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非洲猪瘟（ASF）严重威胁全球养猪业，目前缺乏有效疫苗。研究人员运用免疫信息学方法设计针对 ASF 病毒（ASFV）的多表位疫苗。结果显示该疫苗有潜力引发强免疫反应，为防控 ASF 提供新方向，有望推动疫苗研发进程。
非洲猪瘟（ASF）是一种极具破坏力的传染病，它如同养猪业的 “恶魔”，无情地侵袭着家猪和野猪。一旦感染，猪群会出现高烧、外周器官发绀、厌食、乏力、嗜睡和共济失调等症状，死亡率极高，严重时甚至能达到 100%，给全球养猪业带来了难以估量的经济损失。然而，令人头疼的是，目前针对 ASF 还没有一款有效的疫苗。传统疫苗研发在面对 ASFV 时困难重重，它复杂的基因结构和狡猾的免疫逃避策略，让研发工作举步维艰。因此，探寻一种新的疫苗研发途径迫在眉睫。
在这样的背景下，来自朱拉隆功大学（Chulalongkorn University）的研究人员勇敢地迎接挑战，开展了一项意义重大的研究。他们运用免疫信息学方法，精心设计了一种针对 ASFV 的多表位疫苗，旨在为 ASF 的防控开辟新的道路。研究结果令人振奋，这款多表位疫苗展现出良好的抗原性和非致敏性，在免疫模拟实验中，它能够激发强大的适应性免疫反应，包括体液免疫和细胞介导免疫，为防控 ASF 带来了新的希望。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为相关领域的研究提供了重要参考。
为了开展这项研究，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从 NCBI - GenBank 数据库中检索 ASFV 的蛋白序列，获取研究所需的数据。然后，运用免疫信息学工具，如 BepiPred Linear Epitope 2.0、IEDB 分析资源中的 MHC II Binding Prediction 等，进行线性 B 淋巴细胞（BL）表位、辅助性 T 淋巴细胞（HTL）表位等的预测。接着，对预测的表位进行抗原性、致敏性和保守性评估，筛选出合适的表位构建疫苗。之后，通过多种软件和服务器对疫苗构建体进行理化分析、结构预测与验证，还进行了分子对接、分子动力学模拟等研究，全面评估疫苗的性能。
研究结果如下：
- ASFV 序列检索：从数据库中获取了 29 个 ASFV 分离株的目标蛋白序列，多序列比对显示这些蛋白具有高度的序列同一性，为后续的表位预测分析奠定了基础。
- 线性 B 淋巴细胞表位预测：利用 BepiPred Linear Epitope 2.0 工具预测出线性 B 细胞表位，这些表位在疫苗设计中具有重要作用，因为 B 淋巴细胞产生的抗体在免疫防御中发挥着关键作用，如补体介导的细胞裂解和抗体依赖性细胞毒性。
- 线性辅助性 T 淋巴细胞表位预测：借助 IEDB 推荐的 MHC II Binding Prediction 工具，以常见人类 MHC II 等位基因预测 HTL 表位，筛选出百分位排名 < 10.0、高分且长度为 15 个氨基酸的表位，这些表位对于激活其他免疫细胞、协调免疫反应至关重要。
- 线性细胞毒性 T 淋巴细胞表位预测：使用 IEDB 中的相关工具预测 CTL 表位，但基于致敏性和抗原性，未筛选出合适的 CD8? 表位，因此该类别未被纳入疫苗构建。
- 短列表表位的抗原性、致敏性和保守性预测：通过 VaxiJen v.2.0 服务器评估抗原性，AllergenFP v.1.0 工具检测致敏性，筛选出抗原性且非致敏性的 BL 和 HTL 表位，并且这些表位在不同 ASFV 毒株中高度保守。
- 多表位疫苗构建：成功构建由 19 个表位（12 个 HTL 表位和 7 个 BL 表位）、连接子和 CpG - ODN 2007 佐剂组成的疫苗构建体，该构建体被确定为 “可能的非过敏原” 和 “可能的抗原”，且无交叉反应。
- 疫苗构建体的理化分析：利用 ExPASy ProtParam 分析疫苗构建体的理化参数，发现其具有合适的分子量、理论等电点、稳定性和溶解性，这些特性对于疫苗的实际应用至关重要。
- 构建体的二级结构预测和验证：通过 PSIPRED V3.3 和 GOR4 预测疫苗构建体的二级结构，结果显示其主要由 α 螺旋、延伸链和无规卷曲组成，这种结构特点有利于疫苗与抗原或受体相互作用，激发免疫反应。
- 构建体的三级结构预测和验证：借助 AlphaFold3 和 Galaxy Refine 服务器预测和优化疫苗构建体的三级结构，ERRAT 评分和 Ramachandran 图表明该结构质量良好、稳定性高。
- 分子对接：疫苗构建体与 SLA - 1 0401 成功对接，结合亲和力为 - 6.7 kcal/mol，解离常数为 20 纳摩尔，表明两者结合紧密，有助于抗原呈递和免疫反应的激发。
- 分子动力学模拟和正常模式分析：分子动力学模拟显示疫苗构建体与受体形成稳定的结合复合物，正常模式分析表明对接复合物稳定，具有平衡的结构适应性。
- 多表位 ASF 疫苗的免疫反应谱：C - ImmSim 服务器模拟结果显示，疫苗接种后能引发强大的免疫反应，抗原水平在第 5 天达到峰值后稳定，多种免疫细胞数量增加，细胞因子大量产生，表明疫苗能够有效激活机体的免疫防御机制。
- 密码子优化：使用 Vector Builder 对疫苗构建体序列进行密码子优化，优化后的序列密码子适应指数（CAI）为 0.85，GC 含量为 64.26%，有利于在猪体内高效表达。
- 构建体的计算机克隆：利用 NovoBuilder 工具将适应的疫苗序列成功插入 pVAX1 - eGFP 载体，为后续的实验研究提供了便利。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，免疫信息学在多表位疫苗设计中发挥了重要作用。这款多表位疫苗展现出诸多优势，如良好的抗原性、免疫原性和非致敏性，稳定的结构以及强大的免疫激活能力。与其他相关研究相比，该疫苗在抗原性评分、结构设计等方面具有独特之处。然而，研究也存在一些局限性，如疫苗构建体仅通过计算分析设计，需要进一步的体外和体内实验验证；病毒突变可能影响疫苗效果；预测模型与实际免疫反应可能存在差异等。尽管如此，该研究为 ASF 疫苗的研发提供了重要的理论依据和实践指导，为后续研究指明了方向，有望推动非洲猪瘟疫苗的实际应用，为全球养猪业的健康发展保驾护航。
