破解H9N2防控难题!我国科学家研发出“复制缺陷型”新型疫苗
引言:
禽流感H9N2亚型,虽被归类为低致病性禽流感病毒,但其在全球家禽中的广泛传播、持续的抗原变异以及对人类和其他哺乳动物的感染潜力,使其成为悬在养殖业和公共卫生头顶的“达摩克利斯之剑”。更令人担忧的是,它常常作为“基因供体”,将其内部基因片段提供给H5N1、H7N9等高致病性病毒,催生可能引发大流行的新型流感病毒。
当前,我国防控H9N2主要依靠灭活疫苗。然而,这类疫苗存在两大固有缺陷:一是难以激发关键的细胞免疫,免疫保护不够全面持久;二是无法有效阻止接种鸡群感染后的病毒排毒,病毒仍在场区内持续循环、变异,导致“疫苗无法阻传”的尴尬局面。加之现有疫苗毒株多为早期分离株,与当前流行株的遗传差距日益扩大,疫苗保护效果正大打折扣。
面对这一严峻挑战,华南农业大学陈立斌与任涛研究员团队另辟蹊径,在病毒“复制能力”上做文章,成功研发出一种名为 H9-SD18GD12HA 的复制缺陷型重组病毒疫苗,为H9N2的防控打开了全新局面。
关键发现:
1、巧夺天工的设计:让病毒“自断一臂
流感病毒的复制离不开其表面的两种关键蛋白——“钥匙”血凝素(HA)和“门锁”神经氨酸酶(NA)。HA负责识别并侵入宿主细胞,而NA则负责在病毒复制完成后,“剪断”病毒与细胞之间的连接,释放新生病毒去感染下一个目标。没有NA,病毒就如同被“粘”在了细胞上,无法完成传播的“最后一公里”。
研究团队正是利用了NA的这一核心功能。他们采用了成熟的流感病毒八质粒反向遗传系统,以PR8病毒株为骨架,进行了一项精妙的“基因手术”:
(1)替换HA基因:将骨架中的HA基因替换为当前流行株SD18的完整HA基因。
(2)“偷梁换柱”NA基因:保留NA基因的“包装信号”(确保该基因片段能被组装进病毒颗粒),但将其内部的编码区(ORF)替换为另一流行株GD12的HA基因编码区。
由此构建出的重组病毒H9-SD18GD12HA,其表面能同时展示SD18和GD12两种HA蛋白,免疫鸡群后能诱发更广谱的抗体反应。然而,由于它完全丧失了NA蛋白的功能,这支病毒军队在成功入侵细胞后,即便能完成复制,也无法离开细胞去继续“攻城略地”。这意味着,它在正常的动物体内是一次性的“自杀式”攻击,从根本上杜绝了疫苗毒在环境中复制、传播以及与野毒株发生重组的生物安全风险。
2、双保险生产体系:只在特定“工厂”里增殖
既然重组病毒自己无法复制,那疫苗如何大规模生产?研究团队为此构建了一个绝妙的“双保险”生产系统。
他们利用慢病毒载体,创建了一株能稳定表达NA蛋白的工程细胞系-NA-MDCK。这就像是专门为这支“残疾”病毒军队建造的一个特供工厂。在这个工厂里,外源提供的NA蛋白弥补了病毒自身的缺陷,辅助H9-SD18GD12HA顺利完成复制、组装和释放的全过程,从而实现了疫苗的高效量产。
而当疫苗免疫鸡只后,离开特供工厂的病毒由于缺乏NA蛋白,在鸡体内无法有效复制和传播,其安全性得到了极大保障。实验数据证实,该病毒在正常MDCK细胞中无法增殖,只有在NA-MDCK细胞中才能成功传代。
图1 构建稳定表达NA蛋白的 MDCK 细胞系
3、卓越的免疫效果:实现“防感染”与“阻传播”双突破
在SPF鸡的免疫攻毒实验中,这款新型疫苗展现出了远超传统灭活疫苗的全面保护力:
(1)激发全面免疫应答:
体液免疫:免疫后血清中针对亲本株的血凝抑制(HI)抗体滴度显著上升。
黏膜免疫:呼吸道灌洗液中的分泌型IgA抗体水平大幅提升,这在抵御经呼吸道感染的病毒时至关重要,是建立第一道防线的关键。
细胞免疫:脾脏、肺部和气管中IL-1β、IL-6和IFN-α等细胞因子转录水平显著上调,表明疫苗成功激活了Th1型细胞免疫通路,这对于清除被病毒感染的细胞、实现彻底康复不可或缺。
(2)显著减少病毒排毒-最大的亮点:
攻毒保护试验结果显示,vaccinated with H9-SD18GD12HA的鸡群,在感染后第5天,其咽喉和泄殖腔拭子中就检测不到病毒排毒。而对照组(PBS组)的病毒排毒持续到了第9天。这表明,该疫苗不仅能减轻发病,更能有效切断病毒在鸡群中的传播链,这对于养殖场的净化至关重要。
图2 病毒激发后病毒脱落的检测
4、展望未来:平台技术的巨大潜力
这项研究的价值远不止于一款H9N2疫苗。它所验证的“复制缺陷型病毒载体”是一个极具潜力的疫苗研发平台。
理论上,该平台的HA基因位点可以被替换成任何其他流感病毒亚型(如H5、H7)的HA基因,甚至其他重要禽病病原(如新城疫病毒)的保护性抗原基因,从而开发出多价或联苗。这种“一石多鸟”的策略,将为应对复杂多变的动物疫病提供强大、灵活且安全的工具。
5、结语
华南农业大学团队的这项创新研究,成功地将病毒“由强变弱”,再“由弱变无”(复制能力),在确保绝对安全的前提下,实现了活疫苗才能激发的强大黏膜免疫和细胞免疫,并一举攻克了“阻止病毒排毒”这一传统疫苗的盲区。这款复制缺陷型H9N2疫苗的诞生,不仅是禽流感疫苗研发领域的一项重大突破,更标志着我国在动物疫苗的精准设计与生物安全控制方面走在了世界前列,为全球养殖业的可持续发展与公共卫生安全贡献了宝贵的“中国智慧”。
原文:
Lai, L., Li, R., Chen, Y., Deng, J., Yu, S., Lin, Q., Chen, L., & Ren, T. (2025). Construction of a replication-defective recombinant virus and cell-based vaccine for H9N2 avian influenza virus. Veterinary research, 56(1), 144. https://doi.org/10.1186/s13567-025-01577-x
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