口蹄疫合成肽疫苗研究进展

李 婷 婷 等 ：口 蹄 疫 合 成 肽 疫 苗 研 究 进 展
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基残基可能形成了 Ｔ 细 胞 表 位，无 需 载 体 与 佐 剂 的 协助即可自行激发机体中和抗体的产生。而 Ｚａｍｏ－ ｒａｎｏ Ｐ 等［４］进一步 证 明 了 在 １３５～１６０ 区 域 内 有 至 少４ 个 不 连 续 的 抗 体 中 和 位 点 的 存 在 ，分 别 为１３５～ １４４、１４０～１４９、１４５～１５４ 和 １５０～１６０ 位 氨 基 酸，并 制备了合 成 肽 疫 苗。 后 来，Ｗａｎｇ Ｃ Ｙ 等 将 ［５］ 外 源 Ｔｈ位点引入 ＦＭＤ 合 成 肽 疫 苗 中，拓 宽 了 合 成 肽 疫 苗在多个物种 的 免 疫 原 性，并 使 其 对 不 同 病 毒 株 的 交叉反应性得到了进一步优化。Ｚｈａｎｇ Ｚ Ｗ 等 运 ［６］ 用生物信息学方法通过软件系统对 Ａｓｉａ１型 ＦＭＤＶ 结构蛋白序列的抗原位点进行了分析。经试验验证
联片段，其 结 果 使 抗 Ｏ 型 和 Ａ 型 ＦＭＤＶ 双 价 基 因 工程合成肽疫苗的 免 疫 效 果 大 大 提 高。Ｚｈａｎｇ Ｙ Ｌ 等 报 ［１４］ 道，与 ＧＳＴ 融合表达相比，以缺失ｃ／ｅ１区域 ７５～８２ 位 氨 基 酸 的 乙 肝 病 毒 核 心 为 载 体 表 达 的 ＦＭＤＶ 表位串 联 肽 具 有 更 高 的 抗 原 肽 特 异 性 和 病 毒特异性抗体滴度。同年，Ｓｕ Ｃ Ｘ 等 则 ［１５］ 以结核 分 支杆 菌 热 休 克 蛋 白 ７０（Ｈｅａｔ ｓｈｏｃｋ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ７０， ＨＳＰ７０）作为载体融合表达了一种 ＦＭＤＶ 多表位合 成肽，不但诱导了更为显著的体液和细胞免疫应 答， 而且 促 进 了 ＩＬ－４ 和 ＩＦＮ－γ 的 分 泌。 随 后，Ｄｕ Ｙ Ｊ 等 以 ［１６］ 腺病毒为载体将 ＦＭＤＶ ＶＰ１ 上 ３ 段 不 同 氨 基酸残基序列与猪ＩＦＮ－α进行融合表达。 其免疫反 应结果要明显高于３段残基序列与干扰素的混合物 组。Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ Ｄ Ｌ Ｖ 等［１７］尝 试 以 惰 性 纳 米 磁 珠 为载体，制备的 多 种 合 成 肽 疫 苗 均 可 诱 导 动 物 产 生 显著 的 细 胞 免 疫 和 体 液 免 疫 反 应。Ｃｈｅｎ Ｙ Ｓ 等［１８］ 将不同直径大小 的 金 纳 米 颗 粒 （ｇｏｌｄ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ， ＧＮＰｓ）作 为 一 种 体 积 依 赖 性 载 体 引 入 到 合 成 肽 疫 苗 的研制中，结果证明 ＧＮＰｓ的最优直径为８ｎｍ ～１７ ｎｍ，且免 疫 血 清 中 抗 体 含 量 为 以 相 同 抗 原 肽 连 接 ＫＬＨ 载体所诱 导 产 生 抗 体 反 应 的 ３ 倍。