豬流行性腹瀉（PED）作為一種急性、高度接觸性腸道傳染病，由豬流行性腹瀉病毒（PEDV）引起，常導(dǎo)致仔豬嚴(yán)重腹瀉和高死亡率。自20世紀(jì)70年代首次報(bào)道以來(lái)，該病已在全球范圍內(nèi)廣泛流行。2010年后，高致病性PEDV變異株在全球迅速暴發(fā)，造成數(shù)百萬(wàn)頭仔豬死亡，給全球養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)損 失。 疫苗免疫是防控PEDV的核心手段，但臨床上廣泛使用的基于GⅠ型經(jīng)典株開(kāi)發(fā)的疫苗對(duì)近年來(lái)流行的GⅡ型變異株保護(hù)效果十分有限，已免疫疫苗的豬場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)突破性感染。這一現(xiàn)象提示，PEDV變異株可以逃逸經(jīng)典毒株疫苗誘導(dǎo)的免疫保護(hù)，但其分子機(jī)制仍有待深入解析。

近日，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獸醫(yī)所李彬研究員團(tuán)隊(duì)在PEDV變異株體液免疫逃逸分子機(jī)制方面取得重要進(jìn)展，研究成果以題為“Evasion of Humoral Immune Responses by A Key Mutational Region of the S2 Subunit in PEDV Variants”在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《mBio》。

研究人員首先證實(shí)了PEDV GⅡ變異株顯著逃逸GI經(jīng)典毒株誘導(dǎo)的中和抗體，且該逃逸現(xiàn)象主要發(fā)生于病毒復(fù)制早期的吸附和入侵階段。研究聚焦于突變頻率高的S蛋白，該蛋白是介導(dǎo)病毒受體結(jié)合、膜融合及免疫識(shí)別的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)蛋白，通過(guò)反向遺傳操作系統(tǒng)構(gòu)建了系列S基因替換的嵌合重組病毒，結(jié)合交叉中和試驗(yàn)和空斑減少試驗(yàn)分析，鑒定出S1亞基的C端和S2亞基在變異株逃逸中和抗體中的重要作用。進(jìn)一步的精準(zhǔn)篩選發(fā)現(xiàn)，S2亞基中894–993位氨基酸（aa）區(qū)域是調(diào)控PEDV變異株逃逸中和抗體的關(guān)鍵功能區(qū)域。

動(dòng)物攻毒試驗(yàn)與免疫保護(hù)試驗(yàn)表明，將變異株的894–993 aa區(qū)域替換為經(jīng)典株序列后，病毒毒力顯著降低，且中和抗體逃逸能力受損。機(jī)制研究進(jìn)一步揭示，變異株S2亞基894–993 aa區(qū)域通過(guò)增強(qiáng)病毒膜融合能力，促進(jìn)病毒細(xì)胞間傳播，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中和抗體的逃逸。此外，蛋白結(jié)構(gòu)建模顯示，該區(qū)域可改變S蛋白的表面理化性質(zhì)，進(jìn)而可能干擾抗體對(duì)抗原表位的識(shí)別與結(jié)合。

綜上所述，該研究首次鑒定了S2蛋白亞基894-993 aa是調(diào)控毒力與體液免疫逃逸的關(guān)鍵區(qū)域，系統(tǒng)揭示了PEDV變異株可以通過(guò)早期中和抗體逃逸與后期細(xì)胞間傳播增強(qiáng)的協(xié)同策略實(shí)現(xiàn)持續(xù)感染。該研究不僅深化了對(duì)冠狀病毒致病與免疫逃逸機(jī)制的認(rèn)識(shí)，也為新型疫苗設(shè)計(jì)及抗病毒策略開(kāi)發(fā)提供了重要理論依據(jù)和潛在靶點(diǎn)。

江蘇省農(nóng)科院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生劉詩(shī)雨為論文第一作者，江蘇省農(nóng)科院李彬研究員等為論文共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。