ASFV亞單位疫苗研究

2021-01-16 李曼養豬大會


非洲豬瘟病毒(ASFV)是對全世界生豬產業影響最大的豬病之一。本文主要介紹ASFV的各種亞單位疫苗研究策略,主要包括ASFV亞單位疫苗、DNA疫苗和病毒載體疫苗。同時還介紹了已知的ASFV抗原和ASFV免疫病理學增強相關抗原。

ASFV是一種能引起家豬和野豬死亡的毀滅性和有巨大經濟意義的疾病。目前還沒有針對ASFV的疫苗。之前很多探索過程在很大的程度上是失敗的。主要的原因是該病毒的複雜性以及我們對ASFV毒力因子和保護相關因素的理解有限。ASFV是Asfarviridae家族的唯一成員,它是大的雙鏈DNA病毒,基因組大小從170到190kb不等,編碼超過150種蛋白質,其中許多蛋白質的功能仍未確定。從病毒粒子中鑑定的結構蛋白超過68種。

傳統的疫苗方法,如滅活病毒已被證明對ASFV無效。ASFV的自然弱毒株或基因工程改造弱毒株的效果更好。然而,減毒活疫苗通常只能保護相同基因型的毒株,而不能保護其他毒株的感染。此外,減毒活疫苗往往有一定的副作用,如皮膚損傷和關節腫脹等,這阻礙了它們作為疫苗的發展。減毒活疫苗也可引起慢性或持續性感染,並有毒力返強的風險。減毒活疫苗的另一個問題是缺乏穩定的生產細胞系,因為ASFV優先在原代單核細胞/巨噬細胞中複製。基於這些原因,ASFV亞單位疫苗方法(ASFV亞單位疫苗、DNA疫苗和病毒載體疫苗)已被作為一種可行方案進行探索。

已研究了幾種ASFV亞單位疫苗、DNA疫苗和病毒載體疫苗策略,但成功率有限,有時結果不一致。這種不一致性可歸因於多種因素,包括疫苗類型、疫苗接種策略、使用的抗原和誘導的免疫反應,以及使用的攻毒模型,包括動物遺傳學、病毒株、疫苗和攻毒劑量等因素。與減毒活疫苗相比,亞單位和DNA疫苗提供了一種副作用更少、安全性更高的有針對性的方法。許多ASFV免疫原性蛋白已被鑑定,下面也會介紹這些抗原在ASF防控中的作用。由ASFV CP204L、E183L、B646L、CP530R和EP402R基因編碼的結構蛋白p30、p54、p72、pp62和CD2V是ASFV亞單位疫苗研究的主要靶點,包括以單個ASFV抗原靶點或多靶點混合接種。

早期的ASFV疫苗研究側重於基於抗原的方法,旨在誘導血清中和反應(表1)。第一個證明抗ASFV攻毒的重組ASFV蛋白是杆狀病毒表達的ASFV血凝素(HA)蛋白:CD2v。用重組CD2v蛋白接種豬3次,然後用毒力強的基因型I ASFV E75株攻擊,產生CD2v特異性抗體,其中一隻豬表現出病毒中和活性。所有三隻免疫豬都受到了保護,免受致命的攻擊,儘管有兩隻動物有病毒血症。這項研究以及先前的研究結果表明,CD2v不是一種強有力的免疫原性抗原,可能需要高劑量的蛋白質誘導良好的保護。

1.以抗原為基礎的非洲豬瘟病毒(ASFV)疫苗在豬模型中的評價

疫苗類型

ASFV靶蛋白

免疫接種次數,劑量, 佐劑

特異性/中和性抗體

T細胞應答

攻毒毒株和劑量

臨床結果

杆狀病毒表達蛋白

CD2v (E75CV)

3×; 0.5–1 × 107 HAU +弗氏佐劑

是;無

NA

E75; 4 × 102

100% 保護, n = 3/3

杆狀病毒表達蛋白

p30, p54, p54 + p30 (E75)

3×; 100 μg +弗氏佐劑

是;是

NA

E75; 5 × 102

50%保護, n = 3/6

杆狀病毒表達蛋白

p54/p30 chimera (E75)

