近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所口蹄疫防控技術(shù)團隊聯(lián)合中國科學(xué)院生物物理研究所王祥喜研究員課題組和荷蘭瓦赫寧根生物獸醫(yī)研究所等單位，突破了病毒抗體復(fù)合物三維結(jié)構(gòu)的分辨率難以提高的瓶頸，首次通過高分辨（～3.1 Å）原子結(jié)構(gòu)揭示了口蹄疫病毒中和抗體的抗病毒機制，為口蹄疫廣譜疫苗設(shè)計及口蹄疫疫苗質(zhì)量監(jiān)測提供理論指導(dǎo)和重要生物材料。相關(guān)研究成果于2月18日在線發(fā)表在《Protein and Cell》雜志。
據(jù)口蹄疫防控技術(shù)團隊首席郭慧琛研究員介紹，口蹄疫作為我國必須上報的動物烈性傳染病，威脅著畜牧業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。滅活疫苗目前仍是防控口蹄疫的有效手段之一，但滅活疫苗中口蹄疫病毒的有效抗原（146S）含量是決定疫苗質(zhì)量的關(guān)鍵，如何建立高敏感、高特異的疫苗評價體系是當(dāng)前的重點之一；另外，口蹄疫病毒七種血清型之間缺乏交叉保護性，如何獲得針對多種口蹄疫血清型的廣譜性疫苗也是當(dāng)前口蹄疫研究重點，而口蹄疫病毒特異中和性抗體則是解決以上科學(xué)問題的最佳選擇。
研究團隊首先通過體內(nèi)、體外試驗證實，兩株口蹄疫特異抗體具有高效中和活性，其中M8抗體具有針對多種口蹄疫血清型的廣譜中和效果，而M170抗體則具有特異識別O型口蹄疫病毒（146S）的中和特性。隨后采用低溫冷凍電鏡單顆粒重構(gòu)技術(shù)，解析了兩株中和性抗體與口蹄疫病毒復(fù)合物的高分辨三維結(jié)構(gòu)，通過分子結(jié)構(gòu)及多序列比對分析，確定M8中和性抗體結(jié)合在病毒衣殼蛋白單體分子GH-loop和EF-loop區(qū)域，特異識別由VP1和VP3共同組成的空間構(gòu)象表位，而該表位在口蹄疫病毒七種血清型中極其保守，說明該抗體具有廣譜識別特性，這對于獲得口蹄疫廣譜防控制劑具有極其重要的參考價值； M170中和抗體特異結(jié)合于O型口蹄疫病毒衣殼二次軸附近，因衣殼裂解會引起二次軸附近氨基酸重排，從而導(dǎo)致M170無法識別完整病毒粒子（146S）裂解產(chǎn)生的12S單體，說明該抗體具有O型口蹄疫病毒146S識別特性，這可為當(dāng)前口蹄疫滅活疫苗質(zhì)量評價體系的建立提供非常有效的工具。該研究是截至目前唯一以高分辨率闡釋口蹄疫病毒中和機制的創(chuàng)新性研究成果。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目的共同資助。
相關(guān)論文信息： http://doi.org/10.1007/s13238-021-00828-9
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