《Transboundary and Emerging Diseases》:Emerging Challenges and Advances in Porcine Circovirus: A Decade in Review
猪圆环病毒:十年回顾中的新兴挑战与进展
摘要
过去十年,猪圆环病毒(PCVs)持续对全球养猪业健康构成重大威胁,而关键性发现极大地重塑了我们对其生物学特性和防控的理解。广泛的基因组监测已将猪圆环病毒2型(PCV2)的基因分型从四种扩展到至少八种谱系,其中PCV2d在疫苗驱动的选择压力下现已成为全球优势基因型。自2016年以来,三种新物种PCV3、PCV4和PCV5被鉴定出来,它们与繁殖障碍、心肌炎、多系统炎症及潜在的神经侵袭有关;然而,其致病潜力仍在积极研究中。近期研究揭示,PCVs通过靶向cGAMP合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)-I型干扰素(IFN-I)通路并调节调节性细胞死亡途径来逃避宿主防御,从而促进病毒持续存在和免疫失调。PCV诱导的免疫抑制不仅加剧了细菌和病毒的混合感染,还损害疫苗效力,导致复杂的临床结局。结构病毒学方面的进展阐明了Cap蛋白的作用,确定了影响免疫原性和疫苗逃逸的关键抗原环和翻译后修饰。这些知识加速了新型诊断方法和下一代疫苗的开发。此外,疫苗创新已从传统的灭活制剂发展到重组亚单位、病毒样颗粒(VLP)和DNA平台,其中一些采用了模块化或多价设计以应对基因型多样性和混合感染场景。尽管取得了这些进展,挑战依然存在,包括免疫逃逸变体的不断出现、田间条件下疫苗效果的不稳定以及对PCV3至PCV5致病性理解的不完整。因此,整合分子流行病学、结构疫苗学和先进生物技术的多学科策略对于填补当前知识空白和确保PCV的可持续控制至关重要。
1. 引言
猪圆环病毒(PCVs)近几十年来已成为全球养猪生产中的主要病原体,引起PCV相关疾病。PCV相关疾病表现为多种临床实体,包括PCV2系统性疾病(PCV2-SD)、猪皮炎肾病综合征(PDNS)、繁殖障碍和呼吸道疾病。对健康和生产力造成的总体负担相当大:猪只生长更慢、饲料转化率恶化、死亡率增加,共同导致巨大的经济损失。这些损失不仅来自死亡和性能下降,还来自兽医服务、诊断检测和疫苗接种支出的增加。在一些地区,PCV相关疾病造成的年度经济损失估计达数亿美元。
过去十年,深入的研究增进了我们对PCVs的理解,并产生了更有效的控制策略。新的发现揭示了病毒的遗传多样性、致病机制、免疫逃避策略以及改进的诊断方法和疫苗的开发。本综述总结了过去十年PCV研究的关键进展和新兴挑战。
2. PCV的致病性与流行情况
2.1. 猪圆环病毒的分类与特征
2.1.1. 当前分类学与基因组特征
PCVs是微小的无包膜病毒,具有环状单链DNA基因组,直径通常为17-25纳米,属于已知最小的动物病毒之一。目前已识别出五种公认的物种,从PCV1到PCV5。PCV1最初是作为猪肾细胞系PK-15中的非致病性污染物被发现的。PCV2是PCV相关疾病的病原体,具有基因型多样性。尽管十年前仅认识到四种基因型(PCV2a, PCV2b, PCV2c, PCV2d),但现在根据开放阅读框2(ORF2)基因的系统发育和遗传距离分析,正式定义了八种基因型(PCV2a–PCV2h),并提出了可能的第九种基因型(PCV2i)。这些基因型表现出不同的全球分布模式和有据可查的随时间推移的转变。有证据表明,某些谱系,如PCV2d,可能比早期的疫苗衍生PCV2a毒株具有更强的复制适应性和部分免疫逃逸能力。然而,并未一致证明所有基因型在内在致病性方面存在显著差异。值得注意的是,PCV2b大约在2005年左右取代PCV2a成为优势谱系,而此后PCV2d在全球流行,这很可能是广泛疫苗接种带来的免疫压力所驱动。