5×; 100 μg +弗氏佐劑

是;是

NA

E75; 5 × 102

100%保護, n = 2/2

杆狀病毒表達蛋白

p54 + p30 + p72 + p22 (Pr4)

4×; 200 μg +弗氏佐劑

是;是

NA

Pr4; 104

臨床疾病和病毒血症的輕微延遲; 無保護, (n= 0/6)

HEK 細胞表達蛋白

p72, p54, p12 (Georgia 2007/1)

2×; 200 μg/抗原 + TS6 佐劑

是;NA

部分

NA

NA

p30也被稱為p32;CD2v也被稱為HA=血凝素;NA=不可用。


ASFV p54和p30常被用於ASFV亞單位疫苗的研究,這兩種結構蛋白分別參與病毒附著和內化,這兩種結構蛋白都能夠誘導病毒產生中和抗體。僅用p54或p30抗原免疫豬不足以保護豬免受毒力ASF攻擊。然而,同時用p54和p30免疫的豬出現臨床症狀的時間延遲,病毒血症降低,6隻豬中有3隻受到了E75毒株攻毒的保護。同樣,用杆狀病毒表達的p54/p30融合蛋白免疫也能減少病毒血症,並保護所有豬免受E75毒力攻擊。

另一方面,用杆狀病毒表達蛋白p30+p54+p72+p22的混合物免疫的豬沒有受到與毒性ASFV-Pr4基因型I毒株的同源毒株攻毒的保護。這項研究的結果表明,由p30+p54+p72+p22蛋白質誘導的中和抗體不足以起到保護作用。這一點得到了早期用重組CD2v進行的研究的支持,在沒有中和抗體的情況下觀察到了保護作用。與這些結果一致,這表明中和抗體以外的因素在ASFV保護中發揮作用,Oura及其同事的一項研究證明了細胞介導的細胞毒性T淋巴細胞(CTL)免疫反應對ASF保護的重要性。在這項研究中,用減毒的ASFV株免疫和CD8+T細胞缺失的豬不受同源毒性攻毒的保護,而未缺失的豬則受到保護。總之,這些結果表明,除了抗體,一種能夠刺激T細胞介導的反應的疫苗可能有助於ASFV攻毒的保護

與基於抗原的亞單位疫苗相比,DNA疫苗能夠誘導細胞介導的CTL免疫反應,在保護ASFV方面發揮了重要作用。與ASFV亞單位疫苗一樣,p54和p30也是DNA疫苗方法的目標抗原(表2)。

2.在豬模型中DNA疫苗的評估

疫苗類型

ASFV靶蛋白

免疫接種次數,劑量

特異性/中和性抗體

T細胞應答

攻毒毒株和劑量

臨床結果

DNA (pCMV)

p54/p30 融合 (E75)

3×; 600 μg

無;NA

E75; 104

無保護, (n = 0/4; n = 0/4)

DNA (pCMV)

SLA-II/p54/p30 融合 (E75)

3×; 600 μg

是;無

E75; 104

無保護, (n = 0/4)

DNA (pCMV)

sHA/p54/p30 融合 (E75)

3×和4×; 600 μg

是;無

E75; 104

無保護, (n = 0/6)

DNA (pCMV)

Ub/sHA/p54/p30 融合 (E75)

2×和4×; 600 μg

未檢測到

E75; 104

部分保護, (2 免疫, n = 2/6; 4 免疫, n = 1/6)

DNA表達庫

80 開放閱讀框片段和Ub的融合 (Ba71V)

2×; 600 μg

是-攻毒後; NA

是-攻毒後

E75; 104

60% protection, (n = 6/10)

p30也被稱為p32;CD2v也被稱為HA=血凝素;sHA=細胞外/可溶性結構域;Ub=細胞泛素;SLAII=豬白細胞抗原II類DR分子;pCMV=巨細胞病毒啟動子下的質粒;NA=不可用。


