cè)試。采用Vero細(xì)胞進(jìn)行感染實(shí)驗(yàn)，觀察病毒的復(fù)制動(dòng)力學(xué)和感染性顆粒的產(chǎn)生情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，攜帶17D株E蛋白突變的病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制效率顯著低于野生型Asibi株；而帶有NS2A突變的病毒在組裝感染性病毒顆粒方面表現(xiàn)出明顯的障礙，釋放的感染性病毒量大幅減少。更為重要的是，當(dāng)E蛋白和NS2A的突變組合在一起時(shí)，病毒的致病能力進(jìn)一步被削弱，呈現(xiàn)出顯著的減毒表型。

圖2 展示了在E和NS2A蛋白中發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)致17D病毒減毒的關(guān)鍵突變位置，這些突變?cè)鰪?qiáng)了病毒的傳播能力和宿主的抗病毒反應(yīng)。

隨后，研究團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)拓展至動(dòng)物模型。他們選取了AG129小鼠（一種缺乏干擾素受體、對(duì)黃熱病病毒高度敏感的小鼠模型），將重組病毒注射到小鼠體內(nèi)，并監(jiān)測(cè)小鼠的體重變化、存活率以及血清中的病毒滴度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，感染野生型Asibi株的小鼠迅速出現(xiàn)體重下降，并在幾天內(nèi)死亡；而感染帶有E+NS2A雙突變的重組病毒的小鼠幾乎未表現(xiàn)出明顯的臨床癥狀，且血清中的病毒滴度也顯著降低。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰地表明，E蛋白和NS2A的突變?cè)谙拗撇《倔w內(nèi)復(fù)制和擴(kuò)散方面發(fā)揮了協(xié)同作用，構(gòu)成了17D疫苗減毒的核心機(jī)制。

圖3 17D 的 E 和 NS2A蛋白 突變可減弱體內(nèi)黃熱病毒的感染

減毒疫苗的安全性不僅取決于病毒本身的特性，還與宿主的免疫反應(yīng)密切相關(guān)。研究團(tuán)隊(duì)通過RNA測(cè)序（RNA-seq）技術(shù)，比較了17D株和Asibi株感染Vero細(xì)胞后宿主基因表達(dá)的差異。結(jié)果表明，17D株感染顯著上調(diào)了抗病毒基因（如干擾素刺激基因ISG）的表達(dá)水平，而Asibi株感染則傾向于觸發(fā)促炎細(xì)胞因子（如IL-6、TNF-α）的產(chǎn)生，可能引發(fā)過度的炎癥反應(yīng)。這表明17D株的突變使得病毒更容易被宿主免疫系統(tǒng)識(shí)別，從而激發(fā)更強(qiáng)勁的先天免疫防御，同時(shí)避免了破壞性的炎癥風(fēng)暴。

綜上，本項(xiàng)研究 通過整合基因組分析、功能實(shí)驗(yàn)、RNA結(jié)構(gòu)探查以及轉(zhuǎn)錄組分析等多種前沿技術(shù)，系統(tǒng)性地闡明了黃熱病17D疫苗減毒的分子基礎(chǔ)。研究表明，E蛋白和NS2A的氨基酸突變通過降低病毒復(fù)制效率、限制病毒傳播以及優(yōu)化宿主免疫反應(yīng)，共同構(gòu)筑了疫苗的安全性防線。 黃熱病17D疫苗自20世紀(jì)30年代以來一直是預(yù)防黃熱病的有效手段。然而，其減毒的具體機(jī)制一直未明。這項(xiàng)研究不僅揭示了17D疫苗減毒的遺傳基礎(chǔ)，還為未來設(shè)計(jì)更安全、更有效的減毒活疫苗提供了重要指導(dǎo)。