近年来,宏基因组测序和分子监测导致了三种新PCV物种PCV3、PCV4和PCV5的鉴定,进一步扩大了PCV家族的已知多样性;然而,关于其流行率、宿主范围和致病相关性的证据仍然极为有限。PCV3于2016年在美国首次被发现,并与猪的繁殖障碍、心肌炎和全身性炎症有关。在系统发育上区别于PCV2,它与PCV2的全基因组核苷酸同一性仅为约48%。与PCV2类似,其基因组编码三个主要ORF,但存在显著的序列差异。
PCV4随后于2019年在中国出现呼吸道和胃肠道症状的猪中检测到。与PCV3类似,它与现有PCVs的核苷酸同一性较低(与PCV3约43%),并形成一个独立的进化枝。这些发现得益于下一代测序(NGS),该技术揭示了猪群中以前无法检测到的圆环病毒。然而,其致病潜力和流行病学影响仍在调查中。自发现以来,PCV4已在韩国、美国、泰国和欧洲部分地区的猪群中有报道,但其传播动态和流行率仍知之甚少。
最近,通过元基因组监测,在一株患有呼吸道、腹泻和繁殖障碍的猪中鉴定出一种新型环状单链DNA病毒,暂定为PCV5。PCV5拥有一个较大的环状基因组(约2.9 kb),编码的Rep和Cap蛋白与PCV1-4的相应蛋白氨基酸同一性极低。基于Rep的系统发育分析将PCV5置于圆环病毒科之外,而是与海豹粪便相关环状DNA病毒聚为一类,表明PCV5代表了更广泛的CRESS DNA病毒中的一个独特谱系。值得注意的是,PCV5在中国南方的猪群中检测到相对较高的分子和血清学流行率,并且已在体外成功产生感染性病毒和病毒样颗粒(VLPs)。然而,关于其传播动态、宿主范围以及在PCV相关疾病中的因果作用的证据仍然有限,其分类学地位和致病意义需要进一步的独立验证。
值得注意的是,虽然PCV3和PCV4具有PCV2的三个主要ORF,但这些ORF的功能保守性,特别是在复制效率和免疫调节方面,仍不清楚。
2.1.2. 进化起源与系统发育分析
PCV2是第一个被鉴定的致病性PCV,回顾性检测发现其可追溯到20世纪60年代的组织样本,尽管其进化起源要早得多。系统发育分析表明,PCV2d在2008年至2011年间出现于东南亚,随后传播到中国,并成为主要流行毒株。该病毒表现出强烈的遗传重组倾向,特别是在ORF1和ORF2之间的基因间隔区。分子钟分析估计PCV2的进化速率约为每位点每年3.5×10-3次替换,这主要由高密度养殖环境中持续传播的突变压力驱动。在意大利撒丁岛进行的流行病学研究表明,存在一个涉及自由放养的家猪和野猪的跨物种网络,这可能加速了遗传多样化和在生态种群中的传播。
