表达O型口蹄疫病毒 VP1基因的重组病毒BHV-1的构建与鉴定

摘要：【目的】为了构建表达口蹄疫病毒（O/China/99）VP1基因的牛疱疹病毒1型,将人工合成的口蹄疫病毒VP1基因插入到巨细胞病毒（CMV）启动子之下构建gE基因缺失转移载体。【方法】利用磷酸钙介导转染法将该转移载体与亲本病毒BHV-1/gE-/LacZ+的基因组DNA共转染牛鼻甲细胞后收获增殖的病毒。通过筛选白色病毒蚀斑,得到重组病毒BHV-1/gE-/VP1。【结果】PCR检测结果表明VP1基因已经插入到了重组病毒BHV-1/gE-的基因组中,间接免疫荧光试验和Western blot证实了BHV-1/gE-/VP1中的VP1基因在感染的细胞中获得了表达。【结论】本研究成功的构建了表达口蹄疫病毒VP1基因的重组病毒BHV-1/gE-/VP1,为研制口蹄疫及其他重要牛传染病的BHV-1病毒载体疫苗奠定了基础。     

定点突变对酰胺水解酶DamH可溶性表达和酶活的影响

摘要:【目的】DamH是一种具有酯酶活性的酰胺水解酶,其非活性中心氨基酸残基的突变对重组酶可溶性表达和比酶活产生一定的影响。拟探索DamH的活性中心氨基酸残基构成,并对其非活性中心氨基酸残基突变对可溶性表达和比酶活的影响进行研究。【方法】通过重叠延伸的方法对DamH可能的活性中心氨基酸S149、E244和H274以及非活性中心氨基酸D165及N192进行定点突变,通过静息细胞测活验证了S149、E244和H274 在催化2-氯-N-(2’-甲基-6’-乙基苯基)乙酰胺(CMEPA)水解反应中的作用,通过Ni2+- NTA亲和层析对D165及N192突变子进行纯化,对突变株和野生型比酶活进行比较。【结果】研究表明S149A使DamH的CMEPA 水解酶活性下降为野生型的5%,E244A和H274A突变导致其失去活性;D165P和N192P突变影响到DamH的可溶性表达,表达量分别为野生型的28.2%和20.8%,突变子N192P、D165P比酶活分别为野生型比酶活的55.5%和49.7%。【结论】DamH催化酯类底物和芳基酰胺类底物可能共用同一活性中心S149、E244和H274,其两个α螺旋的转角处氨基酸侧链极性和刚性结构的改变对可溶性表达以及活性有很大的影响。     

一株人感染高致病性禽流感(H5N1)病毒基因组分子特征分析

【背景】H5N1禽流感病毒可以感染人类导致重症呼吸道感染,致死率高。【目的】研究我中心确认的一例人感染高致病性禽流感H5N1病毒A/Nanjing/1/2015的可能起源及基因组分子特征。【方法】对病人痰液样本中的H5N1病毒进行全基因组测序,使用CLC Genomics Workbench 9.0对序列进行拼接,使用BLAST和MEGA 5.22软件进行同源性比对和各片段分子特征分析。【结果】该株禽流感病毒属于H5亚型的2.3.2.1c家系,其8个片段均与江浙地区禽类中分离的病毒高度同源,未发现有明显的重配。分子特征显示,该病毒血凝素(Hemagglutinin,HA)蛋白裂解位点为PQRERRRR/G,受体结合位点呈现禽类受体特点,但出现D94N、S133A和T188I氨基酸置换增强了病毒对人类受体的亲和性。神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)蛋白颈部在49-68位缺失20个氨基酸,非结构蛋白1 (Non-structure protein,NS1)存在P42S置换和80-84位氨基酸的缺失。其他蛋白中也存在多个增强病毒致病力和对人类细胞亲和力的氨基酸突变。对耐药位点分析发现存在对奥司他韦的耐药突变H_274Y,病毒对金刚烷胺仍旧敏感。【结论】人感染高致病性禽流感H5N1病毒A/Nanjing/1/2015属于2.3.2.1c家系,禽类来源,关键位点较保守,但仍出现了多个氨基酸的进化与变异使其更利于感染人类。H5N1禽流感病毒进化活跃,持续动态监测不能放松。     

