Xiang-jin Meng（孟祥金）：PRRSV新型疫苗设计

PRRSV新型疫苗设计

Xiang-jin Meng （孟祥金） 弗吉尼亚理工大学杰出教授 美国国家科学院院士

2018年6月12日，来自美国弗吉尼亚理工大学的Xiang-jin Meng 教授为我们带来了有关蓝耳新型疫苗设计的分享，为快速研制蓝耳疫苗和其他相关疫苗的研制提供了新思路和新方法。

Meng 教授首先从蓝耳防控的必要性和难度上谈起。众所周知，蓝耳已经给养猪产业造成了巨大损失，仅美国每年造成的损失就达到6.64亿美元。而蓝耳难以防控也是与其易变性相关，表现为变异速度快，并造成猪群持续感染，不同毒株间交叉保护差，并由于其对免疫系统的损伤可造成共感染和继发感染等问题。

免疫疫苗是防控蓝耳的一种手段，但现有疫苗又存在着种种缺陷，目前市场上主要有弱毒疫苗和灭活（或亚单位疫苗）两类，它们的劣势和压力分别为：

活疫苗：

1）仅针对一种毒株设计，对同种毒株有效，但针对异源毒株效果较差，而蓝耳变异速度较快；

2）安全性问题，可能导致毒力返强造成致病；

灭活疫苗：

1）虽然相对安全，但总体上而言不是非常有效；

2）不能有效介导细胞免疫。

因此在未来PRRS防控中，设计新型疫苗克服现有疫苗的缺陷就十分有其紧迫性。新型疫苗需解决针对以下难题加以解决：

1、针对毒株的异源性和大量出现的新毒株，可以考虑如下的解决方案：

1）鸡尾酒疗法：疫苗中含有大量不同毒株；

2）当农场发病时，快速使用针对猪场的毒株的疫苗（编者认为可能指的是血清驯化等方式或指的是利用实验室快速反应制备疫苗）；

3）人工合成疫苗，该疫苗具有不同毒株的不同特点，可产生广泛的保护（编者注：这是演讲者提倡的方案）。

2、针对免疫调节问题，可考虑如下解决方案

1）弱毒疫苗的佐剂中加入细胞因子调节剂；

2）弱毒疫苗可以抑制调节性T细胞的产生，从而降低副反应；

3）弱毒疫苗可以修饰其糖基化模式；

4）设计可直接针对树突状细胞的疫苗。（编者注：这是演讲者提倡的方案，为什么要针对树突状细胞设计疫苗，主要考虑刺激树突状细胞可更有效地进行抗原递呈，并有效增强Th1和CD8细胞介导的细胞免疫。）

Meng 教授重点介绍了如何通过基因编辑制备嵌合疫苗的两种技术，分别为“DNA shuffling”和Save 技术”，二者的技术路线如下：

1、DNA shuffling：即将基因重新组合的方式从而组合成具有不同毒株特性的新毒株的方法。步骤如下：

1）首先用DNA酶将不同毒株的基因组剪切成小片段；

2）然后通过PCR技术以这些片段为模板，重新合成新模板，在这个过程中不加入引物；

3）以第二步的产物为模板，加入引物，将整个基因组扩增；

4）最后通过感染性克隆拯救新病毒。

（基于笔者的理解：在经过第一步DNA酶将长片段剪切后，以这些判断为模板，当进行PCR时，这些剪切后的片段将互为模板和引物，从而形成新的不同长度的片段，最后再以这些新片段为模板用不同引物将这些片段扩增，最后将这些片段克隆至感染性克隆的载体中，进行下一步病毒的拯救。从而通过随机的方式形成大量的嵌合病毒，但后续的筛选工作也将是巨大的工作量）

Meng 教授也介绍了基因GP3和GP4蛋白DNA shuffling的两个成功案例，构建的新毒株均可产生广谱的中和抗体。

 2、Save 技术：该技术是快速将病毒致弱的一种方法，基于基因的密码子优化技术和生物信息学技术。即在保证病毒氨基酸不变的情况下，对其基因组进行重新编辑，从而使其致弱，经过密码子编辑的核酸将通过感染性克隆得到拯救。（笔者理解为由于宿主具有基因偏好性，虽然有几种密码子都会翻译成一种氨基酸，但是核苷酸的序列不同，GC含量不同会导致毒株感染后其复制能力有很大的改变，从而使其毒力降低。该技术的主要难点在于对病毒的蛋白深入的理解，并具备生物信息学分析的能力。）

Meng 教授也介绍了一个案例，通过优化GP5蛋白的密码子后，毒株致病性显著下降，对脏器的损伤也明显减弱。

Save技术具有以下优势：

1）保持原有氨基酸序列不变，免疫原性不变（即蛋白的免疫原性与种毒一致，但由于其复制能力下降导致对宿主毒力降低了）；

2）致弱后基因序列很难恢复性突变；

3）致弱迅速，周期短；

4）没有毒力返强现象。

蓝耳病的防控，中国未来很多年还会是主战场，蓝耳快速变异和重组的特性，将为我们提出很多难题和挑战。防控蓝耳没有放之四海而皆准的方法，而是与猪场的情况息息相关的。其中包括猪场的设计模式、种猪的带毒情况、引种的频率、生物安全的执行情况、监测的执行、猪场的生产流程设定等等指标。现阶段在免疫与不免疫疫苗这个话题上，没有正确答案，需充分平衡猪场近期损失和远期的风险，可采用弥补的措施利用其场，减弱其短。相信在未来随着疫苗快速编辑技术的商业化，并可针对不同猪场设计具有普遍保护的疫苗后，情况可能会大有改观。当然我们还有其他备选，如从源头净化蓝耳（如一些大集团所做的工作），血清驯化（需较强的实验室配合工作）或培育出不会被蓝耳感染的种猪（敲除蓝耳病毒的猪CD163受体）。（以上内容仅为哼哼小编听课笔记，暂未经报告本人确认）

通讯员：陈家锃 廖娟红  审核：陈家锃 李增强 蔡行