威斯康星大学麦迪逊分校兽医学院病理生物学系的Manuel V. Borcaa等人在Journal of Virology上所发表的题为“Deletion of the H108R Gene Reduces Virulence of the PandemicEurasia Strain of African Swine Fever Virus with Surviving Animals Being Protected against Virulent Challenge”的文章,该文主要介绍了高毒力非洲猪瘟病毒(ASFV)Georgia2007株中H108R基因缺失后对其毒力的影响。H108R在毒力中的重要作用与痘病毒中存在的其他小跨膜蛋白(如I5L)一致,其功能与增强病毒复制和毒力有关。
为了更深入地了解H108R基因,作者进行了全面的分析。首先对非洲猪瘟H108R基因的遗传多样性进行生物信息学分析。发现编码氨基酸22、23、28、41和45的密码子位于该蛋白的高度保守区域,表明这些位点与H108R蛋白功能的潜在相关性。
H108R基因编码蛋白的功能尚不清楚。为研究H108R基因在猪巨噬细胞中病毒复制及对ASFV毒力的影响,制备了一种缺失H108R基因的重组病毒(ASFV-G-ΔH108R,缺失86个核苷酸,并插入1226个核苷酸)。ASFV-G-ΔH108R是用高毒力的ASFV株,Georgia 2007(ASFV-G)作为亲本病毒产生的,在同源重组过程中删除H108R基因,在ASFV p72启动子下,用含有荧光报告基因mCherry的盒子代替H108R基因(图3)。根据荧光活性,经过16个限制性稀释纯化步骤后,获得纯化的重组ASFV-G-ΔH108R。
采用体外培养的猪原代巨噬细胞感染ASFV-G-ΔH108R,来评价H108R基因缺失对病毒复制的影响。通过生长曲线来评估ASFV-G-ΔH108R与亲本ASFV-G的复制动力学。感染猪巨噬细胞时,MOI为0.01,并在感染后2、24、48、72和96h采集样本(hpi)。结果表明,虽然在最终取样时间ASFV-G-ΔH108R的病毒产量相似,但与亲本ASFV-G相比,在24、48和72 hpi时,其生长动力学显著降低(10~100倍)。因此,H108R基因不是病毒复制所必需的,但它的缺失略微延迟了ASFV-G在原代猪巨噬细胞培养物中的复制能力。
通常,在ASFV感染中存活下来的猪对强毒同源病毒的攻击会产生保护性免疫。为了评估ASFV-G-ΔH108R感染动物抵御高毒力亲本病毒ASFV-G攻击的能力,在28天后用102HAD50亲本病毒攻击4只ASFV-G-ΔH108R感染的幸存猪。另设一组(n=4)幼年动物作为对照组,在相同条件下进行实验。对照组动物在约第3至第5天出现了ASF的临床症状,随后疾病严重程度迅速增加,所有动物在第3至第7天之间被安乐死(图7)。相反,感染ASFV-G-ΔH108R组的动物在21天的观察期内保持临床正常,甚至没有出现短暂的体温升高。因此,感染ASFV-G-ΔH108R可诱导动物在受到高毒力亲本病毒攻击后产生保护作用。正如预期的那样,感染ASFV-G的对照组动物在第4天的病毒滴度很高(范围在107.3至108.3 HAD50/mL之间),直到动物被安乐死之前,病毒滴度一直很高(图6)。总的来说,感染ASFV-G-ΔH108R的动物在感染ASFV-G-ΔH108R后,病毒滴度逐渐下降,直到实验结束(攻毒后21天)。
综上,确定非洲猪瘟病毒毒力的决定因素至关重要,特别是如果该基因可用于开发实验性疫苗。从ASFV-G基因组中删除H108R基因,明显降低了病毒的毒力,所有在ASFV-G-ΔH108R感染中存活的动物在28 dpi时都能抵抗亲本ASFV-G的攻击,并且没有出现任何与疾病相关的临床症状(甚至没有短暂的体温升高),这说明了在这些动物中产生的保护作用。需要强调的是,ASFV-G-ΔH108R的低剂量(102HAD50)可诱导保护性免疫反应,以对抗毒力强的亲本病毒的攻击。(有删减)