PCV3遵循着与PCV2不同的进化轨迹。一项基于ORF2序列系统发育的2018-2022年中国流行病学研究将全球PCV3毒株分为三个主要进化枝(PCV3a、PCV3b和PCV3c),中国分离株主要属于PCV3a(68.2%)和PCV3b(31.8%)。PCV3a显示出高度的遗传稳定性(核苷酸相似性:97.8%–99.2%),而PCV3b则表现出更大的多样性(96.4%–98.1%)。选择压力分析在PCV3的Cap蛋白中鉴定出多个正选择位点(dN/dS = 2.31),表明这些位点的氨基酸突变可能增强免疫逃逸,促进持续感染和病毒传播。与PCV2不同,PCV3在中国野猪种群中的流行率显著高于集约化养殖系统,表明其可能适应低密度环境,无论是农业环境还是野生动物环境。
PCV4表现出独特的流行病学特征。一项西班牙的回顾性研究分析了302份野猪淋巴结样本,证明PCV4至少自2011年起就在欧洲野猪中广泛传播,更深入的系统发育分析将其传入时间追溯至约2000年。PCV4已形成两个主要进化分支:一个是中国特有谱系,另一个是国际谱系,包括来自美国、西班牙和其他亚洲地区的分离株。西班牙分离株形成了一个独特的单系群,遗传距离极小(0.00%–1.76%),表明在该地区经历了长期相对缓慢的适应性进化。此外,PCV4已在几个亚洲地区的野猪和户外饲养的家猪中检测到,但迄今为止尚未在集约化饲养的猪群中报道,表明其可能与户外或野生动物相关环境存在关联。
PCV3和PCV4在低密度或户外环境中的明显生存优势可能与其建立持续感染伴长期病毒血症、跨胎盘传播并在小群体中维持垂直传播周期、以及在家猪和野生动物共用的栖息地中抵抗环境灭活的能力有关。在野猪中,家族群体之间不频繁但重复的接触可能有利于能够长期携带和间歇性排毒的病毒。然而,关于传播效率和环境稳定性的实验数据仍然有限,这些机制在低宿主密度下对PCV3/4维持的相对贡献尚不清楚。
2.2. 不同PCV类型的致病性
2.2.1. PCV2致病机制
PCV2感染多种猪细胞类型,包括巨噬细胞、淋巴细胞和上皮细胞。病毒通过受体介导的内吞作用进入细胞,复制发生在细胞核中。PCV2感染引发病理变化,包括淋巴细胞耗竭、巨噬细胞活化和细胞因子失调。在PCV2-SD中,病毒导致严重的消耗性症状、淋巴萎缩和多系统病变。潜在的致病过程仍然复杂且仅部分明确,涉及直接的病毒细胞病变效应和间接的免疫病理反应。
近期研究表明,PCVs通过干扰cGAS-STING-I型干扰素(IFN-I)轴来调节宿主先天免疫。PCVs的复制相关蛋白(Rep)竞争性结合胞质DNA并抑制cGAS寡聚化,从而抑制干扰素产生。这种策略有助于病毒免疫逃逸和感染的持续。PCV2还诱导多种调节性细胞死亡途径。细胞焦亡标志物(如caspase-1和gasdermin D)在PCV2感染的淋巴组织中升高,尤其是在严重的PCV2-SD病例中。除了先天免疫调节和细胞死亡,病毒基因型在疾病严重程度中起关键作用。然而,现有证据并不一致,几项研究表明毒株特异性差异可能比基因型水平的模式更相关。此外,自噬和凋亡也被激活,可能调节病毒复制和免疫清除。
近期工作进一步阐明了宿主代谢和免疫调节因子在PCV2发病机制中的作用。研究发现HMG-CoA还原酶(HMGCR)负向调节PCV2感染:抑制或失活该酶可在体外和体内促进病毒复制并增强PCV2诱导的凋亡。相反,宿主蛋白如三方基序蛋白21(TRIM21)在促进干扰素产生的同时抑制凋亡,从而促进病毒持续存在。这些发现突显了宿主代谢酶和免疫调节因子作为PCV2致病性的关键决定因素,具有作为抗病毒治疗靶点的潜力。
