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    中国团队解析非洲猪瘟病毒精细三维结构,助力新型疫苗开发

    中国团队解析非洲猪瘟病毒精细三维结构,助力新型疫苗开发

    【摘要】:
    北京时间10月18日凌晨,国际顶级学术期刊《科学》(Science)在线发表了一篇中国团队的学术论文,中国科学院生物物理研究所饶子和、王祥喜团队,以及哈尔滨兽医研究所歩志高团队合作完成《非洲猪瘟病毒结构及装配机制》(Architecture of African Swine Fever Virus and implications for viral assembly)。

    北京时间1018日凌晨,国际顶级学术期刊《科学》(Science)在线发表了一篇中国团队的学术论文,中国科学院生物物理研究所饶子和、王祥喜团队,以及哈尔滨兽医研究所歩志高团队合作完成《非洲猪瘟病毒结构及装配机制》(Architecture of African Swine Fever Virus and implications for viral assembly)。

     

     

    王祥喜在发布会上介绍,非洲猪瘟目前仍是一个世界难题,有近百年的流行历史,2018年以来非洲猪瘟在全球都更加活跃,也首次进入了中国。“目前对这个病毒的认知非常有限,我们甚至不知道它‘长什么样’。”就本次结构解析的成果,王祥喜表示,“不是对这个病毒认识的结束,而是有了一个新的开始。”

     

    步志高则将该病毒称为“令人敬畏的对手”。“不仅是非洲猪瘟领域的一个重大进展,也是病毒学领域的一大进展。我们对非洲猪瘟的认识还远远不够,还处于一个比较混沌的状态。”步志高表示,“从这个精细的结构上目前已经获得一些线索,可以推动非洲猪瘟防控的相关技术和新型疫苗的研发。”

     

     

    非洲猪瘟病毒是一类古老的病毒,早在1921年在非洲肯尼亚首次发现,至今有约100年的历史。非洲猪瘟即是由非洲猪瘟病毒引起的家猪、野猪的一种急性、热性、高度接触性动物传染病,所有品种和年龄的猪均可感染,发病率和死亡率高可达100%。世界动物卫生组织将其列为法定报告动物疫病,中国也将其列为一类动物疫病。

     

    近百年来,非洲猪瘟病毒从非洲传播至欧洲、南美洲、亚洲等多个国家。近一年来,非洲猪瘟病毒传播速度明显加快,呈现愈演愈烈趋势,据国际动物健康组织通报数据显示,20191月至201910月期间,曾爆发或者正在爆发非洲猪瘟疫情的国家有26,包含13个欧洲国家、10个亚洲国家和3个非洲国家,其中亚洲几个国家的疫情尤为严重。

     

    201883日,农业农村部新闻办公室通报我国首例非洲猪瘟疫情,随后病毒很快传播到全国大部分地区,已经造成超过千亿人民币的经济损失。而中国是全世界最大的猪肉生产和消费国,生猪产业在国民经济发展和人民群众生活中具有不可替代的重要作用。

     

    因此,目前紧迫需要研发有效的疫苗和防疫手段,用于控制及预防非洲猪瘟疫情。

     

    饶子和、王祥喜、歩志高团队联合上海科技大学、清华大学、微生物所、武汉病毒所、南开大学等单位,于201812月开始对非洲猪瘟病毒颗粒和相关抗原分子从基础科研到临床检测以及高效疫苗多方面的联合攻关研究。

     

    该研究成功分离出国内正在爆发的非洲猪瘟病毒流行株。值得一提的是,由于该病毒的尺度巨大,数据收集是一个特别巨大的挑战。研究团队指出,上海科技大学领导和同行对本课题大力支持,在生物冷冻电镜机时特别紧张的情况下,大开绿灯,在上海科技大学电镜平台上连续进行了四个月高质量的数据收集,获得了超过100 T的海量数据。

     

    非洲猪瘟病毒整体结构(左:5层切面图;右:衣壳层整体结构)

     

    研究团队采用单颗粒三维重构的方法首次解析了非洲猪瘟病毒全颗粒的三维结构,阐明了非洲猪瘟病毒独有的5层(外膜、衣壳、双层内膜、核心壳层和基因组)结构特征,病毒颗粒包含3万余个蛋白亚基,组装成直径约为260纳米的球形颗粒,是目前解析近原子分辨率结构的最大病毒颗粒。

     

     

    2013年以来研究团队解析了五类三十余种全病毒原子分辨率的结构,从结构比较中可以看到非洲猪瘟病毒(ASFV)是一个十分巨大、复杂的病原体。

     

    该研究新鉴定出非洲猪瘟病毒多种结构蛋白,搭建了主要衣壳蛋白p72等原子模型,揭示了非洲猪瘟病毒多种潜在的保护性抗原和关键抗原表位信息,阐述了结构蛋白复杂的排列方式和相互作用模式,提出了非洲猪瘟病毒可能的组装机制,为揭示非洲猪瘟病毒入侵宿主细胞以及逃避和对抗宿主抗病毒免疫的机制提供了重要线索。

     

    上述成果为开发效果佳、安全性高的新型非洲猪瘟疫苗奠定了坚实基础。

     

    值得注意的是,近百年来,非洲猪瘟病毒首次进入中国,中国科学家此番解析了非洲猪瘟病毒精细结构,这被认为是基础研究领域的重大研究成果,也是饶子和院士领导的研究团队继2003SARS后,又一次在关键时刻为国家疾病防控贡献知识力量,更是基础研究面向国家重大战略需求的一个成功的范例。

     

    文章转自《澎湃新闻》,原文出处《科学》(Science)杂志