用編碼p54/p30融合蛋白的質粒DNA進行疫苗接種既不產生中和反應,也不產生T細胞反應,對攻毒沒有保護作用。用編碼豬白細胞抗原SLAII與p54/p30融合的DNA疫苗構建物接種的豬出現了廣泛的免疫反應,包括特異性抗體和T細胞,但也在攻毒後沒有保護作用。為了誘導先前用類似亞單位疫苗所觀察到的保護作用,將ASFV血凝素蛋白CD2v(指定為sHA)的細胞外可溶性結構域融合到p54/p30嵌合體中。用sHA/p54/p30構建物免疫確實誘導了抗原特異性B和T細胞應答,但沒有觀察到保護作用。然而,將泛素添加到sHA/p54/p30融合構建物中,以在體內靶向I類抗原表達,確實在一小部分免疫豬中提供了對抗攻毒的保護。在沒有可檢測的中和抗體的情況下,生存率與T細胞的存在相關,進一步支持了CTL在預防ASFV方面的重要性。

建立了一個DNA表達庫來識別參與ASFV保護性免疫的T細胞靶點,進一步證明了CTL反應在保護中的重要性。該文庫由80個基於基因型I BA71V株的開放式閱讀框組成,與泛素融合,代表大約一半的ASFV編碼蛋白。利用DNA文庫對豬進行免疫接種後,對E75毒株的致死性攻毒有60%的保護作用。疫苗接種後未檢測到特異性抗ASFV抗體,但在激發後檢測到,同時檢測到ASFV特異性T細胞。

另一種引起體液和細胞介導免疫反應的策略是使用病毒載體。通過去除免疫原或替換各自病毒的毒力基因或使病毒載體複製能力降低來確保安全性。此外,病毒載體在區別感染動物和接種動物(DIVA)方面具有優勢,即病毒載體編碼的免疫原可作為疫苗標記物。迄今為止,已經在豬身上評估了幾種基於載體的方法,但很少有人對毒性ASFV攻毒進行了測試(表3)。一種用於將sHA/p54/p30融合結構傳遞給豬的BacMam載體提供了對6隻豬中4隻的亞致死性攻毒的保護。杆狀病毒是一種以杆狀病毒為基礎的載體,具有轉化哺乳動物細胞表達靶基因的能力。在上述研究中,未檢測到特異性抗體反應,但保護作用與強病毒特異性T細胞反應相關。

3.以病毒載體為基礎的ASFV疫苗在豬模型中的評價

疫苗類型

ASFV靶蛋白

免疫接種次數,劑量

特異性/中和性抗體

T細胞應答

攻毒毒株和劑量

臨床結果

BacMam

sHA/p54/p30 融合 (E75)

3×; 107 PFU

無 (只攻毒後); 無

E75; 2x 亞致死攻毒 102

部分保護, (n = 4/6)

腺病毒

p30+p54+pp62+p72 (Georgia 2007/1)

2×; 1010 or 1011per Ad5-antigen + 佐劑s

是;NA

NA

NA

腺病毒

A151R+B119L+B602L+EP402RΔPRR+B438L+K205R+A104R (Georgia 2007/1)

2×; 1011 per Ad5-antigen + 佐劑

是;NA

NA

NA

安卡拉疫苗病毒

p72, C-type Lectin, CD2v (Georgia 2007/1)

2×; rVACV-ASFV 107 TCID50

無;NA

NA

NA

α病毒複製粒子

p30, p54, p72, sHA/72 (Ba71V)

3×: 2-4.5 × 107RPs

是;NA

NA

NA

NA

p30也被稱為p32;CD2v也被稱為HA=血凝素;sHA=細胞外/可溶性結構域;rRACV=重組疫苗病毒;RPs=複製子顆粒;NA=無。


表達p30、p54和p72的α病毒複製粒子(RPs)也被用來免疫豬。接種後的豬產生了抗p30的強抗體,用p30免疫後的豬血清中和病毒表明中和活性較低。p54免疫豬的抗p54抗體水平較低,p72免疫豬血清中未檢測到抗原特異性抗體。然而,在p72中加入CD2V的sHA結構域,可檢測到p72的抗體水平。每個抗原在體外的表達水平與產生的免疫應答相關。不幸的是,這項研究沒有包括有關細胞介導免疫反應的數據,也沒有測試對毒性攻毒的防護。

