自体疫苗通过重新塑造转录组来保护太平洋牡蛎免受OsHV-1病毒的侵害

《Fish & Shellfish Immunology》：Autogenous vaccination protects Pacific oysters against OsHV-1 by reshaping the transcriptome

　　

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  活病毒与热处理后的OsHV-1刺激均能保护牡蛎免受POMS的侵害
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  通过存活率、病毒载量和转录组结合来评估OsHV-1的刺激效果
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  活病毒OsHV-1刺激能快速引发抗病毒和干扰素样反应
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  热处理后的OsHV-1刺激会激活蛋白质稳态和核糖体途径
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  保护性刺激涉及牡蛎体内不同的转录程序

引言

太平洋牡蛎（Magallana (Crassostrea) gigas）是全球养殖最广泛的牡蛎品种，分布在亚洲、欧洲、美洲和澳新地区的40多个国家[1]、[2]。尽管它在蓝色食品系统中的重要性不言而喻，但自Ostreid herpesvirus 1（OsHV-1）微变体（μVar）出现以来，太平洋牡蛎养殖业一直受到严重影响。这些微变体与太平洋牡蛎死亡综合征（POMS）相关，这是一种主要影响牡蛎幼苗和幼体的流行病[2]。OsHV-1 μVar基因型首次在2008年法国的大规模死亡事件中被描述，此后这种和其他基因型成为全球牡蛎生产区的主要疾病威胁。在澳大利亚，POMS爆发与形成独立于欧洲μVar谱系的OsHV-1基因型有关[4]、[6]。死亡事件可能非常严重且具有经济破坏性，尽管在监测、养殖和选择性育种方面取得了进展，但由于POMS的表现受到多种宿主、病毒和环境因素的共同影响，因此在农场规模上可靠地预防OsHV-1相关损失仍然具有挑战性[7]。

水温是被公认为影响疾病结果的最关键因素之一，实验表明在较高温度下死亡率更高，病毒复制动力学也发生变化[8]、[9]、[10]。宿主年龄和大小也会影响易感性，尤其是牡蛎幼苗和幼体更容易受到OsHV-1的侵害[9]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。诸如调整生长高度、避开高风险时期以及选择性育种等农场级别的干预措施可以在某些情况下减少损失，但它们并不能完全消除疾病风险，尤其是对幼年牡蛎而言[17]、[18]。这些限制促使人们关注通过牡蛎的先天免疫系统增强抗病毒保护的策略，包括提供长期针对OsHV-1保护的免疫刺激方法。双壳类动物缺乏基于淋巴细胞的适应性免疫系统，而是依靠先天免疫机制来识别和控制感染[19]。血细胞在免疫保护中起核心作用，负责病原体识别、吞噬作用、凋亡相关反应以及抗病毒状态的诱导。在OsHV-1的情况下，M. gigas拥有类似的细胞质抗病毒感应通路成分，包括一种视黄酸诱导的基因I样受体（RLR）家族病毒RNA感应通路，该通路通过类似MAVS的适配器传递信号。在M. gigas中功能性敲低线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）类似适配器基因显著增加了OsHV-1相关的死亡率，这支持了这一通路在抗病毒防御中的作用[20]、[21]。下游反应表现为干扰素样，涉及预测的干扰素刺激抗病毒基因的直系同源物，而非典型的脊椎动物干扰素系统[20]。早期控制血细胞中的病毒复制对于生存至关重要，而未能限制复制则与免疫功能受损、继发性细菌血症和死亡相关[22]。

先天免疫刺激是指先前接触病原体刺激后，在后续挑战时增强保护作用的现象，这种现象在不同无脊椎动物类群中越来越受到重视，尽管其特异性、持续时间和机制各不相同[23]、[24]。在M. gigas中，多聚肌苷酸：多聚胞苷酸（poly(I:C)）这种合成双链RNA类似物已被证明能提供持久的OsHV-1防护效果，这种保护与抗病毒转录通路的持续激活有关[25]、[26]、[27]。类似的观察结果也在受到Pinctada birnavirus侵袭的Akoya珍珠牡蛎（Pinctada fucata）中得到证实，进一步支持了双壳类软体动物中存在先天免疫刺激（先天免疫记忆）的观点[28]。

