非洲猪瘟(ASF)是猪的一种高传染性、高致死性的接触性传染病,它是由非洲猪瘟病毒(ASFV)感染引起的,ASFV 是一种双链DNA 病毒,基因组庞大复杂,可编码170~190 种蛋白。ASF 自2018 年传入我国以来,对我国的社会、经济等造成严重影响,但目前尚无可用的商品化疫苗,ASF 的防控受到巨大挑战。目前ASF 疫苗的研发主要包括灭活疫苗、亚单位疫苗、病毒活载体疫苗以及基因缺失活疫苗等,其中基因缺失活疫苗的研发被普遍认为是一种较为有效的方式。
近期发表于《Journal of Virology》的研究论文,探讨了QP509L 和QP383R 两基因联合缺失后的效果。缺失QP509L 和QP383R 基因的重组ASFV(ASFV-ΔQP509L/QP383R)病毒进行猪体实验,结果显示感染该病毒的动物全部存活,表明敲除这两个基因后病毒毒力大幅下降,并检测到动物体内ASFV p30 抗体增加不明显。攻毒试验结果显示,该双基因缺失重组病毒对猪无保护作用。原因可能是双基因缺失重组病毒诱导产生的IFN-β、TRAF2 等干扰素相关因子含量太低。本研究可为今后开发ASF 基因缺失减毒活疫苗提供一定的参考资料。
为了探究QP509L 和QP383R 双基因的功能,该研究首先利用同源重组的方式构建了双基因缺失重组病毒。对该重组病毒的体外生长特性试验发现,ASFV-ΔQP509L/QP383R 病毒拷贝数、滴度均低于ASFV 野毒,缺失毒的p72 表达减少;动物实验中,注射104HAD50ASFV 野毒组,3 d~4 d 体温即高于40 ℃,并迅速死亡,而注射ASFV-ΔQP509L/QP383R组在17 d内全部存活,进一步检测结果显示注射缺失毒的动物血液及口鼻粪拭子中带毒量显著低于ASFV野毒组。这表明QP509L 和QP383R 两基因缺失后,ASFV 毒力明显减弱。上述研究结果证实ASFV QP509L 和QP383R 是ASFV 的毒力基因,同时也是ASFV 复制相关基因。
为进一步探究ASFV-ΔQP509L/QP383R 对ASFV野毒的感染是否具有保护效果,对免疫了ASFVΔQP509L/QP383R 的猪注射102HAD50ASFV 亲本病毒。结果显示,免疫后攻毒猪与对照猪死亡率无显著性差异。进一步利用PCR 检测结果显示免疫缺失毒后攻亲本病毒的动物血液、口鼻粪拭子中含毒量与对照组基本无差别,动物组织含毒量与对照组无显著性差异,以上结果表明ASFV-ΔQP509L/QP383R无法对受到ASFV 亲本病毒感染的猪提供保护作用。为进一步阐释动物免疫ASFV-ΔQP509L/QP383R 后对亲本病毒攻毒失败具体分子机制,对感染ASFVΔQP509L/QP383R或者ASFV细胞进行转录组分析,结果显示,ASFV-ΔQP509L/QP383R 组感染的细胞中,Ifnb、Traf2、Cxcl10、Isg15、Rantes以及Mx1等天然免疫相关基因转录水平显著下降,荧光定量PCR也检测上述基因的表达,并得到相同结果,由此表明ASFV缺失QP509L和QP383R抑制了一些天然免疫基因的表达。动物实验也显示,ASFV-ΔQP509L/QP383R 组感染的猪血清中,p30 抗体及IFN-β 因子含量均较低,证明ASFV-ΔQP509L/QP383R 在猪体内诱导产生的免疫反应水平较低,从而无法对感染ASFV 野毒猪提供保护效果。
该研究通过对ASFV-ΔQP509L/QP383R 进行细胞及猪动物实验,表明该重组病毒毒力显著下降,但对于ASFV 野毒的感染并无保护效果,并对其背后的机制进行了初步的研究。这为以后ASF 基因缺失活疫苗的有效性检测等提供了一定指导意义。