用病毒載體傳遞的抗原雞尾酒進行的免疫原性研究也在豬身上進行了評估。腺病毒的混合抗原傳遞ASFV抗原p30+p54+p72+pp62,ASFV基因A151R + B119L + B602L + EP402RΔPRR + B438L + K205R + A104R同時誘導了強抗原特異性體液和細胞免疫應答。另一種ASF疫苗混合物由改良的安卡拉疫苗病毒引導的ASFV抗原p72、CD2V和C型凝集素組成。雖然沒有誘導抗原特異性抗體,但在免疫豬中檢測到每個抗原的T細胞反應。然而,這些免疫研究都沒有針對毒性病毒攻毒進行測試。

用小鼠模型評價表達p72的重組新城疫病毒,結果表明該病毒具有安全性和免疫原性。然而,很難預測這些結果如何轉化為豬,正如之前用p54/p30 DNA疫苗觀察到的那樣,這種疫苗在小鼠模型中被發現具有免疫原性,但在豬身上卻沒有。這突出了使用目標動物物種豬評估疫苗有效性的重要性。

結合使用兩種不同的疫苗策略來誘導更好的體液和細胞免疫反應的混合疫苗和異源性初免增強策略也進行了研究,總結在表4中。其中一種方法是DNA-蛋白質聯合疫苗。測定了豬體內各種抗原和質粒DNAs組合的免疫原性,隨後將誘導中和抗體和T細胞應答的抗原作為DNA-蛋白疫苗混合物進行攻毒性試驗。疫苗混合物中含有7種不同的ASFV靶點—p15、p35、p54、p72、CD2v、p30和p17,並在激發前3次給藥。接種豬產生抗ASFV抗原p15、p35和p54的抗體,但未觀察到中和活性。疫苗接種後僅檢測到少量抗原特異性T細胞,在亞美尼亞2007株的致命攻毒後,豬沒有受到保護。

4.混合和異源性初免增強ASFV疫苗策略。

疫苗類型

ASFV靶蛋白

免疫接種次數,劑量

特異性/中和性抗體

T細胞應答

攻毒毒株和劑量

臨床結果

DNA–蛋白

Combinations of DNA和蛋白: p15, p30, p35, p54, p72, CD2v, CP312R, g5R (Georgia 2007/1; Ba71V)

3×; 100 μg per DNA, 100 μg 蛋白 + ISA25 佐劑

是;是

部分

NA

NA

DNA–蛋白

蛋白: p15, p35, p54, p17; DNA: CD2v, p72, p54, p30, p17 (Georgia 2007/1; Ba71V)

3×; 100 μg per DNA, 100 μg 蛋白 + ISA25 佐劑

是;無

部分

Armenia 2007; 360 HAU

無保護; 疾病加劇

DNA prime + vaccinia virus boost

47 antigens (Georgia 2007/1)

Prime 2×: 10 μg pCMV-DNA + CpG oligo 佐劑;
Boost 2×: 108 PFU rVACV-ASFV

是;無

Georgia 2007/1; 104

無保護; 減少病毒載量,提高臨床評分

Vaccinia virus prime + 蛋白 boost

p72, C-type Lectin, CD2v (Georgia 2007/1)

