新型非洲猪瘟病毒反向遗传系统

《Science Advances》A synthetic genomics-based African swine fever virus engineering platform

来自J. Craig Venter研究所（JCVI）、friedrich - loeffler研究所（FLI）和国际牲畜研究所（ILRI）的研究人员开发了非洲猪瘟病毒（ASFV）的反向遗传系统。

　　

来自J. 克雷格·文特尔研究所（JCVI）、弗里德里希·洛夫勒研究所（FLI）和国际家畜研究所（ILRI）的研究人员开发了一种针对非洲猪瘟病毒（ASFV）的反向遗传学系统。这一新系统将帮助研究人员开发疫苗，并研究ASFV的致病性和生物学特性。ASFV是一种高度传染性、致命的病毒性疾病，影响家猪和野猪，尤其在非洲、欧洲、亚洲和加勒比地区广泛流行。最近的一项研究估计，如果ASFV传入美国，可能会在十年内造成超过500亿美元的经济损失。

JCVI教授、论文资深作者Sanjay Vashee博士说：“通过开发基于合成基因组学的ASFV反向遗传学系统，我们不仅推进了对这种病毒的理解，还创造了可以应用于其他新兴病毒威胁的工具。这项研究有可能显著减少全球养猪业因ASFV造成的经济损失，为控制和预防该疾病的传播提供急需的解决方案。

反向遗传学系统使科学家能够快速生成ASFV的基因修饰版本，该过程涉及多个步骤。首先，科学家构建合成DNA，这是病毒遗传物质的实验室版本。ASFV的片段经过修饰后，利用酵母的重组机制组装成全长基因组。随后，修饰后的基因组被转移到大肠杆菌中，以便能够大量分离它们。

接着，合成DNA被转染（即人工引入）到哺乳动物宿主细胞中，这些细胞随后被一种自辅助病毒感染。这种自辅助病毒是经过CRISPR/Cas9技术修饰的ASFV的抑制版本，CRISPR/Cas9是一种强大的基因编辑工具，能够在特定位置精确切割DNA。这些改造确保了自辅助病毒无法自行复制。尽管受到抑制，自辅助病毒仍然提供了合成DNA复制和组装成新病毒颗粒所需的必要蛋白和机制。

这一过程产生了含有合成DNA中引入的特定基因修饰的活重组病毒。这些重组病毒随后可用于进一步研究或疫苗开发。

“全球范围内，非洲猪瘟疫情已造成数十亿美元的毁灭性经济损失，严重影响了养猪业、粮食安全和生计。在非洲，由于存在多种病毒基因型以及缺乏足够的生物安全措施来控制疾病，其影响可能是灾难性的。”ILRI的研究人员、论文作者之一Hussein Abkallo博士说，“这一平台为开发新的、有针对性的疫苗带来了希望，这些疫苗可以保护动物健康，减少死亡率，并通过防止不必要的损失来减少畜牧业的环境足迹。”

为ASFV开发的基于合成基因组学的反向遗传学系统可以应用于其他具有非感染性基因组的病毒，为研究和疫苗开发提供了巨大潜力。例如，它可用于牛结节性皮肤病病毒，这是一种主要影响牛并造成重大经济损失的双链DNA病毒。

这种方法还可以适应新兴的RNA病毒，如寨卡病毒、基孔肯雅病毒、马亚罗病毒和埃博拉病毒，这些病毒曾引发重大疫情并严重威胁全球健康。通过利用合成基因组学，研究人员可以迅速为这些以及新出现的病毒开发反向遗传学工具，促进对其生物学特性的研究以及有效疫苗和治疗方案的开发。

研究团队还包括资深作者Lucilla Steinaa博士（ILRI）和第一作者Walter Fuchs博士（FLI）以及Nacyra Assad-Garcia（JCVI）。完整的研究报告《基于合成基因组学的非洲猪瘟病毒工程平台》发表于《Science Advances》杂志。该研究由国际发展研究中心（IDRC）畜牧业疫苗创新基金（LVIF）第一阶段108514和第二阶段109212资助。