越南2019–2024年流行O型口蹄疫病毒VP1基因特征、抗原谱分析及交叉保护研究

《Viruses》：VP1 Genetic Characterization, Antigenic Profiling, and Cross-Protection Analysis of Foot-and-Mouth Disease Virus Serotype O Isolates Circulating in Vietnam During 2019–2024

　　

摘要专业翻译 口蹄疫（FMD）是一种高度接触性传染病，影响偶蹄类动物，对畜牧业产生重要的直接和间接社会经济影响。尽管该病已在部分区域成功根除，但在世界大部分地区仍呈地方性流行。其防控的主要工具之一是使用与田间流行毒株抗原匹配的疫苗，并配合良好的流行病学规划。此外，流行毒株的鉴定有助于维持抗原库的更新，以便为应对可能的疫情暴发做好准备。既往研究已报道越南及东南亚其他国家O型口蹄疫病毒（FMDV）流行谱系的遗传演变。本文呈现了2019年至2024年间越南流行的O型病毒株的遗传与抗原特征。使用含O1 Campos毒株的单价疫苗免疫猪只后28天（dpv）采集的血清池进行疫苗匹配试验。针对O型分离株记录到高中和抗体滴度，大多数情况下r1值超过0.3，表明具有良好的交叉反应性。此外，针对Mya-98谱系的一株田间分离株进行的猪体攻毒试验显示，即使仅接种单剂疫苗也表现出100%的保护效果。综合上述结果，支持高效价O1 Campos疫苗在地方性流行区域对遗传和抗原上具有差异性的O型FMDV流行毒株提供临床保护的潜力。

论文解读文章

一、研究背景与问题

口蹄疫（FMD）是由口蹄疫病毒（FMDV）引起的一种高度接触性传染病，主要感染猪、牛、羊等偶蹄类动物。该病通过动物移动和贸易限制造成严重生产损失，对畜牧业产生显著的社会经济影响。FMDV属于小RNA病毒科（Picornaviridae）口疮病毒属（Aphtovirus），依据抗原性可分为七个血清型，其中O型进一步划分为11个拓扑型。VP1序列分析是FMDV遗传特征鉴定和病毒分类为拓扑型及谱系的常用工具。

越南畜牧业在农业部门中占据重要地位，猪和鸡肉在本地饮食中尤为普遍。根据世界动物卫生组织（WOAH）的通报，越南目前处于FMD地方性流行状态。此前已有关于该地区流行毒株遗传和抗原特征的研究报道。然而，随着时间推移，流行毒株持续发生遗传演变，获取最新的流行毒株信息对于分析抗原库和紧急疫苗库是否需要更新、制定流行病学防控策略至关重要。在此背景下，本研究旨在对2019年至2024年间越南暴发的疫情中收集的33株O型FMDV分离株进行遗传和抗原特征分析，并评估现有疫苗株的交叉保护能力。

二、研究内容与主要结论

研究人员对2019–2024年间越南不同省份和畜种（牛、猪、水牛）中采集的33份O型FMDV阳性上皮组织样本进行了系统的遗传和抗原特征分析。遗传分析揭示了Mya-98谱系发生了重要的遗传变异，这一发现与其他研究报告及WOAH参考实验室收到的东南亚各国兽医官员的非正式通报相一致。本研究所用的O1 Campos单价疫苗在抗原特征分析中表现出良好的效力，对大多数越南本地田间毒株具有高交叉反应性。体内试验结果与体外结果相吻合，获得了100%的保护效果。

三、关键技术方法

研究人员采用了以下几项主要技术方法：样本采集自越南不同省份和畜种，由阿根廷SENASA的WOAH口蹄疫参考实验室接收并进行分子鉴定；病毒分离与扩增使用BHK-21克隆13细胞系；通过RT-PCR和BigDye Terminator v3.1循环测序试剂盒确定完整VP1编码序列；系统发育分析使用MEGA12软件，采用最大似然法（ML）和Tamura-Nei 1993进化模型（TN93+G+I），以1000次自举重复评估分支支持度；疫苗匹配评估采用双向病毒中和试验（VNT）并计算r1值，使用O1 Campos单价油佐剂疫苗（>6PD50）免疫猪后28天采集的血清池；体内攻毒试验依据欧洲药典中针对足部泛化保护（PPG）试验原则及WOAH手册进行，选用SEA Mya-98谱系O/VTN/24FS02/2024毒株进行猪体攻毒实验。