基因型特异性差异进一步影响疾病结局。目前全球优势的PCV2d表现出比PCV2a或PCV2b更高的复制效率和更强的组织嗜性。在疫苗诱导的压力下,在ORF2的关键位点检测到正选择,尽管现有证据支持PCV2基因型之间存在广泛的交叉保护,差异主要限于部分降低而非完全免疫逃逸。田间研究经常报道在临床发病猪中同时检测到PCV2d和PCV3,其特征是高病毒载量和淋巴组织损伤。
总的来说,这些机制为田间观察到的临床综合征提供了机制桥梁。淋巴细胞耗竭、改变的细胞因子谱以及淋巴组织中失调的细胞死亡是PCV2-SD典型的消耗性症状、淋巴萎缩和系统病变的基础。类似地,PCV2诱导的免疫抑制损害黏膜和全身防御,在继发感染的情况下使猪易患严重的呼吸道和肠道疾病。在繁殖障碍中,持续的病毒血症和病毒相关的胎盘或胎儿病变与抗病毒免疫受损和病毒驱动的组织损伤一致。因此,PCV2的发病机制源于直接细胞病变效应、免疫逃逸和免疫介导损伤的汇聚,共同塑造了PCV相关临床结局的范围和严重性。
2.2.2. PCV3和PCV4:致病性新见解
PCV3于2016年首次被确认,与广泛的临床疾病相关,包括繁殖失败、心肌炎、PDNS样表现和全身性炎症,并且近期已提出病例定义标准以更好地界定PCV3相关疾病。虽然实验性感染通常导致轻微或无显性疾病,但田间研究一致将PCV3与淋巴耗竭、血管炎和胎儿木乃伊化联系起来。其在组织中持续存在并与PCV2共感染的能力可能加剧病理结局。此外,在死产仔猪的大脑和脑脊液以及胎儿组织和脐带中检测到PCV3 DNA,提示其具有神经嗜性和垂直传播能力。PCV3还通过靶向IFN-I信号通路干扰先天免疫,可能通过与其他圆环病毒共享的机制。
PCV4于2019年被鉴定,在出现呼吸道、肠道或生殖系统症状的猪以及无症状动物中均有发现。其组织嗜性似乎比PCV2/3更广泛,在肺、淋巴结、脾、肾和肠中均检测到病毒DNA。虽然PCV4与临床疾病之间的因果关系尚不清楚,但研究报道在患病猪中与PCV2或PCV3的混合感染,这可能加重症状严重程度。重要的是,在流产或死胎的胎儿脑和脊髓组织中也检测到PCV4 DNA,表明潜在的神经侵袭能力。感染性PCV4克隆的恢复已通过实验验证其在体内复制和引起感染的能力,攻毒仔猪表现出病毒血症、抗体反应和细胞因子上调的证据。
此外,实验比较揭示了PCV2、PCV3和PCV4 distinct的致病特征。PCV2引起典型的消耗性症状和淋巴耗竭,而PCV3引起较轻的疾病但具有更广泛的组织嗜性(在心脏、肺和脑中检测到病毒)。PCV4产生独特的病理损伤,包括心脏纤维化和肾脏变化,尽管缺乏严重的临床症状。这些发现表明,虽然PCV3和PCV4的毒力低于PCV2,但它们可引起器官特异性损伤,并导致亚临床或与混合感染相关的综合征。
总体而言,PCV3和PCV4都能引起全身性感染,具有垂直传播和神经侵袭的潜力。它们持续存在、与PCV2d相互作用并引起器官特异性损伤的能力突显了它们在PCV相关疾病中可能的协同作用。结合田间和实验证据,我们的数据强调需要认识到PCV3和PCV4不是良性病原体,而是需要改进诊断、监测和疫苗策略的新发病原体。
2.3. PCV全球流行趋势
