中國食品藥品檢定研究院王軍志研究員及加拿大衛生部生物制品和基因治療部疫苗評價中心Aaron Farnsworth 研究員等在自然出版社與川大華西醫院生物治療國家重點實驗室聯合主辦的《Signal Transduction and Targeted Therapy》(STTT)上發表了我國自主研發的乙型腦炎減毒活疫苗免疫原性的分子機理的文章,該研究對疫苗有效性質量控制和新蟲媒病毒疫苗研發提供新思路。(http://www.nature.com/articles/sigtrans20175,閱讀原文及下載PDF可直接點擊本文最下方“閱讀原文”)。該文通訊作者是王軍志研究員和Aaron Farnsworth 研究員,第一作者是李玉華研究員和付茵。
日本腦炎(JE)是由日本腦炎病毒(JEV)感染引起的嚴重中樞神經系統疾病。日本腦炎病毒的病原體于1934年在日本發現,故名日本乙型腦炎。1939年,我國分離到乙腦病毒并進行了大量調查研究工作,改名為流行性乙型腦炎(簡稱乙腦)。乙腦是一種由蚊子傳播的病毒,主要分布在亞洲東部和東南部地區,但近年來已逐漸蔓延到其他地區,多見于夏秋季。約有十億人受到JEV感染的威脅,臨床表現有高熱、意識障礙、驚厥、強直性痙攣和腦膜刺激征等, JEV感染的死亡率可以達到30%,而高達50%的幸存者在恢復后仍會遭受永久性后遺癥。雖然目前沒有有效的治療方法,接種疫苗是 預防JEV感染最經濟和有效手段。目前乙腦疫苗包括有乙型腦炎減毒活疫苗、滅活疫苗以及以黃熱疫苗17Dwei基因骨架構建乙腦黃熱嵌合疫苗。
乙型腦炎減毒活疫苗屬于我國一類疫苗,是將乙腦病毒減毒株SA14-4-2在原代地鼠腎細胞上培養制備而成,可有效預防乙腦減毒感染。該疫苗自1989年上市以來,已經在中國、韓國、印度、泰國等東南亞國家使用6億多劑,為我國首個通過WHO 預認證的產品,為控制乙腦流行和挽救我國及東南亞地區兒童生命發揮了十分重要的作用。
SA14-14-2毒株是將1954年從西安蚊體內分離的乙腦病毒強毒株SA14在原代地鼠腎細胞上連續傳代100多次,再經小鼠腹腔、皮下傳代多次,最后經過蝕斑純化后,挑選的毒力減弱并穩定的疫苗株。在該病毒減毒過程中,篩選出了SA14-9-7和SA14-5-3兩株減毒株,均進行了人體臨床試驗,其血清陽轉率分別為低于10%,62%,均低于SA14-14-2毒株免疫人體后的抗體陽轉率(92%)。但至今,乙腦減毒活疫苗的良好免疫效果機理不清楚。
本文首先解析SA14-9-7 和SA15-3全基因序列,再與SA14-14-2基因序列進行比較,研究病毒關鍵E蛋白的不同氨基酸變化。
圖1. Construction of a plasmid that contains the full-length JEV genome.
圖2 、Construction of a plasmid that contains the full-length JEV genome.
再采用反向遺傳學技術,將乙腦病毒疫苗株SA14-14-2氨基酸單點、多點組織突變至SA14-9-7和SA14-5-3相應位點的氨基酸,結果發現了E-177, E-264, E-279 and E-315是與乙腦減毒活疫苗病毒免疫原性密切相關的氨基酸。
圖3 Amino-acid mutations of each new JEV strains.
綜上,該研究團隊第一次報道了三種減毒JEV菌株SA14-14-2,SA14-5-3和SA14-9-7的不同免疫原性的分子機制。 研究的結果表明E蛋白上E-177,E-264,E-279和E-315這四個特定氨基酸位置在調節JEV疫苗株的中和抗體應答和免疫保護效果方面的重要作用。 這些結果揭示了SA14-14-2 的免疫機制,為新型蟲媒病毒疫苗研發奠定了基礎。 此外,這項研究將有助于我們提高乙型腦炎減毒活疫苗的質量控制水平,以確保疫苗的有效性 。
參考文獻:
(1)Guo SH, Xiao JH, Li GM. Analysis of incidence and motality of Japanese B encephalitis in China from 1992 to 2005. Chi Trop Med 2006; 6: 2137–2139.
(2)YS G. The vaccine produced in China passed the WHO pre-qualification for the first time. Chin Med Guide 2013; 10: 235–227.
王軍志研究員簡介
王軍志研究員,中國食品藥品檢定研究院研究員、生物制品檢定首席專家、博士生導師。2010年11月起任中國食品藥品檢定研究院副院長。現任中國食品藥品檢定研究院生物制品檢定首席專家。同時還擔任國家藥典委員會生物技術專業委員會主任,美國藥典會生物制品專業委員會委員,WHO ECBS委員,中國生物技術協會生物技術藥物質量專業委員會主任,中國微生物學會生物制品專業委員會主。多次獲得國家科技進步獎等獎項。 主要研究方向:主要從事生物技術藥物的生物學活性、質量標準和安全評價研究。在Nature,N Engl J Med, PNAS, J Immunol等國際著名期刊發表多篇優秀文章。
Aaron Farnsworth 研究員
Aaron Farnsworth博士是加拿大衛生部疫苗評估中心監管研究部的研究員。于2006年在俄勒岡州健康與科學大學完成博士學位。 2008年加入加拿大衛生部,他的工作側重于了解疫苗菌株的具體遺傳變化如何有助于改變疫苗特性。 Farnsworth博士已經出版了18本專著。
Signal Transduction and Targeted Therapy簡介
《Signal Transduction and Targeted Therapy》(STTT)是自然出版集團和四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室合作出版的全英文生物醫學專業期刊(網站:http://www.nature.com/sigtrans,點擊本網站最下方"閱讀原文”)。主編由美國俄亥俄州立大學Carlo M. Croce教授(美國三院院士,Cancer Research前主編),UCSD的張康教授、川大華西醫院魏于全教授/院士擔任。有來自全球等多個國家及地區的多位相關領域的近百位著名學者組成編委會。本雜志每周五發表文章,歡迎各位投稿,包括論著或綜述。對于原創性成果采取“快速通道”模式,幫助作者以最快的速度發表文章,最快一周可接收。該雜志發表論文可免收發表費。該雜志投稿格式不限,正式發表之前再按雜志格式修改。感謝將此信息轉發給您們的同事、朋友以及學生等。
Cite this article Yuhua Li, Yin Fu, Xinyu Liu, Huiqiang Yang, Yongxin Yu, Lili Jia, Xuguang Li, Aaron Farnsworth & Junzhi Wang. The molecular determinants governing the immunogenicity of Japanese encephalitis live attenuated vaccines. Signal Transduction and Targeted Therapy(2017) 2, e17005; doi:10.1038/sigtrans.2017.5
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