2019-2020年苏中地区某活禽市场H9N2禽流感病毒分子进化

【背景】20世纪90年代以来,H9N2禽流感病毒成为危害我国养禽业及人类健康和公共卫生的重要病原。【目的】了解苏中地区2019-2020年活禽市场H9N2禽流感病毒的分子进化特征。【方法】通过荧光定量PCR法对标本进行流感病毒分型检测,原始标本用SPF鸡胚进行病毒分离,用特异性引物对病毒分离物进行全基因组测序,利用BLAST、ClustalX和MEGA6等软件进行序列比对和系统发育分析。【结果】2019-2020年间从苏中地区某农贸市场采集到231份环境和禽类标本,共检出34份甲型流感病毒,其中33份为H9N2亚型。阳性标本接种SPF鸡胚,分离到20株H9N2病毒。对其中11株病毒进行全基因组测序,系统发育分析表明11株病毒的HA和NA都属于H9N2禽流感Y280-like系的G57基因型。根据HA和NA的进化特征,11株病毒可分为5个基因组合(A、B、C、D和E),其中A (n=5)是优势流行基因组合。11株H9N2分离病毒的HA蛋白HA1和HA2亚单位的裂解位点是一个碱性氨基酸R,具有低致病性禽流感病毒的特征。HA蛋白的受体结合部位有4个氨基酸位点(I155T、H183N、A190...     

近20年中国部分地区鸡源H9N2亚型禽流感病毒HA基因遗传演化及其变异频率北大核心CSCD

【目的】通过比较不同时期的H9N2亚型禽流感流行毒株HA基因的分子特征和变异频率,揭示免疫压力下病毒的遗传演化趋势。【方法】选取源于课题组的40株鸡源H9N2毒株,以及从Gen Bank下载的136株中国鸡源H9N2流行毒株和7株经典毒株的序列,利用Lasergen 7.1和MEGA 5.1等软件,对其HA基因进行系统演化、分子特征和变异频率分析。【结果】系统发育分析表明,近20年的鸡源H9N2流行株分属于BJ94、Y280和S2等谱系,优势流行株的分布与年代密切相关。氨基酸序列比较显示,H9N2病毒不同谱系之间具有各自的特征,且存在着明显的氨基酸变异积累。以Ck/BJ/1/1994 HA基因为参照,1994–2014年间,H9N2流行株核苷酸和氨基酸的年均进化率分别为5.73×10^(–3)和4.25×10^(–3)。其中,2011–2014年的核苷酸(氨基酸)年均进化率为6.35×10^(–3)(5.32×10^(–3)),明显高于2006–2010年5.22×10^(–3)(3.70×10^(–3)),更显著高于疫苗推广初期1999–2005年的0.74×10^(–3)(0.50×10^(–3))。【结论】H9N2疫苗株和流行毒株的不匹配是病毒变异频率加快的重要原因。     

人感染新型H10N3禽流感病毒分子溯源

【背景】1997年香港发生人感染禽流感事件以来,禽流感病毒成为持续威胁人类健康和公共卫生的重要病原体。【目的】对一例人感染新型H10N3禽流感病毒病例开展分子溯源研究。【方法】流感病毒分型检测采用RT-qPCR法,在下一代测序平台上完成病毒基因组测序,序列和系统进化分析采用BLAST和MEGA 6.1等生物信息学软件。【结果】2021年4月从严重呼吸道疾病患者体内分离到一株病毒,经核酸检测和序列分析,结果表明其为H10N3亚型禽流感病毒。从患者居所附近的农贸市场分离到一株基因高度同源的H10N3亚型禽流感病毒。分离株是一种新的基因重配H10N3禽流感病毒,其血凝素hemagglutinin(HA)和神经氨酸酶neuraminidase(NA)组合最早在2019年华东地区的家禽中检测到,6个内部基因来源于近年来中国南方家禽中流行的H9N2病毒。病毒的HA蛋白的裂解位点含有1个碱性氨基酸R,未插入多个碱性氨基酸,理论上不属于高致病性禽流感病毒。HA蛋白受体结合位点228位氨基酸残基由G突变为S,理论上增强了对人SAα2,6受体的亲和力。另外,未发现PB2蛋白E627K突变,但591位氨基酸...     