基因型转变、疫苗接种压力和种间传播塑造了PCVs的全球分布。PCV2仍然是全球优势病毒,在中国、美国和欧洲,基因型经历了从PCV2a到PCV2b(约2005年)再到PCV2d(约2013-2016年)的转变。PCV2d现在全球占主导地位,归因于其增强的复制能力、遗传多样性和部分疫苗逃逸能力,这种转变可能反映了广泛疫苗接种下的免疫选择。其流行率在某些地区超过70%。新变种,包括PCV2e和PCV2f,最近在野生和家养猪群中被识别,尤其是在南美洲和中国。近期研究在非猪科动物宿主(包括野生反刍动物、食肉动物和啮齿类动物)中检测到PCV2,表明频繁的跨物种溢出,尽管大多数此类发现可能反映了有限的、流行病学上不重要的终端感染。
PCV3已变得广泛传播,流行率估计在10%到50%以上。它已在多种物种中报道,包括猪、野猪、反刍动物、狗和节肢动物,常与PCV2混合感染。垂直传播和持续感染引发了对长期群体健康的担忧。PCV4显示出相对有限但不断增加的流行情况,在患有呼吸道或繁殖障碍的猪以及野猪中被鉴定。Holgado-Martín等人发现野猪淋巴结样本中PCV4阳性率为33.7%。值得注意的是,与PCV2/3混合感染很常见。相比之下,PCV5迄今为止仅零星检测到,目前尚无可靠的流行率估计。
总之,PCV2d是全球优势毒株,而PCV3和PCV4以不同水平共同循环,有时跨越不同物种。持续的监测对于追踪流行趋势和调整疫苗接种策略至关重要。
3. 免疫抑制与混合感染
3.1. 猪圆环病毒诱导的免疫抑制
PCV2因其对猪的免疫抑制效应而广为人知。它感染巨噬细胞、淋巴细胞和树突状细胞,损害吞噬和信号功能,并诱导细胞凋亡。受感染的巨噬细胞释放高水平的白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α),导致细胞因子失衡和免疫功能障碍。此外,PCV2通过抑制主要组织相容性复合体II类(MHC-II)表达并降低抗原呈递细胞上的共刺激分子(如CD80和CD86)水平来阻碍抗原呈递,从而削弱T细胞活化并降低对疫苗接种的免疫反应。
除了一般的免疫破坏,PCV2调节特定的免疫细胞亚群和信号通路。近期发现强调了其对T辅助细胞17(Th17)反应的抑制,导致IL-17A产生减少和黏膜免疫受损。自然杀伤(NK)细胞毒性也减弱,特别是在淋巴组织中,促进病毒持续存在。分子谱分析的进展进一步揭示PCV2改变宿主microRNA表达(例如miR-139-5p和let-7e),进而调节抗原加工和细胞因子信号传导。
除了PCV2,PCV3也可能导致免疫抑制。它在体外减少干扰素-β(IFN-β)产生并抑制淋巴细胞增殖,可能有助于免疫逃逸和病毒持续存在。值得注意的是,持续性PCV3病毒血症与生殖和新生儿综合征相关,尽管潜在机制尚不清楚,可能涉及系统性免疫失调而非直接因果效应。总的来说,这些发现表明PCVs采用多样且不断演变的免疫抑制策略,靶向先天和适应性免疫,从而促进继发感染并降低受影响猪群的疫苗效力。
3.2. 猪免疫抑制的后果
PCVs,尤其是PCV2,被广泛认为能够诱导免疫抑制,使猪易患严重的临床并发症。患有PCV2诱导的免疫功能障碍的猪对细菌(如猪链球菌和大肠杆菌)以及病毒(包括猪细小病毒(PPV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪流行性腹泻病毒(PEDV)等)的继发感染高度易感。这些混合感染通常导致症状加剧、病原体载量更高和死亡率增加。