Ａｌｅｊａｎｄｒａ Ｖ 等 以 ［１９］ 水 疱 性 口 炎 病 毒 糖 蛋 白 （ＶＳＶ－Ｇ）作 为 载 体，将 ＦＭＤＶ 结 构 蛋 白 主 要 抗 原 位 点 ＡＳＡ（ＶＰ１ １３９～１４９ 位 氨 基 酸 ）的 串 联 二 聚 体 合 成 肽 与 其 相 连，免疫牛后结果显示，暴露在 Ｖ百度文库Ｖ－Ｇ 序 列 Ｎ 末 端 的 ＦＭＤＶ－ＶＰ１主要中和 抗 原 位 点 能 够 作 为 有 效 的 肽疫苗突破常规的免疫局限。
１ 口 蹄 疫 合 成 肽 疫 苗 的 优 势
与传统疫苗相比，ＦＭＤ 合成肽疫苗的设计研发 直接锁定 ＦＭＤＶ 不 同 血 清 型 病 毒 株 抗 原 表 位 氨 基 酸序列的自身特点，其主要具备以下优势：① 既可以 随时根据流行毒株的变化情况对抗原肽进行调整， 也可使用一些保守序列或多种不同保护性抗原序列 进行抗原肽的 合 成，从 而 使 合 成 肽 疫 苗 所 诱 导 产 生 的免疫应答更具 有 特 异 性 以 及 广 谱 性；② 除 传 统 免 疫 途 径 外 ，合 成 肽 疫 苗 还 可 通 过 鼻 内 、口 腔 和 皮 肤 等
多种方式接种，再 配 以 适 当 佐 剂 使 机 体 产 生 更 为 有 效的免疫应答；③ 利 用 非 疫 苗 用 抗 原 肽 建 立 的 诊 断 方法可对疫苗免疫和自然感染动物进行有效区分； ④合成肽疫苗 安 全 可 靠，便 于 长 期 贮 存，质 量 可 控， 能有效避免不良 反 应 的 发 生，且 投 入 少，成 本 低，更 适宜规模生 产。ＦＭＤ 合 成 肽 疫 苗 弥 补 了 目 前 传 统 ＦＭＤ 疫苗所存在的 诸 多 不 足，成 为 ＦＭＤ 疫 苗 发 展 的主要趋势之一。
２．２ 空 间 构 象 的 研 究 为了使合成肽段经折叠后能够形成一定的空间
构象，更 接 近 天 然 抗 原 表 位，Ｄｉｍａｒｃｈ Ｒ 等 在 ［８］ 之 前 只 合 成 ２０ 个 氨 基 酸 小 肽 研 究 的 基 础 上 ，又 串 联 增 加 了 第 ２００～２１３ 位 氨 基 酸 ，并 首 次 采 用 两 个 脯 氨 酸 和 一个丝氨酸（Ｐｒｏ－Ｐｒｏ－Ｓｅｒ）作 为 衔 接，其 结 果 显 示 合 成肽疫 苗 的 免 疫 原 性 获 得 极 大 增 强。Ｆｒａｎｃｉｓ Ｍ Ｊ 等 报 ［９］ 道了 以 多 抗 原 肽 系 统 向 免 疫 系 统 提 呈 ＦＭ－ ＤＶ ＶＰ１ １４０～１６０位点 的 二 聚 体、四 聚 体 和 八 聚 体 结构比仅串联 重 复 结 构 具 有 更 强 的 免 疫 原 性，且 四 聚体比二聚体要强５倍～１０倍。Ｂｅｎｋｉｒａｎｅ Ｎ 等［１０］ 利用 Ｄ 氨基酸合成了一系列针对 ＦＭＤＶ Ｇ－Ｈ 环 区 域 的 主 要 抗 原 多 肽 ，称 之 为 反 转 型 多 肽 （ｒｅｔｒｏ－ｉｎｖｅｒ－ ｓｏ，ＲＩ）。配 以 含 有 单 磷 酰 脂 Ａ 的 小 单 层 脂 质 体 为 佐剂，免疫 研 究 表 明，其 比 天 然 Ｌ－型 肽 诱 导 的 血 清 抗体滴度水平更 高、更 持 久 且 更 加 稳 定。 随 后，Ｂｒｉ－ ａｎｄ Ｊ Ｐ 等 在 ［１１］ 相关试验中发现 ＲＩ多肽诱导动物所 产生的保 护 性 抗 体 与 天 然 抗 原 或 Ｌ－氨 基 酸 合 成 肽 也具有良好的反应性。