Asia 1型口蹄疫病毒抗原表位突变株的构建及其生物学特性分析

为了研制口蹄疫抗原表位突变标记疫苗,本研究以含有Asia 1型口蹄疫病毒(FMDV)c DNA全长的感染性克隆p Asia 1-FMDV作为骨架,将3D蛋白中第27位氨基酸的H和31位的氨基酸N分别突变成Y和R,从而突变3D蛋白的一个抗原表位,将构建的带有突变表位的重组质粒转染BHK-21细胞,成功拯救出一株突变FMDV。经比较后发现,重组病毒的生物学特性与亲本毒株相似。病毒中和试验结果显示,抗重组病毒的血清与亲本病毒有良好的反应性。Western blotting结果表明重组病毒诱导的抗体能与突变的表位合成肽反应而不与野生型病毒的表位合成肽发生反应,从而区分重组病毒与亲本病毒。综上所述,这株抗原表位突变FMDV有望作为口蹄疫标记疫苗候株进一步评估。     

表达O型口蹄疫病毒VPl基因的重组病毒BHV-1的构建与鉴定

[目的]为了构建表达口蹄疫病毒(O/china/99)VP1基因的牛疱疹病毒1型,将人工合成的口蹄疫病毒VP1基因插入到巨细胞病毒(CMV)启动子之下构建gE基因缺失转移载体.[方法]利用磷酸钙介导转染法将该转移载体与亲本病毒BHV-1/gE-/LacZ+的基因组DNA共转染牛鼻甲细胞后收获增殖的病毒.通过筛选白色病毒蚀斑,得到重组病毒BHV-1/gE-/VP1.[结果]PCR检测结果表明VP1基因已经插入到了重组病毒BHV-1/gE-的基因组中,间接免疫荧光试验和Westem blot证实了BHV-1/gE-/VP1中的VP1基因在感染的细胞中获得了表达.[结论]本研究成功地构建了表达口蹄疫病毒VP1基因的重组病毒BHV-1/gE-/VP1,为研制口蹄疫及其他重要牛传染病的BHV-1病毒载体疫苗奠定了基础.     

一株鸭源传染性支气管炎病毒的分离鉴定及结构蛋白基因和血清型分析

【目的】对从广西某鸭场发生呼吸道感染的11天龄樱桃谷肉鸭分离到的病毒株进行鉴定,并探索此鸭源病毒分离株的遗传变异情况。【方法】通过血凝试验、鸡胚接种实验、3?端非编码区(3'UTR)基因扩增与序列测定对分离株进行鉴定,并对该分离株的结构基因S1、E、M和N分别进行序列测定以及相似性、系统进化树分析和血清型鉴定。【结果】血凝试验为阴性,接种鸡胚盲传5代后出现侏儒胚,3?UTR基因测序结果表明为传染性支气管炎病毒(IBV)序列。该分离株S蛋白的裂解位点为RRSRR,S1、E、M和N基因与IBV毒株H120、4/91、LTD3核苷酸相似性分别为:78.6%–99.7%、85.4%–100.0%、91.6%–93.2%、86.7%–91.7%。除N基因存在点突变外,S1、E和M基因均存在氨基酸的突变、插入和(或)缺失。系统进化树分析显示,其S1基因属于4/91型,E、M和N基因均为LDT3型。血清型分析表明,该分离株的血清型不同于疫苗株H120和4/91。【结论】此鸭源病毒分离株为IBV,且该分离株的基因型与血清型均发生了变异。本研究结果暗示禽类传染性支气管炎的防控面临着更严峻的挑战。     

