猪瘟兔化弱毒疫苗适应家兔的分子机制

病毒经过多次传代后可以获得对体外培养细胞或异种宿主的适应性。例如，经过多次传代后获得了适应细胞的丙型肝炎病毒（HCV），其滴度比亲本病毒高约1 000 倍。病毒的囊膜蛋白在病毒对细胞或异种宿主的适应性中起重要的作用，如HCV 囊膜蛋白上3 个位点的突变使其获得了对小鼠肝细胞的适应性。

许多弱毒疫苗株是将病毒在细胞或异种宿主上多次传代培育而成的，如猪瘟兔化弱毒疫苗、山羊化兔化牛瘟弱毒疫苗和马传染性贫血弱毒疫苗等。这些疫苗为我国猪瘟的防控及牛瘟和马传染性贫血的净化做出了巨大贡献。然而，迄今关于这些弱毒疫苗株适应细胞或异种宿主的确切机制尚不明确。

猪瘟兔化弱毒疫苗（C 株）是我国老一辈病毒学家将猪瘟病毒（CSFV）强毒株在兔体内连续传480 余代后培育而成的一株优异弱毒疫苗，其安全性、免疫原性以及二者之间的精妙平衡至今难以超越，堪称疫苗学史上的一座丰碑。该疫苗蕴含的“病毒适应异种宿主（家兔）进而得以致弱”的科学问题是值得深入发掘的宝藏。

与细胞传代策略相比，通过反向遗传操作技术可以快速地改变病毒对细胞或异种宿主的适应性。例如，以细胞适应性HCV 为骨架的不同基因型间嵌合的HCV 均能适应体外细胞培养。近年来，猪烈性传染病创新团队研究人员利用CSFV 反向遗传操作技术，开展了C 株适应家兔的关键基因定位的研究。基于CSFV C 株和强毒石门株两种毒株高度的基因同源性和迥异的表型，构建了C 株和石门株非编码区（UTR）或结构蛋白互换的嵌合病毒，并在家兔上评价了嵌合病毒所诱导的定型热反应和对家兔的适应性，发现病毒的UTR 是C 株引起家兔定型热反应所必需的，而E2 糖蛋白对于C 株在家兔体内的复制是不可或缺的（Li C et al.,2014；Li et al.,2018）。以上研究确定了E2 是C 株适应家兔的关键基因。然而，E2 糖蛋白介导C 株适应家兔的确切分子机制尚不明确。

于2020 年6 月24 日发表在国际病毒学权威期刊《病毒学杂志（Journal of Virology）》上的研究论文“P108 and T109 on E2 Glycoprotein Domain I Are Critical for the Adaptation of Classical Swine Fever Virus to Rabbits but Not for Virulence in Pigs”，首次发现了猪瘟兔化弱毒疫苗C 株囊膜糖蛋白E2 结构域I 和结构域II 中关键氨基酸在病毒适应家兔和在猪只上毒力减弱的重要作用。通讯作者为哈尔滨兽医研究所兽医生物技术国家重点实验室猪烈性传染病团队李永锋副研究员和仇华吉研究员。

本研究在前期发现的基础上，构建了以不适应家兔的CSFV 强毒株突变体（石门株为骨架，包含C株Erns 糖蛋白）为骨架，分别包含C 株E2 糖蛋白第108 脯氨酸（P108）和第109 位苏氨酸（T109）、结构域I 或结构域II 的3 株嵌合病毒，家兔感染试验证实，P108 和T109 可以使不适应家兔的CSFV 强毒株突变体获得对家兔的适应性；利用不同糖蛋白来源的伪型病毒证实，C 株E2 糖蛋白上P108 和T109 连同Erns糖蛋白能够通过促进CSFV 入侵家兔脾脏淋巴细胞，从而介导病毒对家兔的适应性；猪只感染试验结果表明，P108 和T109 并不影响CSFV 在猪体内的毒力，而用与C 株适应家兔无关的E2 结构域II 替换石门株相应结构域后可以将石门株致弱。

本研究深入阐明了E2糖蛋白介导C株适应家兔的分子机制，同时证明C 株适应家兔与其在猪体内致弱具有不同的分子基础，为深入解析这株优异减毒疫苗的致弱机制奠定了基础，并为经异种宿主致弱的其它弱毒疫苗适应异种宿主的机制研究提供了借鉴。