Prime: rVACV-ASFV 107TCID50; Boost: 200 μg/antigen + TS6 佐劑

NA

NA

NA

AlpHAvirus RP prime + live attenuated ASFV boost

p30 (Ba71V) + OURT88/3

Prime 2×: 2-4.5 × 107RPs; Boost: 104 TCID50OURT88/3

是;是

NA

NA

NA

p30也被稱為p32;CD2v也被稱為HA=血凝素;sHA=細胞外/可溶性結構域;rRACV=重組疫苗病毒;RPs=複製子顆粒;NA=無。


其他方法已將病毒載體和DNA或蛋白質疫苗策略結合起來。採用異源性原發性增強方法,包括用47個質粒DNA構建物啟動豬,用47個重組疫苗病毒進行增強,以鑑定潛在的保護性免疫原。共有47個抗原檢測其誘導體液和細胞免疫反應的能力。在許多抗原中檢測到T細胞反應和特異性抗體,但沒有檢測到中和活性,即使存在抗p30、p54和p72抗體。重要的是,雞尾酒疫苗中包含的抗原數量似乎並不影響對單個抗原的反應。用基因型II喬治亞2007/1毒株對接種豬進行了毒性攻毒試驗。雖然沒有一隻接種過疫苗的豬受到保護,但是血液和某些組織中的病毒水平降低了。

一種表達單個p72、CD2v和c型凝集素ASFV抗原的改良的安卡拉疫苗病毒載體,隨後相應的哺乳動物細胞表達蛋白的增強,也產生了對每個抗原的T細胞應答,特別是對p72。然而,對病毒攻毒的防護沒有進行測試。最後,一種異源性的原發性增強方法,包括α病毒傳遞的ASFV p30和一種減弱的ASFV毒株,能夠誘導強烈的抗p30抗體反應,並且在體外至少部分中和病毒感染;然而,T細胞反應和保護性免疫球蛋白(p30)能夠抑制病毒感染。在那項研究中沒有評估AINST病毒攻毒。評估這些針對豬中毒性ASFV攻毒的疫苗接種研究對於確定每種策略的真正保護潛力至關重要。

對ASFV防護的相關性還沒有完全了解。關於ASFV中和抗體在保護中的作用的結果有些矛盾。強中和抗體反應與保護有關,但似乎並未對其進行定義,因為保護也實現了中和抗體的缺失。此外,在另一項研究中,中和抗體的存在被證明不足以起到保護作用。與高水平非中和抗體相關的免疫豬ASFV感染和疾病的惡化也已已經報導,並將在下一節中討論。

Oura及其同事的一項研究表明,CD8+T細胞在ASFV保護中起著重要作用,並且保護與ASFV特異性T細胞的存在之間存在著明顯的相關性。自然殺傷細胞(NK)似乎也起到了保護作用。用自然減毒、非血球凝集的NH/P68毒株免疫的豬中,NK細胞活性的高水平與對毒性攻毒的保護相關。因此,中和抗體和細胞介導的免疫反應可能對預防ASFV很重要。

鑑定在保護作用中起作用的ASFV靶點對開發一種有效的抗ASFV疫苗具有重要意義。幾種免疫原性ASFV靶點已被確定。然而,還不完全清楚哪一個在防控ASFV方面起著重要作用。表5顯示了由ASFV感染豬血清反應性鑑定的ASFV抗原。在最初發現對家豬等豬只感染血清有免疫反應的14種病毒蛋白中,12種在縱向血清學研究中被進一步測試,這些豬感染了減毒的NH/P68毒株。這些研究顯示,對下列ASFV重組蛋白的抗體反應總體較差:K196R/胸苷激酶、K78R/P10、C44L、對B646L/P72、CP204L/P30、CP312R、NP419L/DNA連接酶和F334L/核苷還原酶的中間抗體反應;對E183L/P54、K205R的反應強烈。A104R/病毒組蛋白和B602L/P72伴侶蛋白,後者被進一步評估,並通過感染病毒的豬血清確認抗原性。