免疫刺激的作用可能跨越世代，因为接受poly(I:C)处理的亲本的后代在OsHV-1挑战后表现出更高的存活率[29]。更直接的是，OsHV-1来源的物质可以诱导保护状态：自然预暴露的牡蛎在重新受到挑战时死亡率显著降低，controlled研究也证明了使用感染性OsHV-1、热灭活的OsHV-1或紫外灭活的OsHV-1制剂进行自然或实验性刺激后的保护作用[30]、[31]、[32]。体外实验表明，灭活的OsHV-1制剂和病毒蛋白提取物可以刺激M. gigas的血细胞免疫反应，从而支持病毒抗原的免疫刺激潜力[33]。

虽然免疫刺激为对抗OsHV-1提供了一种有前景的疾病管理策略，但其潜在机制仍不完全清楚。特别是，宿主转录反应的程度和时机与后续保护之间的关系尚不清楚。为了解决这一空白，我们评估了在M. gigas中用热处理（HT）和活病毒OsHV-1进行的免疫刺激效果，测量了致命OsHV-1挑战后的存活率，通过qPCR和RNA-seq量化病毒动态，并描述了刺激期间和挑战后的宿主转录反应。通过这项研究，首次对M. gigas中的OsHV-1诱导的免疫刺激进行了时间过程分析，将存活结果与病毒载量测量和全转录组分析相结合。

章节片段

牡蛎来源、健康筛查、适应和处理

来自同一批孵化的三倍体太平洋牡蛎（Magallana gigas，批号SPL24B）于2025年2月4日（实验室批次SVC 25/006，n = 572）和2025年6月4日（实验室批次SVC 25/016，n = 727）两次被送到悉尼大学Camden水产养殖设施。到达时，牡蛎的年龄分别为大约16个月和20个月，每批的壳长范围为30至80毫米。在实验前，每批选取了30只牡蛎进行筛查

免疫刺激后的存活率

在14天的刺激阶段，不同处理组的死亡率存在差异。接受18°C热处理OsHV-1或阴性对照接种的牡蛎没有死亡。相比之下，在18°C下用活病毒OsHV-1刺激的牡蛎死亡率为12.1%，死亡牡蛎中的平均OsHV-1 DNA浓度为1.97 × 10⁵基因组拷贝/毫克组织。最高的刺激阶段死亡率出现在22°C下热处理OsHV-1处理的组中，有30.3%的牡蛎死亡

讨论

热处理和活病毒OsHV-1刺激后，在遇到活病毒OsHV-1挑战时，存活率显著提高，热处理OsHV-1在18°C和22°C下的RPS值分别为57.5%和76.2%，而在18°C下使用活病毒OsHV-1的存活率为85.0%。这些发现表明，预先接触OsHV-1抗原可以增强对后续感染的防护作用，支持了牡蛎中针对病原体的免疫刺激概念。在刺激期间没有发生死亡

未引用的参考文献

[3], [5]

伦理声明

本研究遵循以下动物福利和/或报告指南进行：本研究中使用的太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）属于无脊椎动物（双壳类软体动物），因此不在悉尼大学动物伦理委员会和澳大利亚科学用途动物护理和使用规范的适用范围内，这些规范仅适用于脊椎动物和头足类动物。因此，没有正式的动物福利指南适用于本研究

数据可用性

本研究中生成和分析的RNA测序数据已提交至NCBI Sequence Read Archive (SRA)，BioProject访问号为PRJNA1481777，并将在发表时提供。

作者致谢

Arman Hossain：概念化、数据管理、正式分析、调查、方法学、可视化、初稿撰写、审稿和编辑。

Richard Whittington：概念化、数据管理、调查、方法学、项目管理、资源支持、监督、可视化、审稿和编辑。

Vinceenzo A. Costa：概念化、数据管理、资源支持、监督、审稿和编辑。

Lee Campbell：概念化、方法学、资源支持

资金支持

本研究得到了悉尼大学2024年概念验证基金（DVCR POC 45-2024战略基金）的支持，授予Francisca Samsing（F.S.）。此外，Francis Henry Loxton奖学金（兽医科学）和悉尼大学学费奖学金也提供了支持，Francisca Samsing获得了这些资助。悉尼大学兽医科学学院内部资金也为F.S.提供了支持

致谢

作者感谢悉尼大学兽医科学学院（SSVS）的工作人员，特别是Stuart Glover、Roisin Sullivan和Jade Sutton在牡蛎养殖方面的帮助，以及Anna Waldron和Natalie Schiller在实验室工作上的协助。同时，作者也感谢悉尼大学信息中心提供的高性能计算资源支持。

<作者名单>Arman Hossain | Richard Whittington | Vinceenzo A. Costa | Lee Campbell | Francisca Samsing