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脑心肌炎病毒(EMCV)作为一种潜在的人畜共患病原体,给社会经济和公共卫生带来挑战。研究人员开展了针对 EMCV 的中和单克隆抗体研究。结果显示,单克隆抗体 45G3 在体内外均展现出良好的中和活性,能降低病毒载量,减轻组织损伤。这为 EMCV 的防治提供了新方向。
脑心肌炎病毒(Encephalomyocarditis virus,EMCV)是一种 “潜伏” 在动物群体中的危险分子,它属于人畜共患病原体,自 1945 年首次在佛罗里达的长臂猿身上被发现后,就不断在全球各地 “现身”,感染众多野生和家养动物,从啮齿动物到大型哺乳动物,甚至鸟类都难以幸免。在猪群中,它就像一场可怕的灾难,不仅会导致仔猪急性心肌炎甚至突然死亡,还会严重影响怀孕母猪的生殖健康,造成流产、死胎等问题,给养殖业带来巨大经济损失。而且,EMCV 主要通过粪口途径传播,污染的食物和水成为它肆虐的 “帮凶”,传播范围广泛。目前,针对 EMCV 感染,既没有特效治疗方法,市场上也缺乏有效的中和抗体产品。在这样的背景下,开展针对 EMCV 的研究迫在眉睫,寻找有效的防控手段成为当务之急。
华中农业大学、中国科学院武汉病毒研究所等机构的研究人员针对这一难题展开研究,相关成果发表在《Animal Diseases》上。研究表明,单克隆抗体 45G3 对 EMCV 具有显著的中和活性,无论是在体外实验中,还是在小鼠体内实验中,都展现出强大的抗病毒能力,这为防治 EMCV 感染带来了新的希望,在未来的抗病毒治疗领域具有重要的潜在价值 。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先利用重组 DNA 技术构建杆状病毒系统表达 EMCV 的 P12A 和 3C,进而制备病毒样颗粒(VLPs);通过杂交瘤融合技术筛选出单克隆抗体 45G3;运用多种检测技术,如免疫荧光分析(IFA)、免疫电镜(IEM)、噬斑减少中和试验等,对抗体的特性、中和活性及作用机制进行研究;最后通过动物实验评估抗体的体内保护效果,同时利用 RNA 提取及荧光定量 PCR 技术检测病毒载量和炎症因子表达 。
研究结果如下:
- 重组杆状病毒及 VLPs 的制备:将编码 EMCV 3C 和 P12A 的基因插入杆状病毒载体,转染 Sf9 细胞后,经 Western blot 和间接免疫荧光分析,证实 VP1 蛋白成功表达。透射电镜观察发现,感染重组病毒的 Sf9 细胞产生了直径约 30nm 的球形 VLPs,其形态与天然病毒相似。
- 单克隆抗体 45G3 的特性:经多次免疫小鼠和杂交瘤融合筛选,得到单克隆抗体 45G3。IFA 和 ELISA 实验表明,45G3 能与 EMCV 感染的细胞及 VLPs 发生特异性结合,但 Western blot 分析显示它不识别线性表位,而是针对构象表位发挥作用。免疫电镜结果进一步证实 45G3 能直接与 EMCV 颗粒结合。通过 AlphaFold 3 和 PDB3PISA 预测发现,45G3 的 H2 和 K2 区域与病毒 VP1 蛋白的 E91、N97 和 D101 位点形成氢键 。
- 45G3 的中和活性及作用机制:噬斑减少中和试验测得 45G3 的 IC50约为 0.01873μg/mL,表明其具有较强的体外中和活性。病毒吸附抑制试验显示,45G3 能有效阻止病毒吸附,显著降低病毒感染细胞的能力。
- 45G3 在体内的保护效果:动物实验中,感染 EMCV 的小鼠在不同时间点接受 45G3 治疗。结果显示,提前 24h 或感染后多次给药治疗的小鼠,体内多个组织的病毒载量显著降低,生存率达到 100%,体重也逐渐恢复正常。病理切片分析发现,治疗后的小鼠心脏、肝脏、肾脏等多个器官的组织损伤明显减轻,炎症反应显著降低 。
研究结论和讨论部分指出,本研究成功制备了 EMCV - VLPs,并筛选出具有中和活性的单克隆抗体 45G3。45G3 对 EMCV 构象表位具有高特异性和中和活性,在体内外实验中均展现出良好的治疗和预防潜力,能够显著降低病毒载量,减轻组织损伤,提高小鼠生存率。不过,目前 45G3 仅在小鼠模型中进行了评估,尚未在猪模型中验证。未来还需进一步优化治疗方案,探索其对不同 EMCV 毒株和更多动物物种的保护效果,进行抗体人源化或猪源化改造及结构分析,以更好地应用于临床治疗和动物疫病防控。这项研究为 EMCV 的防治奠定了重要基础,也为其他抗病毒研究提供了参考,在疫苗开发和病毒控制领域具有广阔的应用前景 。