5.ASFV感染豬血清識別的抗原

ASFV 基因

產物

ASFV毒株

IgG

IgM

結構蛋白





A104R

病毒組蛋白類似

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68; Uganda, E70, E75

B646L

p72, 主要衣殼蛋白

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68

NA

CP204L

p30, 病毒進入磷酸化蛋白

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68

NA

E183L

p54,內部囊膜

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68; Uganda, E70, E75

K78R

p10, DNA結合

Malta, Malawi, OURT88

NA

NA

非結構蛋白





B602L

p72 伴侶

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68; Uganda, E70, E75

F334L

核糖核苷酸還原酶

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68

NA

K196R

胸苷激酶

Malta, Malawi, OURT88

NA

NA

NP419L

DNA連接酶

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68

NA

未定義蛋白





K205R

未知

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68; Uganda, E70, E75

E184L

未知

Malta, Malawi, OURT88

NA

NA

CP312R

未知

Malta, Malawi, OURT88; NH/P68

NA

C44L

未知

Malta, Malawi, OURT88

NA

NA

NA = 無數據


在被感染豬血清識別的這些病毒蛋白中,p30, p54, p72, A104R, B602L, NP419L,和K205R已經在免疫原性和疫苗研究中進行了進一步的研究,除了一些其他的ASFV靶點。表5總結了各種疫苗配方中使用的ASFV靶點,這些靶點已被證明能夠誘導抗體或細胞介導的反應,或兩者兼而有之。已知可誘導中和抗體的主要ASFV抗原是p72、p54和p30,也是免疫原性研究和ASFV疫苗開發和診斷方面最廣泛研究的ASFV抗原。經多項研究證實的其他抗原/免疫原包括CP530R/PP62及其衍生物p15、EP402R/CD2v、B602L/p72伴侶蛋白和EP153R/C型凝集素(見表6)。

6.已鑑定的ASFV免疫原

ASFV 基因

產物

使用方法

抗體反應

T細胞反應

結構蛋白





B438L

p49, 衣殼形成

載體

B646L

p72, 主要衣殼蛋白

蛋白, DNA, 載體

CP204L

p30, 病毒進入磷酸化蛋白

蛋白, DNA, 載體

CP530R

pp62,核心殼多聚蛋白

DNA, 載體


p15

蛋白, DNA


p35

蛋白, DNA

CP2475L

pp220,核心殼多聚蛋白: p150, p37, p14, p34

DNA, 載體

NA

D117L

p17,內部囊膜

DNA, 載體

low

E120R

p14.5

DNA, 載體

NA

E183L

p54,內部囊膜

蛋白, DNA, 載體

E199L

j18L, 病毒粒子蛋白

DNA, 載體

NA

EP402R

CD2v, 外部囊膜

蛋白, 載體

H108R

內部囊膜

DNA, 載體

NA

KP177R

p22, 外部囊膜

蛋白

O61R

p12, 囊膜

蛋白

非結構蛋白





A151R

病毒複製

載體

B119L

9GL, 病毒組裝

載體

B602L

p72伴侶

DNA, 載體

EP153R

C型凝集素

DNA, 載體

F1055L

螺旋酶

DNA, 載體

NA

G1211R

DNA聚合酶

DNA, 載體

NA

L10L

KP117R相關

DNA, 載體

NA

MGF360-11L

KP362L

DNA, 載體

NA

MGF505-4R

NA

DNA, 載體

NA

NP419L

DNA連接酶

DNA, 載體

NA

NP1450L

RNA聚合酶亞單位1

DNA, 載體

NA

未定義蛋白




K205R/A104R

載體

EP364R

DNA, 載體

NA

F317L

DNA, 載體

NA

NA = 無數據


對47種不同的ASFV抗原進行免疫原性篩選,發現以前鑑定的CP204L/p30、E183L/p54、B602L/p72伴侶、CP530R/pp62和新鑑定的EP364R、F317L、MGF505-4R、MGF360-11L、CP2475L/pp220、E119L/病毒蛋白、F1055L/螺旋酶、G1211R/DNA聚合酶和NP1450L/RNA多聚酶1持續誘導高細胞免疫反應。抗原CP204L/p30、D117L/p17、EP153R/C型凝集素和L10L/KP117R相關蛋白持續誘導高水平的抗原特異性抗體;然而,儘管存在已知中和抗原p30、p54和p72的特異性抗體,但未檢測到中和活性。