２．３ 疫 苗 载 体 的 探 索 为提高抗原的递 呈 速 度 及 效 果，赵 凯 等 以 ［１２］ 猪
自体免疫球 蛋 白 ＩｇＧ Ｈ 链 作 为 外 源 抗 原 载 体 制 备 合成肽疫苗，对豚鼠、猪 等 起 到 了 保 护 作 用。Ｙｉ Ｊ Ｚ 等 用 ［１３］ 牛ＩｇＧ 重链恒定区作为载体蛋白，在其 Ｎ 端 和 Ｃ 端分别连上 Ｏ 型和 Ａ 型 ＦＭＤＶ 抗原决定簇串
２ 口 蹄 疫 合 成 肽 疫 苗 的 研 究 进 展
２．１ 抗 原 位 点 的 选 择 早在１９８２年，第一 例 ＦＭＤ 合 成 肽 疫 苗 诞 生 的
时候，其研 制 者 Ｂｉｔｔｌｅ Ｊ Ｌ 等 便 ［１］ 将 由 人 工 合 成 的 ＦＭＤＶ Ｏ 型 ＶＰ１第１４１～１６０位氨基酸合成肽段以 共价 键 结 合 于 钥 孔 戚 血 蓝 蛋 白 （ｋｅｙｈｏｌｅ ｌｉｍｐｅｔ ｈｅ－ ｍａｃｙａｎｉｎ，ＫＬＨ）上 制 备 合 成 肽 疫 苗，试 验 证 明，其 能够诱导足够的抗体并对牛和猪起到保护作用。这 使其成为 ＦＭＤ 乃至整 个 动 物 疫 病 合 成 肽 疫 苗 研 究 的开端。他们随 后 又 按 照 相 同 方 法，将 能 够 引 起 实 验动物产生较强免 疫 应 答 的 抗 原 表 位 定 格 于 第 １４１ ～１６０位和２００～２１３ 位 氨 基 酸 范 围 以 内［２］。Ｆｒａｎ－ ｃｉｓ Ｍ Ｊ等［３］的研 究 中 发 现 在 ＦＭＤＶ ＶＰ１ 第 １４６～ １５６ 位 肽 段 上 不 但 含 有 中 和 表 位，且 其 末 端 处 的 羟
DOI:10.16437/j.cnki.1007-5038.2012.04.028
动 物 医 学 进 展 ，２０１２，３３（４）：７６－７９ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ
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檲檲檲檲殘 文献综述
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口蹄疫合成肽疫苗研究进展
李 婷 婷 ，王 君 伟 ＊
（东北农业大学动物医学学院，黑龙江哈尔滨 １５００３０）
２．４ 免 疫 佐 剂 的 优 化 Ｆｒａｎｃｉｓ Ｍ Ｊ等 在 ［２０］ 研 究 中 尝 试 应 用 了 多 种 佐
摘 要：口蹄疫（ＦＭＤ）是一种严 重 威 胁 世 界 畜 牧 业 发 展 和 国 际 进 出 口 贸 易 的 重 大 传 染 病。 尽 管 ＦＭＤ 传 统 疫 苗 在 免 疫 效 力 上 具 有 一 定 优 势 ，但 其 自 身 仍 存 在 诸 多 弊 端 及 隐 患 。 随 着 分 子 生 物 学 技 术 的 飞 速 发 展 ， 及其在兽医领域不断取得的创新性应用，ＦＭＤ 合成肽疫苗作为新型基因 工 程 疫 苗 的 一 种，以 其 具 有 更 为 广 谱的特异性、更加安全稳定、经济实 用 等 特 点，现 已 成 为 ＦＭＤ 研 究 领 域 的 主 要 热 点 及 方 向。 论 文 从 抗 原 位 点的选择、空间构象的研究、疫苗载体的探索以及免疫佐剂的优化等多方面对 ＦＭＤ 合成肽疫苗的发展过程 及其研究进展进行了深入探讨，旨在为 ＦＭＤ 合 成 肽 疫 苗 的 进 一 步 发 展 以 及 其 他 病 原 微 生 物 合 成 肽 疫 苗 的 深入研究提供借鉴。 关 键 词 ：口 蹄 疫 ；合 成 肽 疫 苗 ；抗 原 表 位