四、研究结果

4.1 遗传特征

对33株FMDV分离株的VP1完整编码区核苷酸序列分析显示，所有毒株均属于O型血清型。与68条已发表的FMDV序列进行系统发育比较后，这些分离株聚类为两个拓扑型中的三个不同谱系：ME-SA拓扑型PanAsia谱系（6株）、ME-SA拓扑型Ind-2001谱系（21株）和SEA拓扑型Mya-98谱系（6株）。PanAsia谱系分离株与谱系内序列的核苷酸一致性为88.13–100%，氨基酸一致性为94.79–100%；Ind-2001谱系分离株的核苷酸一致性为91.31–99.84%，氨基酸一致性为96.21–100%；Mya-98谱系分离株的核苷酸一致性为84.83–100%，氨基酸一致性为88.63–100%。与疫苗株O1 Campos（登录号AJ320488）相比，PanAsia分离株核苷酸一致性为77.07–78.66%，氨基酸一致性为86.85–87.93%；Ind-2001分离株核苷酸一致性为72.68–75.01%，氨基酸一致性为86.31–87.39%；Mya-98分离株核苷酸一致性为70.66–74.53%，氨基酸一致性为84.66–85.76%。

4.2 VP1基因氨基酸变异

研究人员分析了VP1主要抗原区域（BC环区第40–60位、GH环区第130–160位和C末端区第200–211位）的氨基酸差异。Ind-2001谱系在第45、49、59、138–142、153和155位观察到多处替换，其中O/VTN/24FS55/2024的E138G、A140P和T142A替换涉及极性到非极性变化。Mya-98谱系在第50、135、156和209位检测到氨基酸变化，其中O/VTN/24FS02/2024、O/VTN/24FS19/2024、O/VTN/24FS54/2024和O/VTN/24FS56/2024出现V209T极性变化替换。PanAsia谱系中，O/VTN/24FS05/2024、O/VTN/24FS17/2024、O/VTN/24FS10/2024、O/VTN/24FS11/2024和O/VTN/24FS15/2024显示P140S替换（非极性到极性），O/VTN/24FS11/2024还出现保守性R157K替换。位于第145–147位的RGD基序在所有分离株和参考毒株中完全保守。与O1 Campos疫苗株比较，Ind-2001谱系在第45–46、50、56、58–59、133、135、137–142、153、155和156位存在替换，PanAsia谱系在第46、50、56、58、133、137–140、142和155–157位存在替换，Mya-98谱系在第45–48、50、56、58、133、135、137–141、153、155–156、158和209位存在替换。

4.3 抗原分析

使用O1 Campos单价疫苗株进行疫苗匹配研究，同源毒株的平均中和抗体滴度为2.16 Log₁₀。28 dpv采集的猪血清池对所有测试分离株均显示出令人满意的异源中和滴度（>1.5 Log₁₀）。大多数分离株的r1值高于0.3，但O/VTN/20-200/2020和O/VTN/24FS56/2024两株的r1值低于该阈值。这些发现表明O1 Campos与来自Ind-2001、Mya-98和PanAsia谱系的代表性越南O型病毒具有良好的抗原关系。

4.4 体内攻毒试验

为确认2024年与疫苗株存在遗传差异的O型毒株的体外结果，研究人员选用O/VTN/24FS02/2024毒株进行了体内攻毒试验。对照组动物在四蹄、舌、鼻和口腔出现病变，显示病毒泛化；而单次接种疫苗后28 dpv攻毒的组1（n=10）和加强免疫后攻毒的组2（n=10）均未出现病变，表明疫苗对异源攻毒提供了完全保护。攻毒时组1动物平均异源VNT滴度为1.58 Log₁₀（SD 0.07），组2为2.40 Log₁₀（SD 0.18），与体外试验结果一致。

五、讨论与结论总结

讨论部分指出，O1 Campos疫苗株在南美已被广泛成功使用，并已纳入其他地区（包括亚洲部分地区）的疫苗接种策略或疫苗库。既往研究表明，使用O1 Campos配制的高质量疫苗可对属于不同遗传谱系的异源O型毒株诱导保护性免疫。本研究结果进一步支持了这一观点。尽管越南分离株在ME-SA和SEA拓扑型之间表现出遗传多样性，但体外和体内结果均表明，高质量O1 Campos单价疫苗可对差异显著的O型毒株提供相关交叉保护，这对需要快速部署可用且特征明确的疫苗株的紧急免疫场景尤为重要。讨论还强调，虽然r1值被广泛用作毒株间抗原关系的指标，但其与体内保护的相关性可能因抗原载量、佐剂组成、生产质量和接种间隔等整体配方因素而变化，因此r1值应与补充血清学和生物学数据结合解读。本研究中所有测试分离株的中和抗体滴度均>1.5，支持O1 Campos疫苗的广泛保护潜力。

研究结论部分翻译如下：本研究结果为将O1 Campos毒株纳入高质量疫苗以对越南近期流行毒株产生交叉反应性和保护作用提供了证据。这些发现与既往结果一致，支持高效价、高质量疫苗可引发交叉反应性免疫应答的观点。属于EURO-SA拓扑型的疫苗株已对属于SEA/Mya-98、ME-SA/Ind-2001和ME-SA/PanAsia的所有越南分离株显示出高抗体滴度。重新出现的毒株表明FMDV通过猪和牛中的局部进化进行适应，强调了对流行毒株进行定期监测和疫苗株更新的必要性。