口蹄疫病毒O型东南亚拓扑型抗原变异研究

【目的】O型口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)不断变异,易导致现用疫苗与流行毒株的抗原匹配性下降引起免疫效果不佳,疫情零星散发。近年来,O型FMDV中SEA(东南亚)拓扑型流行活跃且不断变异,持续对口蹄疫防疫产生压力。系统解析O型FMDV毒株特异性抗原位点以及不同拓扑型毒株的序列差异,明确抗原变异的关键氨基酸,可为FMD抗原分子设计提供依据,为FMD防控提供指导。【方法】利用10株(SEA拓扑型)毒株特异性牛源单克隆中和抗体,对毒株O/GSLX/2010(O/Mya/98谱系)进行抗体压力筛选逃逸突变株,鉴定这10株抗体所识别表位的关键氨基酸。利用牛源多抗血清样本(32份)与逃逸突变毒株进行病毒交叉中和试验,分析SEA拓扑型毒株的免疫优势表位;通过序列比对分析不同拓扑型毒株在该抗原表位上的差异。利用反向遗传技术将差异性抗原表位引入O型FMDV经典疫苗株O/HN/CHA/93(Cathay拓扑型),对拯救的点突变毒株测序分析后进行间接免疫荧光试验鉴定,并通过病毒蚀斑测定与一步生长曲线检测病毒的复制动力学。利用SEA拓扑型毒株特异性单克隆中和抗体,通过中和试验分析拯救突变株的抗原性,确定影响病毒抗原性的关键氨基酸,评估毒株特异性位点氨基酸的改变对抗原谱的影响。【结果】SEA拓扑型特异性抗原表位主要集中于结构蛋白VP1的B-C/C-D环,属于抗原位点3。10株抗体中多数抗体(8/10)识别的抗原表位在VP1上,其中有6株单抗(A19、B55、B74、C5、F53和F166)识别的关键氨基酸位于VP1 B-C环(T43、K45)及C-D环(P58),另外2株单抗(B66和F41)识别的关键氨基酸位于VP1 C末端。病毒交叉中和试验结果表明,VP1上43位和VP3上131位氨基酸的改变显著降低了牛源多抗血清的抗体效价。对O型FMDV不同谱系毒株(26株)序列进行分析,发现三种拓扑型毒株VP1 B-C/C-D环的28、47、56和58位氨基酸不同。利用反向遗传技术成功将毒株特异性抗原表位引入Cathay拓扑型毒株(O/HN/CHA/93),拯救出6株FMDV的点突变株:POZ-GSLX-M58、POZ-GSLX-M56/58、POZ-GSLX-M28/58、POZ-GSLX-M47/58、POZ-GSLX-M28/58/47和POZ-GSLX-M47/56/58。微量中和试验结果表明,VP1上56/58位对毒株抗原性起到关键作用;然而,进一步增加28位和47位突变会降低抗体B83的中和作用,影响毒株自身的抗原性。因此,VP1上56和58位氨基酸的改变可以扩展SEA拓扑型特异性中和mAbs对O/HN/CHA/93毒株的中和效力与广度。【结论】O型FMDV结构蛋白VP1上56和58位氨基酸是引起SEA拓扑型毒株抗原变异的关键位点,引入这些抗原决定簇可以拓展FMDV O/HN/CHA/93的抗原谱。研究为FMD防控及疫苗设计提供参考。