越南2019–2024年口蹄疫病毒O型流行株的遗传与抗原性特征及O1 Campos疫苗交叉保护评估

《Sensors》：Direct-Readout Optical Archival Storage in Fused Silica Using QR Microstructures

　　

口蹄疫（FMD）是一种影响偶蹄动物的高度传染性疾病，对畜牧业具有重要的直接和间接社会经济影响。尽管该病已在一些地区成功根除，但在世界大多数地区仍呈地方性流行。其预防的主要工具之一是使用含有与田间流行FMD毒株抗原性匹配毒株的疫苗，并配合良好的流行病学计划。此外，对流行株进行特征分析有助于维持抗原库更新，以应对可能的疾病暴发。既往研究报道了越南及东南亚其他国家O型口蹄疫病毒（FMDV）流行谱系进化中的遗传变化。研究人员报告了2019年至2024年越南流行的O型病毒株的遗传和抗原性特征。疫苗匹配试验使用从接种含O₁ Campos株单价疫苗（monovalent vaccine）的猪在接种后28天（28 dpv）采集的血清池进行。对O型分离株记录到高中和抗体滴度，大多数情况下r₁值>0.3，表明良好的交叉反应性。此外，针对Mya-98谱系的一个田间分离株进行的猪攻毒试验显示，即使单剂疫苗也达到100%保护。总之，这些结果支持高效价O₁ Campos疫苗对地方性流行区流行的抗原性和遗传性不同的FMDV O型血清型株提供临床保护的潜力。

研究背景方面，口蹄疫（FMD）是影响偶蹄动物的高度传染性疾病，可因动物移动和贸易限制及生产损失对畜牧业造成显著社会经济影响。FMDV属小RNA病毒科（Picornaviridae）口疮病毒属（Aphthovirus），O型进一步分为多个拓扑型（topotype）。越南畜牧业在农业中占重要地位，世界动物卫生组织（WOAH）资料显示越南目前仍为FMD地方性流行状态。持续获得FMDV流行株更新信息，对于评估抗原库、应急疫苗库或流行病学策略的更新决策十分关键。既往研究报道了越南及东南亚地区O型流行谱系的遗传变化，但仍有必要对近年流行株进行遗传与抗原性特征分析，并评估现有疫苗株的交叉保护潜力。研究人员对2019年至2024年越南暴发中采集的33株O型FMDV分离株开展遗传和抗原性特征分析，并进行疫苗匹配和体内攻毒试验。结果显示，这些分离株分布在三个谱系，O₁ Campos单价疫苗在体外与多数越南田间株具有良好抗原关系，体内单剂免疫即可对所选Mya-98谱系田间分离株提供完全保护。该研究支持高效价O₁ Campos疫苗用于应对抗原性和遗传性不同的O型流行株，并强调持续监测和定期再评估疫苗匹配的重要性。

主要关键技术方法概括：样本为2019—2024年越南采集的33份FMDV O型阳性上皮组织，由Regional Animal Health Office No. 6、Department of Animal Health和National Center for Veterinary Diagnosis采集并提交至阿根廷SENASA的WOAH FMD参考实验室；用BHK-21 clone 13细胞扩增病毒。对完整VP1编码区进行核苷酸测序，使用BioEdit v7.2.5编辑比对，MEGA12进行p-distance分析，以TN93+G+I模型和最大似然法（Maximum Likelihood）构建系统发育树，1000次bootstrap评估分支支持。抗原性分析采用二维病毒中和试验（VNT）并计算r₁值，使用接种O₁ Campos单价油佐剂疫苗（>6PD₅₀）后28 dpv的猪血清池。体内攻毒选用猪适应株O/VTN/24FS02/2024，两组各10头猪分别单剂28天或两剂56/28天免疫，并设未免疫对照，观察7天。