幾項疫苗攻毒研究表明,免疫介導的增強ASFV感染和疾病。哪些因素起作用尚不清楚,但高水平抗體似乎起作用,一些ASFV免疫原與感染和/或病理學增強有關(表7)。以前已經證實,患慢性ASFV的豬的抗體水平升高,全身免疫過度刺激似乎與慢性或持續性ASFV感染有關。在Leitao等人的研究中(2001年),根據臨床和免疫學標準,用減毒NH/P68毒株免疫的豬被分為2組:無症狀動物與發展為慢性臨床疾病的動物。兩個臨床定義組的ASFV特異性抗體滴度和NK細胞活性水平有明顯差異。無症狀豬具有較高的NK細胞活性,但抗ASFV抗體較低。相比之下,出現慢性病變的動物表現為遲發和病毒血症,具有高水平的ASFV特異性抗體,以及相對正常的NK細胞活性水平。所觀察到的抗體水平升高涉及免疫球蛋白的IgG1、IgG2、IgM和IgA亞類。另一項研究篩選了NH/p68感染豬對12個ASFV重組抗原的血清學反應,較高的抗體滴度對ASFV靶向NP419L、CP312R、K196R、K205R,特別是p72似乎與慢性感染動物的病變發生有關。有趣的是,較高的抗體水平,包括總IgG以及對A104R的IgG1、IgG2和IgM反應,往往與無症狀豬有關(表7)。

7.與免疫病理學增強相關的ASFV免疫原

ASFV 基因

產物

臨床相關症狀

抗體反應

T細胞反應

結構蛋白





B438L

p49, 衣殼的形成

高臨床分數

是;

NA

B646L

p72, 主要殼體

慢性損傷

是, 高水平

NA



增強體外感染和體內疾病

No



高臨床分數

是, 低水平

Low

CP204L

p30, 病毒進入磷蛋白

慢性損傷

是, 高水平

NA



與受保護豬較少相關的高免疫

Not detectable



豬高病毒血症;體外感染增強



增強體外感染和體內疾病

No



高臨床分數

是, 高水平

CP530R

pp62, 核殼多蛋白

高臨床分數

NA


p15和p35

增強體外感染和體內疾病

Few

CP2475L

pp220, 核殼多蛋白: p150, p37, p14, p34

高臨床分數

NA

D117L

p17,內部囊膜

增強體外感染和體內疾病

Not detectable

No



高臨床分數

是, 高水平

Low

E120R

p14.5

高臨床分數

NA

E183L

p54,內部囊膜

慢性損傷

是, 高水平

NA



與受保護豬較少相關的高免疫

Not detectable



豬高病毒血症;體外感染增強



增強體外感染和體內疾病

No



高臨床分數

是, 低水平

E199L

j18L, 病毒樣蛋白

高臨床分數

NA

是, high

EP402R

CD2v, 外部囊膜

與受保護豬較少相關的高免疫

未測到



增強體外感染和體內疾病

NA

No



高臨床分數

Low

H108R

Inner 囊膜

高臨床分數

NA

KP177R

p22, 外部 囊膜

高臨床分數

O61R

p12, 囊膜

高臨床分數

NA

非結構蛋白





B602L

p72 伴侶

高臨床分數

EP153R

C型凝集素

高臨床分數

是, 高水平

NA

F1055L

螺旋酶

高臨床分數

NA

G1211R

DNA聚合酶

高臨床分數

NA

K196R

胸苷激酶

慢性損傷

是, 高水平

NA

L10L

KP117R相關

高臨床分數

是, 高水平

NA

MGF360-11L

KP362L

高臨床分數

NA

MGF505-4R

NA

高臨床分數

NA

NP1450L

RNA聚合酶亞單位1

高臨床分數

NA

NP419L

DNA連接酶

慢性損傷

是, 高水平

NA



高臨床分數

NA

未定義蛋白





CP312R


慢性損傷

是, 高水平

NA

K205R

慢性損傷

是, 高水平

NA

EP364R

高臨床分數

NA

F317L

高臨床分數

NA

NA = 無數據


用編碼豬白細胞抗原SLA-II和ASFV p54和p30融合的DNA疫苗構建物接種的豬出現了廣泛的免疫應答,包括抗原特異性抗體和T細胞。然而,在攻毒後,接種疫苗的豬沒有得到保護,並且與對照動物相比,病毒血症具有統計學上的更高水平,特別是在感染後3天。此外,免疫動物的免疫血清並沒有中和,但似乎增強了體外巨噬細胞的感染。

