基于共识序列的改良型PRRSV-1活疫苗EU-PRRSV-Con的构建及其广谱保护效力评估

【字体: 时间:2025年06月23日 来源:npj Vaccines 7

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  本研究针对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)疫苗异源保护力不足的难题,英国研究团队通过整合67株PRRSV-1包膜蛋白的共识序列,成功构建改良型活疫苗EU-PRRSV-Con。动物实验表明,该疫苗能诱导更强中和抗体(nAbs)和T细胞反应,对PRRSV-1亚型1毒株的临床保护效果显著优于商品化MLV疫苗,为PRRSV防控提供了新策略。成果发表于《npj Vaccines》。

  

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是全球养猪业最具破坏性的病原体之一,每年造成数十亿美元经济损失。尽管现有改良型活疫苗(MLV)能提供同源保护,但其对不断变异的PRRSV毒株保护效果有限,特别是难以诱导广谱中和抗体(nAbs)。更棘手的是,PRRSV通过糖基化屏蔽关键抗原表位和诱导非中和性抗体逃避免疫攻击,这使得疫苗设计面临巨大挑战。

为突破这一瓶颈,英国动物健康研究所(APHA)和皮尔布赖特研究所的研究团队创新性地采用共识序列策略,从67株PRRSV-1毒株中提取ORF2-6编码区(包含GP2/GP3/GP4/GP5/M等关键抗原蛋白)的保守序列,将其插入减毒株Olot/91骨架,成功构建新型疫苗候选株EU-PRRSV-Con。这项突破性研究发表在《npj Vaccines》期刊,为PRRSV疫苗开发提供了新范式。

研究团队运用反向遗传学技术构建重组病毒,通过多步生长曲线评估体外复制能力,并采用深度测序分析遗传稳定性。在动物实验中,使用6-8周龄PRRSV阴性猪(n=9/组)进行免疫保护评估,通过RT-qPCR检测病毒载量,免疫组化分析肺部病变,ELISpot检测IFN-γ分泌细胞,并建立基于MARC-145细胞和猪肺泡巨噬细胞(BALC)的中和试验体系。

设计构建合成疫苗候选株
通过比对67株PRRSV-1的ORF2-6序列,确定各蛋白(GP2-E-GP3-GP4-GP5-ORF5a-M)的共识氨基酸序列。采用96个核苷酸突变将Olot/91骨架改造为EU-PRRSV-Con,保持非结构蛋白完整性。系统发育分析显示该设计显著缩短了与野生毒株的遗传距离。

体外特性评估


多步生长曲线证实EU-PRRSV-Con在MARC-145细胞和BALC中的复制效率与亲本株相当。连续传代10代后全基因组测序显示,主要突变集中于非结构蛋白nsp2区域,结构蛋白编码区保持稳定,仅出现3个同义突变。

免疫原性与保护效力
三项独立研究分别用PRRSV-1亚型1(215-06、21301-19)和亚型3(SU1-Bel)毒株进行攻毒。结果显示:

  1. 临床保护:EU-PRRSV-Con组体温升高幅度显著低于商品疫苗组(p<0.01),且SU1-Bel攻毒后未出现商品疫苗组观察到的耳部坏死等临床症状。
  2. 病理改善:肺部病变评分显著降低,尤其在21301-19攻毒研究中,EU-PRRSV-Con组病变面积较商品疫苗减少50%以上(p<0.001)。
  3. 病毒控制:血清病毒RNA载量在EU-PRRSV-Con组下降更显著,215-06攻毒后21天检测限以下(3/6动物)。

免疫应答特征


EU-PRRSV-Con诱导的nAb效价显著高于商品疫苗(p<0.01),且能交叉中和异源疫苗株。ELISpot显示其刺激产生的IFN-γ+ T细胞在BALC中增加3倍(p<0.001),但针对亚型3毒株的中和作用仍有限。

这项研究证实,基于共识序列的PRRSV-1疫苗设计策略能突破抗原变异屏障,EU-PRRSV-Con对亚型1毒株的保护效果显著优于传统MLV疫苗。其创新性体现在:1)首次整合67株PRRSV-1的全套包膜蛋白共识序列;2)证实共识序列疫苗可诱导更广谱的nAbs;3)建立基因稳定性评估标准。尽管对亚型3毒株的保护仍有局限,但为开发广谱PRRSV疫苗提供了重要技术路线。未来研究需扩大共识序列数据库,特别是纳入更多东欧亚型毒株,并探索与细胞免疫应答的协同机制。

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