研究结果：3.1 遗传特征：对33株分离株完整VP1编码区测序并与68条已发表序列进行系统发育比较，所有分离株均属O型，归入ME-SA/PanAsia（6株）、ME-SA/Ind-2001（21株）和SEA/Mya-98（6株）三个谱系；谱系内及与O₁ Campos的核苷酸和氨基酸同一性范围被列出，表明越南流行株存在三个遗传谱系。3.2 VP1基因氨基酸变异：分析BC环（40—60位）、GH环（130—160位）和C端（200—211位）等抗原相关区域，Ind-2001谱系在45、49、59、138—142、153、155等位点出现替换，包括E138G、A140P、T142A；Mya-98谱系在50、135、156、209位点出现替换，包括V209T；PanAsia谱系出现P140S及R157K等替换；RGD基序（145—147位）在所有分离株和参考株中完全保守；与O₁ Campos比较，三个谱系在多个VP1抗原相关位点存在替换，表明抗原相关区域存在氨基酸变异但关键RGD基序保守。3.3 抗原性分析：以O₁ Campos进行疫苗匹配，同源平均中和抗体滴度为2.16 Log₁₀；28 dpv猪血清池对测试分离株的异源中和滴度>1.5 Log₁₀；多数分离株r₁值>0.3，O/VTN/20-200/2020和O/VTN/24FS56/2024的r₁值低于该阈值；结果表明O₁ Campos与Ind-2001、Mya-98和PanAsia谱系代表株具有良好抗原关系。3.4 体内攻毒：用O/VTN/24FS02/2024进行攻毒，未免疫对照出现四足、舌、鼻和口腔病变，单剂28 dpv组和加强组均无病变，显示完全保护；0 dpv血清VNT抗体阴性，攻毒时异源VNT平均滴度分别为1.58 Log₁₀（单剂组）和2.40 Log₁₀（加强组），与体外结果一致。

讨论部分总结：识别有效疫苗株并持续监测战略抗原储备中的疫苗株，对FMD暴发准备和控制十分重要。O₁ Campos疫苗株在南美广泛成功使用，也被纳入其他地区疫苗接种策略或疫苗库；既往研究显示高质量O₁ Campos疫苗可对异源O型株诱导保护性免疫。本研究结果进一步支持该观察，因为属于SEA/Mya-98、ME-SA/Ind-2001和ME-SA/PanAsia三个谱系的越南分离株均显示与O₁ Campos存在抗原关系。尽管分离株间存在遗传多样性，尤其ME-SA与SEA拓扑型之间，体外和体内结果提示高质量单价O₁ Campos疫苗可能对 divergent O型株提供相关交叉保护，这对应急接种尤为重要。VP1氨基酸序列分析显示Ind-2001、Mya-98和PanAsia谱系在GH环等抗原相关位点存在替换；但VP1测序不能完全捕获其他衣壳蛋白导致的抗原变异，因此需结合VNT和r₁值等体外抗原性分析及攻毒数据解释。多数分离株r₁值与O₁ Campos具有良好抗原关系，但讨论部分进一步指出O/VTN/20-200/2020、O/VTN/24FS12/2024和O/VTN/24FS56/2024的r₁匹配值降低，提示单独解释r₁值存在局限；r₁值与体内保护关联可能受抗原载量、佐剂、生产质量和免疫程序影响，高效价疫苗可在体外交叉反应降低时仍提供保护。本研究中所有测试分离株的猪血清中和抗体滴度>1.5，支持O₁ Campos广泛保护潜力；体内攻毒株O/VTN/24FS02/2024不同测定中r₁值为0.25—0.46（均值0.33），单剂免疫动物完全保护，验证了基于抗体滴度的体外预测。总体上，结果支持在评估疫苗适用性时整合系统发育特征、VP1氨基酸分析、r₁值、VNT抗体滴度和体内攻毒研究；O₁ Campos疫苗株仍是针对越南流行O型不同谱系的候选疫苗株，但流行株遗传和抗原变异性要求持续监测和定期再评估疫苗匹配。

研究结论翻译：本研究结果为将O₁ Campos株纳入高质量疫苗以对近期越南流行株提供交叉反应和保护提供了证据。这些发现与先前结果一致，即使用高效价、优质疫苗可引发交叉反应性免疫应答。在此意义上，属于EURO-SA拓扑型（topotype）的疫苗株对属于SEA/Mya-98、ME-SA/Ind-2001和ME-SA/PanAsia的所有越南分离株显示高抗体滴度。再出现的毒株表明FMDV通过猪和牛的地方性进化而适应，突出需要定期监测和更新疫苗株。