ASFV CD2v(sHA)、p54和p30細胞外區域的DNA嵌合體誘導特異性非中和抗體,但未提供保護。然而,在融合結構中添加泛素(Ub)可改變免疫豬的免疫反應誘導,並給予部分保護,這與激活的T細胞反應相關。免疫過度似乎也與保護作用降低有關。儘管沒有統計學意義,但四聯DNA Ub/sHA/p54/p30構建物與兩個獨立實驗中觀察到的同一疫苗的兩次免疫相比,減少了保護豬免受攻擊的數量(表2)。假設是,額外的疫苗接種可能導致低水平的免疫病理抗體,從而減少了受攻毒保護的豬的數量。

與對照豬相比,用ASFV抗原池接種的豬在DNA初免和重組疫苗病毒增強後的臨床得分有統計學差異。免疫誘導抗體和T細胞反應,也降低了血液和一些組織中的病毒載量,但豬沒有受到保護免受攻毒。未檢測到病毒中和活性。

在評估佐劑與滅活病毒結合的ASFV疫苗研究中,缺乏中和活性的高抗體滴度與加速疾病進程相關。在ASFV攻毒後,疫苗接種者沒有得到保護,事實上,觀察到感染和疾病增加。同樣地,與未接種的對照組相比,用ASFV DNA和ASFV蛋白混合免疫的豬也有加速的疾病進程。接種疫苗的豬在受到致命攻毒後出現早期臨床症狀、病毒血症和死亡。與對照組相比,接種疫苗的豬的病理學評分也更高。免疫分析顯示,疫苗接種誘導的T細胞反應最小,但可檢測到抗原特異性抗體的水平,這些抗體不能中和病毒,反而在體外增強了ASFV感染。

綜上所述,這些研究的結果表明抗體的過度產生可能有害並加劇疾病進展,特別是在缺乏強有力的細胞介導免疫反應的情況下。然而,目前尚不清楚中和抗體和/或非中和抗體是否有助於增強感染和疾病。一種可能的解釋是通過免疫球蛋白抗體抗原複合物和Fcγ受體信號介導的抗體依賴性感染增強(ADE),已知這種增強與巨噬細胞中複製的微生物(如ASFV、豬繁殖和呼吸病毒、登革熱病毒和許多其他病毒病原體。研究ASFV的免疫增強作用及其與ASFV發病機制有關的研究是有必要的,有利於開發更安全、更有效的ASFV疫苗。

針對ASF的各種疫苗策略進行了研究,並對各種ASFV特異性靶點進行了評價。然而,這些策略中的許多還沒有針對病毒攻毒進行測試。哪些ASFV靶點在毒力和免疫病理學或保護中起著重要作用,目前還不清楚。擴大我們對ASFV蛋白組和單個蛋白功能的理解,對於合理設計靶向疫苗方法具有重要意義。此外,在抗體和細胞介導的ASFV免疫反應之間找到正確的平衡顯然很重要。免疫過度刺激似乎是影響ASF病程的關鍵因素,高水平抗體似乎對臨床療效和保護有特別不利的影響。將焦點轉移到免疫原性較低的ASFV抗原上,鑑定新的中和ASFV抗原或表位也可能被證明是有益的。例如,p30能夠誘導強烈的抗體反應;然而,這些抗體中只有一部分似乎能中和病毒。確定哪種抗體是有害的,也許在單個抗原中識別中和非中和表位有助於設計更具針對性的免疫反應以提高保護。然而,誘導細胞介導免疫,如NK和T細胞反應,似乎仍然是設計安全有效的ASFV疫苗的關鍵組成部分。


本文翻譯自:Gaudreault, Natasha N., and Juergen A. Richt. "Subunit Vaccine Approaches for African Swine Fever Virus." Vaccines 7.2 (2019): 56.,略有刪減。感興趣的可以下載原文進行學習。同時因為時間等原因,可能存在錯誤,敬請指正。

譯者:陳芳洲

審閱:劉愛民博士(liuxx063@umn.edu)


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