PRV屬于皰疹病毒科水痘病毒屬，是一種能感染多種家養(yǎng)及野生動(dòng)物的病原體。從2011年開始，我國的多個(gè)豬養(yǎng)殖場相繼出現(xiàn)高致病性的PRV變異株感染疫情，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。然而現(xiàn)有的疫苗只對(duì)傳統(tǒng)PRV毒株有效，卻不能對(duì)新流行的突變株提供有效的保護(hù)，因而開發(fā)新型的PRV疫苗和治療性藥物對(duì)于疫情控制至關(guān)重要。gB是PRV表面一種重要的囊膜糖蛋白，在病毒入侵細(xì)胞過程中起著關(guān)鍵作用。同時(shí)，gB也是一種重要的病毒表面抗原，能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生中和抗體以對(duì)抗病毒感染，因此，gB成為偽狂犬病毒疫苗和藥物設(shè)計(jì)的一個(gè)理想靶標(biāo)。

 

研究人員通過免疫學(xué)方法，篩選獲得了15株針對(duì)gB的鼠源中和抗體，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了深入研究。根據(jù)抗體發(fā)揮中和作用的補(bǔ)體依賴性進(jìn)行區(qū)分，這15株抗體被劃分為兩個(gè)類群——其中有14株依賴于補(bǔ)體而發(fā)揮中和活性，另外1株（1H1）則不依賴補(bǔ)體而直接阻斷病毒入侵。并且，1H1單克隆抗體具有廣譜中和活性，能抑制傳統(tǒng)野生型和多種變異株P(guān)RV感染細(xì)胞。為了探索這些抗體的中和機(jī)制，研究人員通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）、生物膜干涉技術(shù)（BLI）和電鏡三維重構(gòu)技術(shù)，揭示了上述兩類抗體的表位在gB表面的分布。其中14株補(bǔ)體依賴性抗體的表位均分布于gB的頭部區(qū)第四結(jié)構(gòu)域，而1H1的表位則位于含有融合肽（fusionloop）的gB基部區(qū)第一結(jié)構(gòu)域（圖1）。并且，1H1的表位被初步定位于以gB基部區(qū)210螺旋為中心的區(qū)域，其中第214位的精氨酸在gB和1H1相互作用中起著至關(guān)重要的作用（210-helix，圖2）。由于該表位與融合肽較為鄰近，提示1H1抗體的結(jié)合很可能會(huì)干擾病毒與細(xì)胞之間的膜融合過程從而發(fā)揮中和作用。綜上所述，該項(xiàng)研究證明了gB的頭部區(qū)和基部區(qū)含有多種抗原表位，而靶向不同表位的抗體通過不同的作用機(jī)制抑制病毒感染細(xì)胞，為抗病毒藥物的開發(fā)以及亞單位疫苗的研發(fā)提供了新的思路。

 

該項(xiàng)研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、科技部973項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)以及河南省重大科技項(xiàng)目等的資助。該研究同時(shí)得到了中國科學(xué)院微生物研究所高福院士、四川大學(xué)逯光文教授等專家的支持。相關(guān)成果于2017年12月20日在國際知名微生物學(xué)期刊PLoSPathogens上在線發(fā)表。該文章第一作者為國家獸用藥品工程技術(shù)研究中心李向東博士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、國家獸用藥品工程技術(shù)研究中心主任田克恭及中國科學(xué)院微生物研究所研究員施一為論文共同通訊作者。

 

Abstract

 

Pseudorabiesvirus(PRV)belongstotheHerpesviridaefamily,andisanimportantveterinarypathogen.HighlypathogenicPRVvariantshavecausedsevereepidemicsinChinasince2011,causinghugeeconomiclosses.Totackletheepidemics,weidentifiedapanelofmousemonoclonalantibodies(mAbs)againstPRVglycoproteinB(gB)thateffectivelyblockPRVinfection.Amongthese15mAbs,fourteenofthemblockPRVentryinacomplement-dependentmanner.Theremainingone,1H1mAb,howevercandirectlyneutralizethevirusindependentofcomplementanddisplaysbroad-spectrumneutralizingactivities.WefurtherdeterminedthecrystalstructureofPRVgBandmappedtheepitopesoftheseantibodiesonthestructure.Interestingly,allthecomplement-dependentneutralizingantibodiesbindgBatthecrownregion(domainIV).Incontrast,theepitopeof1H1mAbislocatedatthebottomofdomainI,whichincludesthefusionloops,indicating1H1mAbmightneutralizethevirusbyinterferingwiththemembranefusionprocess.OurstudiesdemonstratethatgBcontainsmultipleB-cellepitopesinitscrownandbaseregionsandthatantibodiestargetingdifferentepitopesblockvirusinfectionthroughdifferentmechanisms.Thesefindingswouldprovideimportantcluesforantiviraldrugdesignandvaccinedevelopment.