水貂肠炎病毒山东株分离鉴定及生物学特性分析

【目的】本研究旨在研究水貂肠炎病毒(mink enteritis virus,MEV)的基因组遗传进化特征。【方法】对采自山东境内水貂养殖场的109份水貂腹泻样品进行MEV的分离和鉴定,利用血凝和血凝抑制试验、多步生长曲线绘制以及蛋白的三级结构模拟等,对分离毒株生物学特性进行分析,通过重叠PCR对分离株进行全基因扩增,使用MegAlign进行序列同源性比对分析,利用DNAMANV6对基因组5’末端和3’末端回文结构进行预测,应用MEGAV6进行遗传进化分析。【结果】共分离得到5株病毒,经电镜观察和间接免疫荧光试验鉴定为MEV毒株,分别命名为MUTQS-1-5,GenBank登录号分别为OK275645、OK275646、OK275647、OK275648和OK275649;各分离株5’-和3’-UTR分别由长回文序列组成,具有典型的细小病毒基因组末端的茎环样结构,NS1和VP2基因的推导氨基酸序列存在多个非同义突变位点,其中NS1蛋白的E/Q545V位氨基酸突变,以及VP2蛋白的F267Y、Y324I位氨基酸突变为首次在MEV上发现;生物学特性分析表明,上述突变并未明显改变病毒的血凝及...     

口蹄疫病毒结构蛋白VP1容忍外源标签的能力

【目的】利用口蹄疫病毒的反向遗传操作技术,构建含不同外源标签口蹄疫病毒的全长克隆,鉴定口蹄疫病毒结构蛋白VP1容忍不同外源标签的能力。【方法】通过融合PCR技术,在FMDV O/HN/93全长感染性克隆的VP1 G-H环分别引入V5、TC12、KT3、3FLAG外源标签,构建全长质粒。全长质粒经Not I线化后转染表达T7 RNA聚合酶的稳定细胞,拯救重组病毒。RT-PCR、序列测定、间接免疫荧光鉴定病毒,噬斑和一步生长曲线分析重组病毒的生物学特性。【结果】成功拯救到表达V5或KT3表位标签的重组病毒,未能拯救到表达TC12或3×FLAG的重组病毒。V5和KT3表位标签的插入均影响了口蹄疫病毒的复制能力。【结论】重组口蹄疫病毒的成功拯救为未来标记疫苗以及口蹄疫病毒作为表达载体等的研究奠定了基础。     

三种大肠杆菌表达的口蹄疫病毒A型多表位蛋白对猪的免疫原性比较

【目的】研制猪口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)A型多表位蛋白疫苗,为猪FMDV A型的防控提供安全有效的疫苗。【方法】根据前期试验结果及国内外FMDVA型流行病学信息,设计并合成了3种多表位免疫原基因A10、IA10和FA10。在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,表达蛋白纯化复性后,制苗免疫猪。分别于免疫前和免疫后14和28d采血分离血清,用液相阻断ELISA(LPB-ELISA)方法检测血清IgG抗体滴度。免疫28d后用FMDV强毒攻毒,以评估免疫保护效果。【结果】SDS-PAGE和Western blotting结果证实A10、IA10和FA10三种蛋白均获得表达,分子量分别为35、57和64 kDa,与预测蛋白大小一致,且能被FMDV感染阳性血清所识别。LPB-ELISA结果表明,A10+201免疫组IgG滴度低于灭活疫苗组,但高于其他免疫组。攻毒后A10+201免疫组和灭活疫苗免疫组全部猪(5/5)获得保护,IA10+201和FA10+201免疫组80%(4/5)猪保护,A10和FA10免疫组只有20%(1/5)猪保护,而PBS+201组所有猪均未保护。【结论】A10+201免疫保护效果较好,可作为候选疫苗进行进一步评价。     

