用于疫苗开发的SARS-CoV-2辐射诱导灭活蒙特卡洛模拟

使用灭活病毒进行免疫是目前正在测试的开发SARS-CoV-2疫苗的策略之一。用于灭活病毒的方法之一是暴露于高剂量电离辐射以破坏其核酸。尽管伽马射线能有效诱导RNA损伤，但包膜蛋白在此过程中也受到高度破坏。这进而可能改变其抗原特性，影响它们诱导能够提供有效保护适应性免疫应答的能力。在此，我们使用蒙特卡洛工具包Geant4-DNA模拟了稀疏和致密电离辐射对SARS-CoV-2的影响。利用真实的3D靶病毒模型，我们计算了刺突蛋白、膜蛋白以及病毒RNA中的预期损伤数量。我们表明，伽马射线产生显著的刺突蛋白损伤，但致密电离带电粒子在相同RNA损伤水平下诱导较少的膜损伤，因为单个离子穿过核包膜就足以灭活病毒。我们提出，加速带电粒子产生的灭活病毒对包膜蛋白的结构损伤很小，从而代表了一种用于开发针对SARS-CoV-2和其他包膜病毒的疫苗的新且有效的工具。