中 图 分 类 号 ：Ｓ８５２．６５９
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００７－５０３８（２０１２）０４－００７６－０４
口 蹄 疫 （Ｆｏｏｔ－ａｎｄ－ｍｏｕｔｈ ｄｉｓｅａｓｅ，ＦＭＤ）是 由 口 蹄 疫 病 毒 （Ｆｏｏｔ－ａｎｄ－ｍｏｕｔｈ ｄｉｓｅａｓｅ ｖｉｒｕｓ，ＦＭ－ ＤＶ）引起的偶蹄动物的一种急性、热性、高度接触 性 传染病，世界 动 物 卫 生 组 织 （ＯＩＥ）将 其 列 为 必 须 报 告的疫病之一。 目 前，疫 苗 免 疫 接 种 已 被 世 界 各 国 公认为是 最 主 要 的 也 是 最 经 济 的 ＦＭＤ 预 防 手 段。 合成肽疫苗 （ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｅｐｔｉｄｅ ｖａｃｃｉｎｅ）是 利 用 化 学 方法或基因工 程 手 段，人 工 合 成 病 原 微 生 物 的 保 护 性多肽或抗原 表 位，并 辅 以 适 当 的 载 体 与 佐 剂 制 备 而成的一种新型基 因 工 程 疫 苗。 近 年 来 ＦＭＤ 合 成 肽疫苗的迅猛发展 及 广 泛 应 用 已 使 其 在 ＦＭＤ 的 防 控工作中发挥了重 要 作 用。 本 文 就 ＦＭＤ 合 成 肽 疫 苗及其研究进展和应用做一概述。
在预测的１７个抗 原 决 定 簇 中 有 ６ 个 能 与 免 疫 血 清 发生 反 应，分 别 为 ＶＰ１ １－１２、１７－２９、１９４－２１１，ＶＰ２ ４０－５０，ＶＰ３ ２６－３９ 及 ＶＰ４ ３０－４１ 位 氨 基 酸。 该 成 果 为 Ａｓｉａ１ 型 ＦＭＤ 合 成 肽 疫 苗 的 进 一 步 研 究 奠 定 了 基础。Ｙａｎｇ Ｄ 等［７］利用一株特异 性 单 克 隆 抗 体，通 过噬菌体展示系 统 筛 选 出 了 一 段 在 Ｏ 型 ＦＭＤＶ 各 亚型间均 高 度 保 守 的 线 性 抗 原 表 位，为 今 后 Ｏ 型 ＦＭＤＶ 亚型间 交 叉 保 护 性 合 成 肽 疫 苗 的 研 制 提 供 了宝贵思路。
收 稿 日 期 ：２０１１－１２－２２ 基金项目：国家科技支撑计划（２００６ＢＡＤ０６Ａ１７－０８）；现代农业产业技术体系（奶 牛）建 设 专 项 资 金 资 助 （ＣＡＲＳ－３７）；黑 龙
江 省 重 大 科 技 计 划 （ＧＡ０６Ｂ２０２，ＧＡ０９Ｂ３０２）
作 者 简 介 ：李 婷 婷 （１９８５－ ），女 ，黑 龙 江 五 常 人 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 兽 医 免 疫 学 和 生 物 制 品 学 研 究 。 ＊ 通 讯 作 者