A Similar Pattern of Interaction for Different Antibodies with a Major Antigenic Site of Foot-and-Mouth Disease Virus: Implications for Intratypic Antigenic Variation

The three-dimensional structures of the Fab fragment of a neutralizing antibody raised against a foot-and-mouth disease virus (FMDV) of serotype C₁, alone and complexed to an antigenic peptide representing the major antigenic site A (G-H loop of VP1), have been determined. As previously seen in a complex of the same antigen with another antibody which recognizes a different epitope within antigenic site A, the receptor recognition motif Arg-Gly-Asp and some residues from an adjacent helix participate directly in the interaction with the complementarity-determining regions of the antibody. Remarkably, the structures of the two antibodies become more similar upon binding the peptide, and both undergo considerable induced fit to accommodate the peptide with a similar array of interactions. Furthermore, the pattern of reactivities of five additional antibodies with versions of the antigenic peptide bearing amino acid replacements suggests a similar pattern of interaction of antibodies raised against widely different antigens of serotype C. The results reinforce the occurrence of a defined antigenic structure at this mobile, exposed antigenic site and imply that intratypic antigenic variation of FMDV of serotype C is due to subtle structural differences that affect antibody recognition while preserving a functional structure for the receptor binding site.     

Effects of amino acid substitutions in the VP2 B-C loop on antigenicity and pathogenicity of serotype Asia1 foot-and-mouth disease virus

ABSTRACT: BACKGROUND: Foot-and-mouth disease virus (FMDV) exhibits a high degree of antigenic variability. Studies of the antigenic diversity and determination of amino acid changes involved in this diversity are important to the design of broadly protective new vaccines. Although extensive studies have been carried out to explore the molecular basis of the antigenic variation of serotype O and serotype A FMDV, there are few reports on Asia1 serotype FMDV. METHODS: Two serotype Asia1 viruses, Asia1/YS/CHA/05 and Asia1/1/YZ/CHA/06, which show differential reactivity to the neutralizing monoclonal antibody (nMAb) 1B4, were subjected to sequence comparison. Then a reverse genetics system was used to generate mutant versions of Asia1/YS/CHA/05 followed by comparative analysis of the antigenicity, growth property and pathogenicity in the suckling mice. RESULTS: Three amino acid differences were observed when the structural protein coding sequences of Asia1/1/YZ/CHA/06 were compared to that of Asia1/YS/CHA/05. Site-directed mutagenesis and Immunofluorescence analysis showed that the amino acid substitution in the B-C loop of the VP2 protein at position 72 is responsible for the antigenic difference between the two Asia1 FMDV strains. Furthermore, alignment of the amino acid sequences of VP2 proteins from serotype Asia1 FMDV strains deposited in GenBank revealed that most of the serotype Asia1 FMDV strains contain an Asn residue at position 72 of VP2. Therefore, we constructed a mutant virus carrying an Asp-to-Asn substitution at position 72 and named it rD72N. Our analysis shows that the Asp-to-Asn substitution inhibited the ability of the rD72N virus to react with the MAb 1B4 in immunofluorescence and neutralization assays. In addition, this substitution decreased the growth rate of the virus in BHK-21 cells and decreased the virulence of the virus in suckling mice compared with the Asia1/YS/CHA/05 parental strain. CONCLUSIONS: These results suggest that variations in domains other than the hyper variable VP1 G-H loop (amino acid 140 to 160) are relevant to the antigenic diversity of FMDV. In addition, amino acid substitutions in the VP2 influenced replicative ability and virulence of the virus. Thus, special consideration should be given to the VP2 protein in research on structure-function relationships and in the development of an FMDV vaccine.     

2018年我国19株猪链球菌4型分离株的病原学特征及分析

[背景]近年来,猪链球菌4型(Streptococcus suis serotype 4,SS4)分离率逐渐上升,但是有关SS4的系统研究报道匮乏.[目的]研究19株SS4临床分离株的病原学特征.[方法]以2株猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)强毒株为参考菌株,对19株S...     

