基于AP205病毒样颗粒的猪流行性腹泻病毒疫苗：诱导交叉中和抗体的新型纳米颗粒疫苗研究

本研究针对猪流行性腹泻病毒(PEDV)变异株不断出现导致现有疫苗保护力不足的问题，开发了一种基于AP205病毒样颗粒(VLP)的新型纳米颗粒疫苗AP205-S1。研究人员通过SpyCatcher/SpyTag系统将PEDV-KB2013(G-II型)的S1蛋白展示在AP205-VLP表面，在小鼠和仔猪中成功诱导出高水平的S1特异性IgG/IgA抗体，这些抗体不仅能中和同源病毒，还对G-I型毒株AH2018-HF1表现出交叉中和活性。该研究为开发广谱PEDV疫苗提供了新策略。

　　

猪流行性腹泻病毒(Porcine Epidemic Diarrhea Virus, PEDV)是严重危害全球养猪业的冠状病毒，自20世纪70年代首次报道以来，已造成巨大经济损失。随着病毒不断变异，目前流行的G-II型毒株比经典G-I型毒株更具致病性和传染性，导致更高死亡率。更棘手的是，基于G-I型毒株开发的疫苗对G-II型毒株保护有限，这使得PEDV防控面临严峻挑战。病毒主要通过胃肠道感染，引起呕吐、水样腹泻和脱水等症状，对新生仔猪尤为致命。虽然S蛋白(Spike protein)已被证实是理想的疫苗靶点，但如何开发能同时对抗多种变异株的广谱疫苗仍是未解难题。

安徽农业大学等机构的研究人员创新性地利用噬菌体AP205衍生的病毒样颗粒(Virus-like Particle, VLP)技术，开发出名为AP205-S1的新型纳米颗粒疫苗。这项发表在《Veterinary Research》的研究表明，该疫苗能诱导产生高效交叉中和抗体，为控制PEDV流行提供了新方案。研究团队采用SpyCatcher/SpyTag特异性结合系统，将G-II型毒株PEDV-KB2013的S1蛋白共价连接至AP205-VLP表面。这种设计既保留了VLP的纳米颗粒结构和内源性ssRNA，又确保了S1蛋白的正确构象展示。通过小鼠和仔猪实验证实，AP205-S1不仅能激发强烈的系统性免疫应答，还诱导了黏膜抗体反应，更重要的是产生了对G-I和G-II型毒株均有效的交叉中和抗体。

关键技术方法包括：(1)利用SpyCatcher/SpyTag系统构建AP205-S1复合疫苗；(2)通过动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征纳米颗粒特性；(3)采用ELISA和ELISpot检测抗体反应；(4)通过间接免疫荧光试验(IFA)和细胞病变效应(CPE)测定评估中和活性；(5)在仔猪攻毒实验中评估保护效果。

疫苗构建与表征
研究人员首先成功表达纯化了AP205-SpyCatcher蛋白，证实其保持了完整的病毒颗粒结构并包装了E.coli来源的ssRNA。通过优化反应条件，确定在1:1摩尔比下AP205-SpyCatcher与S1-SpyTag的偶联效率最高达49%。动态光散射显示AP205-S1颗粒均一，直径约80nm，透射电镜证实其保持了典型的病毒样颗粒结构。这些结果表明SpyCatcher/Tag连接方式既不影响VLP组装，又能有效展示大分子量抗原。

小鼠免疫原性研究
免疫程序显示，AP205-S1在初次免疫后7天即可检测到S1特异性IgG抗体，加强免疫后抗体水平显著提升。与单独S1蛋白相比，AP205-S1诱导的抗体滴度高出一个数量级。重要的是，亲和力ELISA证实加强免疫后产生了大量高亲和力抗体。此外，疫苗还成功诱导了系统性IgA反应，虽然未能检测到黏膜IgA，但血清IgA水平显著高于对照组。免疫荧光分析证实这些抗体能有效识别天然病毒颗粒。

中和活性评估
血清中和试验结果令人振奋：AP205-S1免疫血清对同源毒株PEDV-KB2013的中和效价高达1:160，显著优于单独S1蛋白组。更引人注目的是，这些血清还能交叉中和G-I型毒株AH2018-HF1，尽管两种毒株S1蛋白相似度仅88.5%。粪便抗体分析显示，黏膜IgG虽然水平较低，但同样具备病毒中和能力。这些结果证明VLP展示显著增强了S1蛋白的免疫原性和交叉保护潜力。

仔猪保护效果
在仔猪实验中，AP205-S1两次免疫后诱导了高水平S1特异性IgG抗体，这些抗体在体外能完全中和病毒。攻毒后，免疫组仔猪虽然未表现出显著生存优势(可能与样本量小有关)，但临床症状较轻，粪便病毒载量有降低趋势。这提示疫苗可能通过减轻疾病严重程度而非完全阻断感染来发挥保护作用。

这项研究的重要意义在于：首先，AP205-S1是首个报道能诱导交叉中和G-I和G-II型PEDV的VLP疫苗，为解决病毒变异导致的免疫逃逸问题提供了新思路；其次，研究证实细菌表达的VLP与真核表达的抗原通过SpyCatcher/Tag连接，既能保持颗粒完整性又能正确展示构象表位，这种平台技术可推广至其他冠状病毒疫苗开发；最后，疫苗诱导的黏膜免疫反应为控制肠道病毒感染提供了重要防御机制。尽管在仔猪实验中保护效果未达统计学显著，但考虑到母猪乳汁抗体对新生仔猪的关键保护作用，未来研究可转向评估该疫苗在妊娠母猪中的免疫效果。这项研究为开发经济高效的广谱PEDV疫苗奠定了坚实基础，对保障全球养猪业健康发展具有重要价值。