基于大肠杆菌表达系统的猪非典型瘟病毒E2蛋白亚单位疫苗免疫原性及保护效力研究

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》:Immunogenicity of subunit vaccine of E2 protein against atypical porcine pestivirus in pigs

【字体: 时间:2026年01月06日 来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4.8

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  本研究成功构建原核表达系统制备猪非典型瘟病毒(APPV)E2亚单位疫苗,评估三种佐剂(ISA 201VG、IMS 1313VG、Gel 02)的免疫效果。结果表明,ISA 201VG与Gel 02佐剂组能诱导更高水平特异性抗体(ELISA检测),且ISA 201VG组攻毒后器官病毒载量(qRT-PCR检测CT值>36)显著低于对照组,病理切片显示疫苗组器官结构完整。研究为APPV疫苗开发提供关键实验依据。

  
引言:猪非典型瘟病毒(APPV)是引起新生仔猪先天性震颤(CT)A-II型的主要病原体,对全球养猪业造成重大经济损失。该病毒属于黄病毒科(Flaviviridae)瘟病毒属(Pestivirus),其基因组为约11 kB的单股正链RNA,编码的囊膜糖蛋白E2(长度241个氨基酸)是关键的免疫保护性抗原。研究表明,基于E2蛋白的亚单位疫苗在经典猪瘟病毒(CSFV)防控中已展现良好效果,这为开发APPV疫苗提供了理论依据。本研究旨在利用大肠杆菌(Escherichia coli)原核表达系统制备APPV E2亚单位疫苗,并系统评估不同佐剂对其免疫原性和保护效力的影响。
材料与方法:通过PCR扩增APPV E2基因(引物F: AGCTGCATCAAACGTCAGGATTA,R: GTGACGGTACATGGTCGCCG),构建重组质粒pET28a-APPV E2,转化至E. coli BL21感受态细胞。采用镍柱亲和层析纯化E2蛋白,Western blot验证其表达(分子量约28 kDa)。将纯化蛋白分别与三种佐剂(ISA 201VG按1:1重量比、IMS 1313VG按1:1体积比、Gel 02按95:5体积比)乳化,制备疫苗(蛋白浓度100 μg/mL)。选取3–4周龄APPV阴性仔猪,随机分为四组(每组5头):A组(PBS对照组)、B组(ISA 201VG佐剂疫苗)、C组(IMS 1313VG佐剂疫苗)、D组(Gel 02佐剂疫苗),于0和21天进行两次免疫。定期采集血清,通过间接ELISA检测E2特异性抗体水平(判定阈值S/N≥2.5)。免疫后35天,对A、B组进行攻毒试验(肌肉注射APPV阳性血液,病毒CT值=19.17),监测临床症状及体温,14天后剖检采集器官组织,通过qRT-PCR检测病毒载量(NS3基因靶点,CT值<36为阳性),并制作H&E染色病理切片观察组织病变。
结果:系统进化分析显示,本研究使用的APPV毒株(CH/GD/2019/12)与中国多省份流行株亲缘关系接近。Western blot证实E2蛋白成功表达。ELISA结果显示,佐剂疫苗组抗体水平均显著高于对照组(p<0.05),其中ISA 201VG组(S/N均值49.00)和Gel 02组(44.61)诱导的抗体滴度明显高于IMS 1313VG组(16.38)。攻毒后各组仔猪均未出现典型临床症状或体温异常。qRT-PCR检测显示,对照组所有器官病毒载量均呈阳性(CT值21.80–28.62),以淋巴结(腹股沟淋巴结CT=21.80,下颌淋巴结CT=22.53)和小脑(CT=23.31)病毒含量最高;而ISA 201VG疫苗组各器官均未检测到病毒(CT值36.87–38.11)。病理学观察进一步证实,对照组淋巴结结构破坏(淋巴滤泡消失、结缔组织增生)、脾脏白髓减少、肝脏空泡变性、肾脏肾小管上皮细胞萎缩、小脑白质空泡化及浦肯野细胞结构紊乱;疫苗组各器官形态正常。
讨论:本研究首次利用大肠杆菌表达系统制备APPV E2亚单位疫苗,证实其可诱导仔猪产生高水平特异性抗体,其中ISA 201VG和Gel 02佐剂效果显著优于IMS 1313VG。攻毒保护试验表明,疫苗能有效清除器官中的APPV,尤其对淋巴组织和小脑具有显著保护作用。淋巴结和小脑的高病毒载量提示APPV可能通过侵袭免疫系统和神经系统导致病理损伤,这与既往报道中APPV免疫抑制作用和先天性震颤症状相符。研究局限性在于未深入探讨细胞免疫应答机制,且佐剂优选策略需结合大规模田间试验验证。
结论:APPV E2蛋白具有良好的免疫原性和攻毒保护效果,ISA 201VG与Gel 02可作为疫苗佐剂的优先选择。该研究为APPV亚单位疫苗的后续开发提供了关键实验数据和技术支撑。
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