当鞭毛蛋白“牵手”病毒表位-这款猪流行性腹泻亚单位疫苗能否成为猪场新利器？

引言：

自2010年以来，猪流行性腹泻（PED）如同幽灵般反复侵扰全球养猪业，尤其在中国，由高致病性G2b亚型毒株引发的疫情曾导致数百万仔猪死亡。尽管灭活苗和弱毒苗早已上市，但因其主要诱导体液免疫、难以激发足量的黏膜sIgA抗体，加之病毒S基因高频突变，田间保护效果常不如人意。如何设计一款既能高效表达、又能广谱激活免疫的新型疫苗，成为科研界与产业界共同的紧迫命题。

近日，发表于《Frontiers in Veterinary Science》的一项研究给出了一份值得关注的“答卷”。来自广东海大集团畜牧水产研究中心的高旭东团队，利用分子生物学与结构生物学手段，成功构建了一种由沙门氏菌鞭毛蛋白突变体FliC_L3A与PEDV S蛋白核心中和表位（COE）融合而成的重组亚单位疫苗，并在小鼠模型中系统评估了其免疫原性。研究结果显示，该融合蛋白能够自发组装成花束状多聚体，在优化后的CHO-S细胞表达系统中转染效率高达约80%，纯化后的蛋白与201佐剂配伍后，经三次皮下免疫，可诱导出与市售畅销灭活疫苗“科逊宁”（KXN）水平相当的PEDV特异性IgG、IgA、IgM抗体及IL-4细胞因子，仅IFN-γ水平略低于对照组。这一发现为PED亚单位疫苗的工程化设计提供了新思路，但也提示其免疫效力仍有优化空间。

关键发现：

图1 融合蛋白的预测结构

1、巧借“天然佐剂”：鞭毛蛋白的多聚化设计

鞭毛蛋白（flagellin）是细菌鞭毛的主要结构亚基，更是天然免疫受体TLR5的强效激动剂，素有“蛋白质佐剂”之称。然而，野生型鞭毛蛋白在融合外源抗原后，常因结构改变而削弱其免疫激活能力。本研究借鉴了前期报道的FliC_L3A突变体（L503A/L505A/L506A三位点突变），将PEDV G2b毒株（CH/JSLYG/02/2021）的COE区域（499-638 aa）通过柔性GS连接子融合于其C末端。AlphaFold2结构预测显示，该融合蛋白单体呈典型的鞭毛蛋白双螺旋构型，而多聚体则模拟出花束状对称排列-COE表位被展示在花束的外围，理论上更利于免疫受体识别。研究团队推测，这种多聚化形态不仅能增强抗原递呈，还能通过鞭毛蛋白的病原相关分子模式（PAMP）特性，协同激活TLR5信号通路，从而“一箭双雕”地提升体液与黏膜免疫应答。

图2 融合蛋白转染与纯化结果

2、哺乳动物细胞表达：从绿色荧光到高纯蛋白

为实现可放大、无内毒素污染的工业化生产，研究者摒弃了传统的大肠杆菌原核表达，转而采用CHO-S悬浮细胞瞬时转染体系。通过在目标蛋白N端融合EGFP标签，他们可实时监测转染效率-荧光显微镜下约80%的细胞发出绿光，表明质粒递送成功。经镍柱亲和层析、TEV蛋白酶切去除标签及分子筛纯化后，SDS-PAGE和Western blot确认获得了高纯度的目的蛋白，且尺寸排阻色谱峰位置提示其可能以寡聚或多聚体形式存在，与结构预测吻合。

图3 小鼠免疫实验结果

3、小鼠免疫实验：与商业疫苗“旗鼓相当”但略有不足

研究者将纯化蛋白与W/O/W型201佐剂乳化后，以14天间隔对BALB/c小鼠进行三次颈部和腿部多点皮下注射，并以PBS为阴性对照、以市场份额最大的KXN二联灭活苗为阳性对照。令人关注的是，FliC_L3A-COE组在各项抗体指标上均表现出典型的动力学特征：IgM在首免后即达峰值而后下降；IgA在二免后迅速攀升至高峰，但三免后不再升高；而IgG则随加强免疫稳步上升，并在三免后达到最高水平。这与灭活苗诱导的趋势高度一致，且两组间的IgG、IgA、IgM及IL-4水平无统计学显著差异。然而，在IFN-γ（反映Th1型细胞免疫的关键因子）上，融合蛋白组显著低于KXN组，尽管绝对差值有限。作者坦承，这表明该融合蛋白在激活NK细胞和T细胞分泌IFN-γ方面略逊一筹，其总体免疫原性“相似或部分偏低”。

4、启示与隐忧：亚单位疫苗的“长跑”仍需加力

本研究的意义在于，它验证了FliC_L3A突变体作为融合伴侣在亚单位疫苗中的可行性与优势-相比于先前Murtaza等采用野生型FliC构建的融合蛋白（抗体水平远低于灭活苗），FliC_L3A的免疫激活效果已有显著提升。但作者也清醒地指出，仅凭血清抗体和细胞因子读数，尚无法断定该疫苗在靶动物（猪）上的保护效力，尤其缺乏攻毒保护试验和中和抗体滴度的直接证据。此外，IFN-γ的弱势也提示，后续需对蛋白构型、佐剂配伍或免疫途径（如黏膜递送）进行再优化，方能真正“叫板”成熟的商品化疫苗。

在产业层面，该研究采用的CHO-S表达系统和无血清培养基策略，为规模化生产奠定了工艺基础；而201佐剂已在多款兽用疫苗中验证过安全性，整体转化门槛相对较低。不过，从实验室小鼠到规模化猪场，中间仍需跨越种属差异、剂量优化、母源抗体干扰及田间变异株覆盖度等多重障碍。

总而言之，这篇文献为PED亚单位疫苗的理性设计提供了一个颇具潜力的范例-利用突变鞭毛蛋白的多聚化和天然佐剂属性，将关键中和表位有序展示，从而激发与灭活苗相当的体液免疫。但若想成为猪场防线的“新利器”，它还需在细胞免疫诱导能力和实际攻毒保护上拿出更具说服力的数据。对于养猪业者而言，这项研究无疑带来了希望，但也提醒我们：疫苗创新从来不是一蹴而就，而是一场持久的攻防战。

原文：

Gao X, Rao Y, Jia A, Wang G, Cui J. Construction of subunit vaccine by fusing Salmonella flagellin with neutralizing epitopes of porcine epidemic diarrhea virus. Front Vet Sci. 2026;13:1287170. doi: 10.3389/fvets.2026.1827170.