长期以来，病毒学家在疫苗研发中面临一个核心困境：为了便于实验操作，他们通常使用简化版的病毒表面蛋白——这些蛋白缺失了嵌入病毒脂质膜的关键跨膜区段。然而，斯克里普斯研究所（Scripps Research）与IAVI等机构合作的最新研究表明，这种简化可能掩盖了抗体识别和中和病毒的真实机制。2026年2月10日发表于《自然·通讯》的一项研究，通过创新的纳米盘（nanodisc）平台，首次在接近天然的膜环境中观察到了HIV和埃博拉病毒表面蛋白与抗体的相互作用，揭示了此前无法触及的分子细节。

纳米盘技术：重建病毒蛋白的天然“家园”

病毒表面蛋白并非孤立存在，它们锚定在病毒包膜的脂质双层中，并形成特定的空间排列。传统的重组蛋白生产往往去除跨膜区，导致蛋白构象与天然状态存在差异。研究团队开发的纳米盘平台，本质上是将病毒表面蛋白嵌入由脂质分子构成的小型圆盘状颗粒中，这些颗粒直径约10-20纳米，稳定地模拟了病毒膜环境。共同资深作者、斯克里普斯研究所教授兼IAVI中和抗体中心疫苗设计执行主任William Schief指出：“多年来，我们不得不依赖缺失重要片段的病毒蛋白版本。我们的平台让我们能在更接近天然环境的环境中研究这些蛋白，这对于理解保护性抗体如何识别病毒至关重要。”该平台不仅保留了蛋白的完整结构，还兼容多种标准疫苗开发技术，包括抗体结合测定、免疫细胞分离和高分辨率成像。

HIV膜近端区域：广谱中和抗体的新靶点

研究团队以HIV为模型，重点分析了其表面蛋白Env（包膜糖蛋白）的保守膜近端区域（MPER）。这一区域是多种广谱中和抗体（bnAbs）的靶点，这些抗体能够阻断多种HIV变异株。通过纳米盘系统，研究人员捕获了抗体与Env蛋白在膜界面处相互作用的精细结构图像。第一作者Kimmo Rantalainen表示：“结构给了我们以前根本无法获得的细节水平。它向我们展示了膜界面的新相互作用，并揭示了这些相互作用为何对抗体功能至关重要。”这些图像显示，某些bnAbs通过结合MPER并插入脂质膜，直接破坏病毒融合所需的结构构象，从而中和病毒。这种机制在传统可溶性蛋白研究中完全被忽略。

从HIV到埃博拉：平台通用性与疫苗开发加速

该平台的通用性在埃博拉病毒糖蛋白（GP）上得到验证。抗体同样能在纳米盘环境中有效识别和结合GP，证明该技术不限于单一病毒。更重要的是，纳米盘可作为分子“诱饵”，直接从免疫样本中分离出识别病毒蛋白的B细胞，从而更精确地评估疫苗候选物引发的免疫反应。Rantalainen强调：“将所有组件整合到一个单一、可靠的系统中是关键。各个部分已经存在，但让它们以可重复和可扩展的方式协同工作，为疫苗分析和设计开辟了新可能性。”这一系统将传统需要一个月或更长的分析流程缩短至约一周，极大加速了多个疫苗候选物的比较筛选。

尽管该平台本身并非疫苗，但它为疫苗开发提供了更真实、准确的早期测试工具。Schief总结道：“这为领域提供了一种更真实、准确的方法来早期测试想法。通过改进我们研究病毒蛋白和抗体反应的方式，我们希望这一平台能帮助推进针对世界上一些最具挑战性病毒的下一代疫苗。”该研究得到了美国国立卫生研究院国家过敏与传染病研究所、比尔及梅琳达·盖茨基金会艾滋病疫苗发现合作组织、IAVI中和抗体中心及亚历山大·冯·洪堡基金会的资助。