近期研究表明PCV2-PRRSV、PCV-非洲猪瘟病毒(ASFV)、PCV2-伪狂犬病毒(PRV)或PCV2-PPV混合感染中存在协同致病性,其特征是更严重的肺部病变、病毒血症升高和明显的淋巴耗竭,与单一感染相比。在PCV2-猪肺炎支原体混合感染模型中也观察到类似结果,其中呼吸道病理和生长抑制显著增强。此外,PCV2相关的免疫抑制可能导致疫苗效力降低,因为受感染的猪通常表现出较弱的抗体反应,这可能与抗原呈递缺陷和T细胞启动受损有关,导致即使遵循正确的免疫程序也会疫苗失败。
新出现的证据表明PCV3也可能降低免疫反应性,特别是在慢性感染猪群中。该病毒在表现出繁殖问题和全身性炎症的接种和未接种疫苗的猪中均被识别,表明PCV3相关的免疫调节可能持续存在 despite vaccination。这种持续的免疫失调潜力有助于解释为什么PCV混合感染会使疫苗反应复杂化并降低免疫计划的整体有效性。因此,PCV诱导的免疫抑制不仅通过混合感染加重疾病,而且对现代养猪业中有效的免疫和疾病控制构成主要障碍。
3.3. 混合感染及其影响
3.3.1. 常见混合感染组合
PCVs经常与一系列细菌和病毒病原体共同感染猪,导致复杂的、常具协同效应的临床结局。其中,近期研究继续强调PCV2-PRRSV混合感染是一个有充分记载的组合,会加剧呼吸道和繁殖障碍。
与PPV的混合感染与繁殖失败密切相关,表现为胎儿损失,如吸收和木乃伊化。在呼吸道疾病中,PCV2和猪肺炎支原体同时感染会加重肺部病变和生长迟缓,因为两种病原体都损害宿主的呼吸道防御机制。
近期的观察进一步报道了PCV3与PRRSV、PCV2或PEDV的混合感染,特别是在生殖和新生儿疾病病例中,表明新出现的共循环模式具有潜在的免疫调节相关性。
3.3.2. 对疾病严重程度的协同效应
涉及PCVs的混合感染通常表现出协同相互作用,通过增强病毒复制、抑制免疫反应和累积造成组织损伤来放大疾病严重程度。例如,在PCV2-PRRSV双重感染中,PRRSV损害肺巨噬细胞功能,而PCV2同时抑制适应性免疫反应,共同导致更严重的肺炎和延长的病毒血症。
在PCV2-PPV感染中观察到类似的协同模式,其中病毒诱导的淋巴组织细胞凋亡促进病毒传播到子宫和胎盘,从而加剧繁殖损失。在PCV2、PRRSV和猪肺炎支原体的三重感染中,猪出现多系统炎症和生长性能差,即使在接种疫苗后也是如此,突显了在田间条件下管理多病原体疾病的困难。
我们的研究进一步揭示,PCV2和PRV混合感染通过引发内质网应激(ERS)并通过激活PERK–eIF2α–ATF4–CHOP和IRE1–XBP1–EDEM信号级联启动未折叠蛋白反应(UPR)来加重疾病进程,这些反应共同促进细胞凋亡和组织损伤。此外,我们发现PCV2-PRV混合感染通过NF-κB、JAK/STAT、MAPK和NLRP3通路放大免疫抑制和炎症反应,导致更严重的神经和呼吸系统病理变化,以及体内仔猪死亡率增加。
虽然PCV3-PCV4协同作用的确切机制尚不清楚,但近期田间观察表明,它们与PCV2或PRRSV共循环可能加剧临床表现、延迟恢复或导致非典型疾病表型。
总之,这些发现说明PCV相关的混合感染不仅仅是叠加效应,需要综合的诊断和控制策略。
4. Cap蛋白免疫原性
4.1. Cap蛋白的结构与功能
由ORF2编码的Cap蛋白是PCVs的唯一结构组分,形成病毒的二十面体衣壳。它在基因组包装、核定位和宿主受体相互作用中起重要作用。在结构上,Cap蛋白包括一个带正电荷的N端核定位信号(NLS)、一个或多个与病毒基因组相互作用的DNA结合域、以及几个构成主要构象抗原位点的表面暴露环。例如,在PCV2中,包含ORF2内关键氨基酸位置的环区域形成主要中和表位,而在PCV3和PCV4中,整体衣壳结构是保守的,但这些环和NLS基序中的特定替换已有报道,可能改变物种和基因型之间的受体使用、核运输效率和表位暴露。
