豬瘟兔化弱毒疫苗適應(yīng)家兔的分子機(jī)制

病毒經(jīng)過多次傳代后可以獲得對體外培養(yǎng)細(xì)胞或異種宿主的適應(yīng)性。例如，經(jīng)過多次傳代后獲得了適應(yīng)細(xì)胞的丙型肝炎病毒（HCV），其滴度比親本病毒高約1 000 倍。病毒的囊膜蛋白在病毒對細(xì)胞或異種宿主的適應(yīng)性中起重要的作用，如HCV 囊膜蛋白上3 個位點(diǎn)的突變使其獲得了對小鼠肝細(xì)胞的適應(yīng)性。

許多弱毒疫苗株是將病毒在細(xì)胞或異種宿主上多次傳代培育而成的，如豬瘟兔化弱毒疫苗、山羊化兔化牛瘟弱毒疫苗和馬傳染性貧血弱毒疫苗等。這些疫苗為我國豬瘟的防控及牛瘟和馬傳染性貧血的凈化做出了巨大貢獻(xiàn)。然而，迄今關(guān)于這些弱毒疫苗株適應(yīng)細(xì)胞或異種宿主的確切機(jī)制尚不明確。

豬瘟兔化弱毒疫苗（C 株）是我國老一輩病毒學(xué)家將豬瘟病毒（CSFV）強(qiáng)毒株在兔體內(nèi)連續(xù)傳480 余代后培育而成的一株優(yōu)異弱毒疫苗，其安全性、免疫原性以及二者之間的精妙平衡至今難以超越，堪稱疫苗學(xué)史上的一座豐碑。該疫苗蘊(yùn)含的“病毒適應(yīng)異種宿主（家兔）進(jìn)而得以致弱”的科學(xué)問題是值得深入發(fā)掘的寶藏。

與細(xì)胞傳代策略相比，通過反向遺傳操作技術(shù)可以快速地改變病毒對細(xì)胞或異種宿主的適應(yīng)性。例如，以細(xì)胞適應(yīng)性HCV 為骨架的不同基因型間嵌合的HCV 均能適應(yīng)體外細(xì)胞培養(yǎng)。近年來，豬烈性傳染病創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究人員利用CSFV 反向遺傳操作技術(shù)，開展了C 株適應(yīng)家兔的關(guān)鍵基因定位的研究?；贑SFV C 株和強(qiáng)毒石門株兩種毒株高度的基因同源性和迥異的表型，構(gòu)建了C 株和石門株非編碼區(qū)（UTR）或結(jié)構(gòu)蛋白互換的嵌合病毒，并在家兔上評價了嵌合病毒所誘導(dǎo)的定型熱反應(yīng)和對家兔的適應(yīng)性，發(fā)現(xiàn)病毒的UTR 是C 株引起家兔定型熱反應(yīng)所必需的，而E2 糖蛋白對于C 株在家兔體內(nèi)的復(fù)制是不可或缺的（Li C et al.,2014；Li et al.,2018）。以上研究確定了E2 是C 株適應(yīng)家兔的關(guān)鍵基因。然而，E2 糖蛋白介導(dǎo)C 株適應(yīng)家兔的確切分子機(jī)制尚不明確。

于2020 年6 月24 日發(fā)表在國際病毒學(xué)權(quán)威期刊《病毒學(xué)雜志（Journal of Virology）》上的研究論文“P108 and T109 on E2 Glycoprotein Domain I Are Critical for the Adaptation of Classical Swine Fever Virus to Rabbits but Not for Virulence in Pigs”，首次發(fā)現(xiàn)了豬瘟兔化弱毒疫苗C 株囊膜糖蛋白E2 結(jié)構(gòu)域I 和結(jié)構(gòu)域II 中關(guān)鍵氨基酸在病毒適應(yīng)家兔和在豬只上毒力減弱的重要作用。通訊作者為哈爾濱獸醫(yī)研究所獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室豬烈性傳染病團(tuán)隊(duì)李永鋒副研究員和仇華吉研究員。

本研究在前期發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以不適應(yīng)家兔的CSFV 強(qiáng)毒株突變體（石門株為骨架，包含C株Erns 糖蛋白）為骨架，分別包含C 株E2 糖蛋白第108 脯氨酸（P108）和第109 位蘇氨酸（T109）、結(jié)構(gòu)域I 或結(jié)構(gòu)域II 的3 株嵌合病毒，家兔感染試驗(yàn)證實(shí)，P108 和T109 可以使不適應(yīng)家兔的CSFV 強(qiáng)毒株突變體獲得對家兔的適應(yīng)性；利用不同糖蛋白來源的偽型病毒證實(shí)，C 株E2 糖蛋白上P108 和T109 連同Erns糖蛋白能夠通過促進(jìn)CSFV 入侵家兔脾臟淋巴細(xì)胞，從而介導(dǎo)病毒對家兔的適應(yīng)性；豬只感染試驗(yàn)結(jié)果表明，P108 和T109 并不影響CSFV 在豬體內(nèi)的毒力，而用與C 株適應(yīng)家兔無關(guān)的E2 結(jié)構(gòu)域II 替換石門株相應(yīng)結(jié)構(gòu)域后可以將石門株致弱。

本研究深入闡明了E2糖蛋白介導(dǎo)C株適應(yīng)家兔的分子機(jī)制，同時證明C 株適應(yīng)家兔與其在豬體內(nèi)致弱具有不同的分子基礎(chǔ)，為深入解析這株優(yōu)異減毒疫苗的致弱機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，并為經(jīng)異種宿主致弱的其它弱毒疫苗適應(yīng)異種宿主的機(jī)制研究提供了借鑒。