Nat Commun | 借用細(xì)胞“自噬”降解病毒蛋白——司龍龍和施小山團(tuán)隊建立減毒活疫苗設(shè)計新方法AUTOTAR

流感病毒是長期影響全球公共衛(wèi)生的重要呼吸道病原體， 其 傳播范圍廣、變異速度快，每年 可 造成大量感染與 死亡 。疫苗接種是預(yù)防流感 最 經(jīng)濟(jì)有效的手段之一。 其中， 減毒活疫苗是一類重要的疫苗研發(fā) 方法 ，通過限制病毒復(fù)制實現(xiàn)毒力減弱，在降低致病性的同時，可保留病毒完整抗原與天然構(gòu)象， 并 激發(fā)黏膜免疫、體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答。然而，如何在安全性與免疫效力之間達(dá)到精準(zhǔn)平衡，仍是減毒活疫苗研發(fā)的核心科學(xué)難題：減 毒不足 可能帶來潛在安全風(fēng)險，減毒過度則可能降低免疫原性。

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 定量合成生物學(xué) 全國 重點實驗室、合成生物學(xué)研究所 司龍 龍 、 施小山 課題組 在國際學(xué)術(shù)期刊 Nature Communications 發(fā)表了題為 Generation of an autophagy targeting influenza A virus as live attenuated vaccine 的 最新研究成果。該研究建立并驗證了基于細(xì)胞自噬機制的減毒活疫苗設(shè)計體系（ AUTOTAR ），通過利用人體細(xì)胞天然的蛋白質(zhì)降解通路，實現(xiàn)了對流感病毒的條件性精準(zhǔn)減毒，為平衡疫苗安全性、免疫原性與可量產(chǎn)性提供了新的技術(shù)路徑。

隨著病毒持續(xù)變異以及防控需求的不斷提升，廣譜、安全、持久、快速迭代的疫苗技術(shù)仍是領(lǐng)域內(nèi)重點探索方向 。 減毒活疫苗 因能夠 模擬自然感染、激 活全面免疫應(yīng)答而具備獨特優(yōu)勢 ， 在 此背景下，發(fā)展新型、精準(zhǔn)可控的病毒減毒技術(shù)，具有重要的科學(xué)價值與應(yīng)用潛力。

細(xì)胞自噬是真核生物體內(nèi)高度保守且普遍存在的生理性降解通路，是細(xì)胞維持自身內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要方式。在正常生理條件下，細(xì)胞可通過自噬通路識別胞內(nèi)受損冗余、錯誤折疊的蛋白以及異常細(xì)胞器；經(jīng)由自噬體完成包裹分選后，轉(zhuǎn)運至溶酶體進(jìn)行降解與物質(zhì)循環(huán)利用，進(jìn)而清除胞內(nèi)異常組分、維系細(xì)胞正常代謝功能。 這一降解 過程 依賴于 ATG8 家族蛋白識別特異性靶向基序，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)蛋白的選擇性降解，且不干擾細(xì)胞正常生理運轉(zhuǎn)，具備良好的特異性、穩(wěn)定性與安全性 。因此， 研 究團(tuán)隊提出一個科學(xué)假設(shè)：如果將自噬識別信號精準(zhǔn)引入病毒蛋白，就可能在正常細(xì)胞中觸發(fā)病毒蛋白的選擇性降解，從而實現(xiàn)病毒減毒；而在 工程 細(xì)胞中移除該信號，則可支持病毒高效復(fù)制?；谶@一思路，團(tuán)隊設(shè)計并構(gòu)建了 可條件 性去除的自噬靶向標(biāo)簽，探索其在流感病毒上的應(yīng)用（圖1）。

圖 1. AUTOTAR 疫苗的設(shè)計思路

團(tuán)隊首先對流感病毒多種蛋白進(jìn)行系統(tǒng)篩選，最終確定在 NS1 蛋白 N 端引入自噬靶向基序（ ATM ），并通過 TEV 酶切位點實現(xiàn)標(biāo)簽的可控切除。

在體外細(xì)胞模型中，改造后 的 病毒在常規(guī)細(xì)胞中復(fù)制能力顯著降低，表現(xiàn)為高度減毒；在表達(dá)蛋白酶的工程細(xì)胞中，自噬標(biāo)簽可被高效切除，病毒恢復(fù)高效復(fù)制能力 。 進(jìn)一步機制實驗證實，病毒蛋白的降解依賴自噬通路，而非蛋白酶體通路，為 這一減毒策略的可靠性 提供了 機制 支撐。

在小鼠模型中，團(tuán)隊對疫苗株進(jìn)行了系統(tǒng)評價。 與野生型流感病毒相比， 接種 相同劑量的 AUTOTAR 疫苗后， 小鼠 未出現(xiàn)體重下降、肺部損傷及死亡，體內(nèi)也未檢出具有傳播風(fēng)險的活病毒，且經(jīng)過連續(xù)傳代后，病毒基因組保持穩(wěn)定，未出現(xiàn) 病毒突變 跡 象 ， 充分驗證 了 AUTOTAR 疫苗株在小鼠模型中的安全性 。

動物免疫實驗顯示，單 次鼻噴接種 AUTOTAR 疫苗可有效誘導(dǎo)產(chǎn)生體液免疫、黏膜免疫與細(xì)胞免疫應(yīng)答 。 AUTOTAR 疫苗 對同型流感病毒攻擊提供完全保護(hù)，并對不同亞型毒株展現(xiàn)出良好的交叉保護(hù)潛力 。

該研究將細(xì)胞自噬機制系統(tǒng) 應(yīng)用于減毒 活疫苗設(shè)計，驗證了 “ 自噬靶向調(diào)控病毒復(fù)制 ” 這一思路的可行性，豐富了基于蛋白質(zhì)降解的疫苗設(shè)計 理論與技術(shù)體系。 隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善， AUTOTAR 技術(shù)平臺有望拓展應(yīng)用于更多病毒類疫苗研發(fā)，為新一代疫苗技術(shù)創(chuàng)新、傳染病防控體系完善與公共衛(wèi)生安全保障提供新的技術(shù)思路與 有力 支撐 。目前，該技術(shù)完成了實驗室概念驗證，后續(xù)仍需通過系統(tǒng)性的大動物實驗評價，以全面驗證疫苗的安全性、免疫原性與保護(hù)效力。同時，該技術(shù)的通用性仍需在更多病毒模型中進(jìn)行拓展驗證，以評估其在不同病原體背景下的適用性與穩(wěn)定性。

中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 為第一單位和通訊單位 。 中國科學(xué)院深圳先進(jìn) 技術(shù)研究院 定量合成生物學(xué) 全國 重點實驗室、合成生物學(xué)研究所 司龍龍 、 施 小山 研究員 為共同通訊作者， 郝嘉瑋 、 王平 博士為論文共同第一作者。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72426-4

制版人：十一

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