Vaccines prepared from chimeras of foot-and-mouth disease virus (FMDV) induce neutralizing antibodies and protective immunity to multiple serotypes of FMDV.

The G-H loop of VP1 (residues 132 to 159) of foot-and-mouth disease virus (FMDV) is a prominent feature on the virion surface and has an important role in vaccine efficacy, generation of antigenic variants, and cell binding. Using an infectious cDNA of FMDV, we have constructed serotype A viruses in which the G-H loop has been substituted with the homologous sequences from serotype O or C. These chimeric viruses replicated to high titer and displayed plaque morphologies similar to those of wild-type viruses, demonstrating that the functions provided by the loop can be readily exchanged between serotypes. Monoclonal antibody analyses showed that epitopes contained within the loop were transferred to the chimeras and that epitopes encoded by the type A backbone were maintained. Chemically inactivated vaccines prepared from chimeric viruses induced antibodies in guinea pigs that neutralized both type A and either type O or type C viruses. Swine inoculated with the A/C chimera vaccine also produced cross-reactive antibodies, were protected from challenge with the type A virus, and partially protected against challenge with type C. These studies emphasize the importance of epitopes outside of the G-H loop in protective immunity in swine, which is a natural host of FMDV.     

Asia1型口蹄疫病毒受体结合位点多样性

【目的】口蹄疫病毒(Foot-and-Mouth Disease Virus,FMDV)通过结构蛋白VP1 G-H环上高度保守的精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸(Arg-Gly-Asp,RGD)基序与整联蛋白结合起始病毒的感染,但FMDV是RNA病毒,在环境条件变化时,FMDV能够以非RGD的途径起始病毒的感染。为了研究FMDV Asia1/JS/China/05田间舌皮毒经两种不同的途径短期传代后细胞受体结合基序RGD的变异。【方法】采用RT-PCR方法扩增FMDV Asia1/JS/China/05田间毒、田间毒的乳鼠适应毒第四代(MF4)和接种田间毒的牛同居感染的猪水泡病料适应细胞的第八代毒(PBF8)结构蛋白VP1基因,并对不同病毒VP1基因的PCR产物测序和cDNA文库测序。【结果】以含RGD受体结合基序为优势的田间毒在乳鼠上短期传代后出现了含精氨酸-丝氨酸-天门冬氨酸(Arg-Ser-Asp,RSD)和RGD受体结合基序的混合种群,而同居感染后的细胞传代病毒种群则以含精氨酸-天门冬氨酸-天门冬氨酸(Arg-Asp-Asp,RDD)受体结合基序为优势种群。【结论】发现了含RGD受体结合位点为优势的FMDV种群,经不同的宿主短期传代后产了含RSD或RDD受体结合基序的优势种群,该发现不仅增加了保守基序RGD发生替换的FMDV变异株的数量,而且为FMDV的细胞识别和宿主嗜性的改变等进一步研究奠定了物质基础。     

2017–2022年中国口蹄疫流行状况分析

【目的】分析近年来中国口蹄疫流行和传播特点,研判口蹄疫流行趋势。【方法】以2017-2022年间中国报告发生的口蹄疫疫情为研究对象,从疫情的“三间分布”、生产环节分布、流行毒株分子流行病学分析及溯源等方面,对近6年的疫情情况进行系统梳理。【结果】2017-2022年间中国共有15个省份报告发生口蹄疫疫情54次。总体形势稳定：Asia 1型口蹄疫维持无疫状态;2019-2022年连续4年未发生A型口蹄疫疫情;田间以散发O型口蹄疫为主。六年间报告牛口蹄疫疫情36次,羊疫情1次,猪疫情17次。分子流行病学研究表明,O/Mya-98、O/Ind-2001、O/CATHAY、O/PanAsia和A/Sea-97这5个流行毒株同时流行,且与同时期周边国家（缅甸、老挝和越南等）口蹄疫毒株遗传关系密切。流行病学调查结果显示,疫情（尤其是牛疫情,占比66.7%）主要发生在流通（57%）、散养（32%）等免疫薄弱环节。【结论】对内强化疫苗免疫和流通动物管控,对外严防境外毒株传入仍是今后中国口蹄疫防控的重要任务。     