重组蛋白表达和冷冻电镜(cryo-EM)的进展使得能够详细表征跨PCV基因型的Cap。Bi等人表征了PCV3的重组Cap蛋白,证明其能够形成VLPs。这些PCV3 VLPs诱导了强烈的体液和细胞免疫反应,表明保守的结构基序对衣壳形成和免疫原性都至关重要。跨基因型的比较分析进一步揭示了表面环中的氨基酸替换,特别是在PCV2d中,这可能改变表位暴露和免疫识别。这种抗原漂移有助于解释基因型间毒力和疫苗反应性的差异。Liu等人开发了一种靶向基因型特异性Cap表位的阻断ELISA,证实了这些突变的功能相关性。PCV2a和PCV2d Cap的比较分析确定了表面环中基因型特异性替换,这些替换改变了局部电荷和疏水性,而PCV3和PCV4 Cap蛋白保留了整体的T=1二十面体对称性,但显示出较低的序列同一性和不同的环构象。Cap拓扑结构中这些种间和基因型间的差异可能有助于观察到的PCV毒株间抗原性、中和谱和交叉保护的可变性。
这些发现强调,Cap蛋白的结构域不仅对衣壳完整性至关重要,而且塑造了免疫原性和免疫逃逸。这些见解阐明了免疫调节机制,并指导基因型特异性诊断和下一代疫苗的合理设计。
4.2. Cap蛋白的免疫原性
4.2.1. 免疫反应的诱导
Cap蛋白是PCV感染期间驱动宿主免疫识别的主要免疫原。它刺激免疫系统的体液和细胞分支,使其成为诊断应用和疫苗开发的核心要素。
对于PCV2,广泛的研究表明,基于Cap衍生的VLPs的疫苗能有效引发强烈的中和抗体产生,并激活CD4+和CD8+T淋巴细胞。用重组PCV2 Cap-VLPs进行实验性疫苗接种可诱导高水平的Cap特异性血清IgG和平衡的Th1/Th2细胞因子反应,反映了强大的全身和黏膜免疫保护。
对于PCV3,近期研究证实了其Cap蛋白的免疫原性。重组PCV3 Cap形成了结构良好的VLPs,并促进了淋巴细胞增殖、IFN-γ和IL-10的分泌,表明先天性和适应性免疫的协调激活。
相比之下,新出现的证据表明PCV4 Cap蛋白的免疫原性较弱。研究人员在昆虫细胞或大肠杆菌中表达了重组PCV4 Cap,证明它能触发可测量的IgG反应,但仅微弱刺激T细胞相关细胞因子,表明相对于PCV2和PCV3其免疫刺激特性较弱。我们的团队进一步发现,针对PCV2至PCV4重组Cap蛋白产生的抗体可以与不同的PCVs发生交叉反应。总之,这些发现表明PCVs的Cap蛋白表现出保守的免疫原性,PCV4可能显示出较低的效力。这些比较性见解对于优化疫苗设计和评估这些病毒之间的交叉保护潜力至关重要。
4.2.2. 影响免疫原性的因素
多种因素影响PCV Cap的免疫原性,包括氨基酸变异、翻译后修饰和宿主的免疫状态。
在遗传水平上,PCV基因型多样性起着关键作用。Cap表面暴露环中的突变,特别是在PCV2d和PCV2e中,可以改变关键抗原表位,可能降低疫苗效力和诊断敏感性。Liu等人开发了一种靶向基因型特异性表位的阻断ELISA,证明这些替换有助于免疫逃逸和诊断性能不佳。
翻译后修饰,特别是N-连接糖基化,可以调节PCV2 Cap的免疫原性。Gu等人通过比较野生型和糖基