中科院微生物所与河南农大在伪狂犬病毒中和抗体研究中取得新进展

 

PRV属于疱疹病毒科水痘病毒属，是一种能感染多种家养及野生动物的病原体。从2011年开始，我国的多个猪养殖场相继出现高致病性的PRV变异株感染疫情，造成了巨大的经济损失。然而现有的疫苗只对传统PRV毒株有效，却不能对新流行的突变株提供有效的保护，因而开发新型的PRV疫苗和治疗性药物对于疫情控制至关重要。gB是PRV表面一种重要的囊膜糖蛋白，在病毒入侵细胞过程中起着关键作用。同时，gB也是一种重要的病毒表面抗原，能够诱导机体产生中和抗体以对抗病毒感染，因此，gB成为伪狂犬病毒疫苗和药物设计的一个理想靶标。

 

研究人员通过免疫学方法，筛选获得了15株针对gB的鼠源中和抗体，并对其作用机制进行了深入研究。根据抗体发挥中和作用的补体依赖性进行区分，这15株抗体被划分为两个类群——其中有14株依赖于补体而发挥中和活性，另外1株（1H1）则不依赖补体而直接阻断病毒入侵。并且，1H1单克隆抗体具有广谱中和活性，能抑制传统野生型和多种变异株PRV感染细胞。为了探索这些抗体的中和机制，研究人员通过酶联免疫吸附试验（ELISA）、生物膜干涉技术（BLI）和电镜三维重构技术，揭示了上述两类抗体的表位在gB表面的分布。其中14株补体依赖性抗体的表位均分布于gB的头部区第四结构域，而1H1的表位则位于含有融合肽（fusionloop）的gB基部区第一结构域（图1）。并且，1H1的表位被初步定位于以gB基部区210螺旋为中心的区域，其中第214位的精氨酸在gB和1H1相互作用中起着至关重要的作用（210-helix，图2）。由于该表位与融合肽较为邻近，提示1H1抗体的结合很可能会干扰病毒与细胞之间的膜融合过程从而发挥中和作用。综上所述，该项研究证明了gB的头部区和基部区含有多种抗原表位，而靶向不同表位的抗体通过不同的作用机制抑制病毒感染细胞，为抗病毒药物的开发以及亚单位疫苗的研发提供了新的思路。

 

该项研究得到了国家重点研发计划、科技部973项目、国家自然科学基金委优秀青年基金、中国科学院青年创新促进会以及河南省重大科技项目等的资助。该研究同时得到了中国科学院微生物研究所高福院士、四川大学逯光文教授等专家的支持。相关成果于2017年12月20日在国际知名微生物学期刊PLoSPathogens上在线发表。该文章第一作者为国家兽用药品工程技术研究中心李向东博士，河南农业大学教授、国家兽用药品工程技术研究中心主任田克恭及中国科学院微生物研究所研究员施一为论文共同通讯作者。

 

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.