鸭疫里默氏杆菌流行菌株的分离鉴定及生物学特性

【背景】鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer,RA)是引起雏鸭、鹅、火鸡等多种家禽、野禽发生传染性浆膜炎的病原,在全世界范围内广泛存在,危害养禽业发展,造成严重的经济损失。【目的】了解国内RA的流行现状,探究该菌的生物学特性,更好地指导防控鸭疫里默氏杆菌病。【方法】对2020-2021年从山东省、河北省、广东省、山西省等地分离的RA疑似菌株进行PCR、生化和血清型鉴定,并根据药物敏感性结果分析耐药现象,根据半数致死量(median lethal dose,LD₅₀)测定结果分析致病力差异。【结果】共鉴定78株RA分离株,其中,血清1型4株、2型21株、10型11株、6型3株、7型17株,1株有交叉凝集现象,21株血清型未定型;药敏结果显示78株分离株对多粘菌素B、磷霉素、克林霉素等的耐药性最强,对头孢拉定、多西环素、呋喃唑酮、氟苯尼考等抗生素最为敏感,并且78株分离株均存在多重耐药性,其中77株耐药5重及以上;动物试验结果显示,RA的分离株致病力普遍较强,而且不同地区分离株、同地区不同分离株之间均存在差异,数株RA分离株的LD₅₀在10⁴-10⁷ CFU不等。【结论】RA在国内流行表现了强致病力及严重耐药情况,本研究结果为更好地预防控制、临床用药及后续致病机制研究提供了参考依据。     

In vitro inhibition of mumps virus by retinoids

Background

Foot-and-mouth disease virus (FMDV) initiates infection via recognition of one of at least four cell-surface integrin molecules α_vβ₁, α_vβ₃, α_vβ₆, or α_vβ₈ by a highly conserved Arg-Gly-Asp (RGD) amino acid sequence motif located in the G-H loop of VP1. Within the animal host, the α_vβ₆ interaction is believed to be the most relevant. Sub-neutralizing levels of soluble secreted α_vβ₆ (ssα_vβ₆) was used as a selective pressure during passages in vitro to explore the plasticity of that interaction.

Results

Genetically stable soluble integrin resistant (SIR) FMDV mutants derived from A24 Cruzeiro were selected after just 3 passages in cell culture in the presence of sub-neutralizing levels of ssα_vβ₆. SIR mutants were characterized by: replication on selective cell lines, plaque morphology, relative sensitivity to ssα_vβ₆ neutralization, relative ability to utilize α_vβ₆ for infection, as well as sequence and structural changes. All SIR mutants maintained an affinity for α_vβ₆. Some developed the ability to attach to cells expressing heparan sulfate (HS) proteoglycan, while others appear to have developed affinity for a still unknown third receptor. Two classes of SIR mutants were selected that were highly or moderately resistant to neutralization by ssα_vβ₆. Highly resistant mutants displayed a G145D substitution (RGD to RDD), while moderately resistant viruses exhibited a L150P/R substitution at the conserved RGD + 4 position. VP1 G-H loop homology models for the A-type SIR mutants illustrated potential structural changes within the integrin-binding motif by these 2 groups of mutations. Treatment of O1 Campos with ssα_vβ₆ resulted in 3 SIR mutants with a positively charged VP3 mutation allowing for HS binding.

Conclusions

These findings illustrate how FMDV particles rapidly gain resistance to soluble receptor prophylactic measures in vitro. Two different serotypes developed distinct capsid mutations to circumvent the presence of sub-neutralizing levels of the soluble cognate receptor, all of which resulted in a modified receptor tropism that expanded the cell types susceptible to FMDV. The identification of some of these adaptive mutations in known FMDV isolates suggests these findings have implications beyond the cell culture system explored in these studies.