近日，中國工程院院士張改平院士團隊在權威雜志Plant Biotechnology Journal發(fā)表了題“Rice-produced classical swine fever virus glycoprotein E2 with herringbone-dimer design to enhance immune responses”的研究論文。該研究論文以水稻胚乳表達經典豬瘟病毒E2為例，描述了一種簡單、高效的疫苗設計策略。通過水稻表達“人字形”E2二聚體（ht-rE2 dimer），闡明水稻表達系統(tǒng)具備精準表達體外設計蛋白的潛力。其表達E2二聚體具有病毒囊膜蛋白的天然構象和高效的抗原活性，同時具備安全性、易于大規(guī)模生產和低成本的特點。本研究為水稻生產動物疫苗的分子設計提供理論依據(jù)。

 

　　黃病毒科瘟病毒屬的病毒嚴重危害全球動物健康，造成巨大的經濟損失。經典豬瘟病毒（CSFV）是第一個被報道的由瘟病毒引起的病原體，CSFV屬于單股正鏈RNA囊膜病毒。目前批準的CSFV疫苗大多是減毒活疫苗，該疫苗的安全性、長期保護作用及CSFV凈化等問題仍有待解決，而大多數(shù)商品化亞單位疫苗免疫應答水平較低，需要大劑量和多次注射，這可能導致浪費動物的免疫潛力，且存在潛在的副作用。因此，迫切需要開發(fā)一種安全、高效、低劑量和穩(wěn)定性高的疫苗。

 

　　本研究提出了一種簡單高效的二聚體疫苗設計策略，并以CSFV E2為例驗證疫苗設計的可行性（圖1）。通過水稻胚乳表達ht-rE2 dimer，并在小鼠，兔子和豬的動物實驗中驗證疫苗的免疫應答水平和疫苗效力。結果顯示，接種兩次284 nght-rE2 dimer疫苗或一次接種5.12 μg ht-rE2 dimer疫苗均可有效保護實驗動物豬免受病毒攻擊。值得注意的是，低劑量284 ng ht-rE2 dimer疫苗免疫誘導產生的中和抗體滴度是減毒活疫苗的32倍，且E2特異性抗體的免疫持續(xù)期長達180天以上。進一步研究表明，該疫苗誘導的免疫應答不受動物母源抗體的影響（圖2）。通過晶體結構和小角度X-線散射的方法，驗證ht-rE2 dimer“人字形”二聚體排布符合預期，且該結構具有兩個完全暴露的雙受體結合域（圖3）。由于瘟病毒與HCV在結構和功能上有許多相似之處，因此瘟病毒常被用作HCV的替代模型被廣泛研究。綜上所述，該研究為HCV和其他黃病毒科病毒疫苗的設計提供理論基礎，同時論證了水稻生產平臺在獲得綠色健康藥物中具有良好的應用前景。

 

　　許倩茹博士和馬凡舒博士為本文的共同第一作者。河南農業(yè)大學、龍湖現(xiàn)代免疫實驗室、北京大學現(xiàn)代農學院張改平院士和河南農業(yè)大學動物醫(yī)學院的張二芹副教授為本文的共同通訊作者。本研究得到了河南省重大科技專項等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14152