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为应对猪流行性腹泻病毒(PEDV)疫苗不足问题,研究人员筛选 30 种多酚,发现 4 种具抗 PEDV 潜力,意义重大。
猪流行性腹泻病毒(PEDV)拥有单链正义 RNA 基因组。由 PEDV 引起的猪流行性腹泻(PED)是一种极具传染性的肠道疾病,症状包括严重的水样腹泻、呕吐、脱水,还有呕吐、发烧、厌食和嗜睡等全身性症状。哺乳仔猪更易脱水,临床症状也更严重。2010 年 12 月出现了一种新的高致病性 PEDV 毒株,迅速席卷中国,短时间内导致 100 多万头仔猪死亡,给养猪业带来重创。
传统观念认为,预防病毒感染的最佳方法是接种疫苗。然而,疫苗的保护期有限,且无法完全清除病毒。由于标准疫苗无法有效保护猪免受 PEDV 变异毒株的侵害,寻找创新的抗 PEDV 感染的抗病毒药物用于进一步预防和治疗至关重要。试验发现,包括槲皮素、格里菲斯抗艾蛋白、生物碱和 2 - 脱氧 - D - 葡萄糖在内的多种天然物质和成分对 PEDV 有显著的抗病毒作用。尽管已有不少关于抗 PEDV 药物的报道,但这些药物尚未在临床上商业化应用,因此,寻找替代的有效疾病控制方法迫在眉睫。
天然物质因其化学多样性和抗病毒活性,可能成为对抗冠状病毒感染的治疗药物。鉴于当前 PED 防控的重要性,研究聚焦于多酚类成分抗 PEDV 的潜在用途。多酚是源自植物的天然次生生物活性化学物质,具有多种有益健康的生物活性。多酚属于酚类化学物质,主要分为黄酮类和酚酸类。在此次疫情中,多酚增强免疫力的能力备受关注,多项研究也凸显了酚类物质对抗 SARS-CoV-2 的效力。三乙酰白藜芦醇可激活 PEDV 感染细胞中的半胱天冬酶途径,引发早期细胞凋亡,从而预防 PEDV 感染。
尽管多酚可能对多种病毒有抗病毒作用,但它对 PEDV 的抗病毒效果具体细节仍不清楚。关于多酚抗病毒作用的研究仍处于早期阶段,其免疫调节作用也尚未得到研究。在本次研究中,研究人员评估了 30 种多酚,发现编号为 2、5、7 和 17 的多酚安全性良好,确定了这 4 种多酚作为潜在抗 PEDV 治疗药物的有效性。
研究人员在实验室利用增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因,成功构建并制备了一株猪流行性腹泻病毒(PEDV)的嵌合毒株,即 EGFP-PEDV。Vero-81 细胞系(美国典型培养物保藏中心编号 CCL-81)用添加了抗生素(100 单位 / 毫升青霉素、100μg/ml 链霉素和 0.25μg/mL 两性霉素 B)的杜氏改良伊格尔培养基(DMEM,美国马萨诸塞州赛默飞世尔科技公司)进行培养。
在 Vero 细胞感染 EGFP-PEDV 之前,研究人员对 30 种多酚(编号 1 - 30)抑制 PEDV 的能力进行了评估。用编号 2、5、7 和 17 的多酚处理 PEDV 感染的细胞后,在荧光显微镜下观察到 EGFP 荧光显著减弱。这一结果初步表明,编号 2、5、7 和 17 的多酚可抑制 PEDV 复制。
收集细胞进行逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)后发现,PEDV 的 mRNA 水平下降。
PED 在哺乳仔猪中的死亡率很高,会导致严重腹泻和脱水。PED 作为一种复发性疾病,给全球养猪业造成了巨大的经济损失。虽然市面上有 PEDV 疫苗,但安全性和有效性欠佳,大规模感染仍时有发生。为应对这些风险,急需有效的抗 PEDV 抗病毒药物。在本研究中,研究人员首次筛选了 30 种多酚。
本研究首次展示了 4 种多酚的抗 PEDV 作用,意义重大。研究结果表明,这些多酚可能还有尚未被记录的生物学特性,有望成为新型抗 PEDV 药物,为养猪业带来益处。不过,仍有一些关键问题有待解决,该领域还需进一步研究探索。
作者贡献声明:胡依依负责撰写初稿、构思;李云川负责数据整理;朱浩丹负责形式分析;王丹丹负责调查;周俊明负责方法学;李斌负责撰写评审和编辑。
利益冲突声明:作者声明,不存在可能影响本文所报道工作的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢:本研究由中国国家自然科学基金(32202823、32202787、31502112)和河北省科技计划(21322401D)资助。