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中國團隊解析非洲豬瘟病毒精細三維結構,助力新型疫苗開發

中國團隊解析非洲豬瘟病毒精細三維結構,助力新型疫苗開發

【摘要】:
北京時間10月18日凌晨,國際頂級學術期刊《科學》(Science)在線發表了一篇中國團隊的學術論文,中國科學院生物物理研究所饒子和、王祥喜團隊,以及哈爾濱獸醫研究所歩志高團隊合作完成《非洲豬瘟病毒結構及裝配機制》(Architecture of African Swine Fever Virus and implications for viral assembly)。

北京時間1018日凌晨,國際頂級學術期刊《科學》(Science)在線發表了一篇中國團隊的學術論文,中國科學院生物物理研究所饒子和、王祥喜團隊,以及哈爾濱獸醫研究所歩志高團隊合作完成《非洲豬瘟病毒結構及裝配機制》(Architecture of African Swine Fever Virus and implications for viral assembly)。

 

 

王祥喜在發布會上介紹,非洲豬瘟目前仍是一個世界難題,有近百年的流行歷史,2018年以來非洲豬瘟在全球都更加活躍,也首次進入了中國?!澳殼岸哉飧霾《鏡娜現淺S邢?,我們甚至不知道它‘長什么樣’?!本捅敬謂峁菇馕齙某曬?,王祥喜表示,“不是對這個病毒認識的結束,而是有了一個新的開始?!?/span>

 

步志高則將該病毒稱為“令人敬畏的對手”?!安喚鍪欠侵拗砦亮煊虻囊桓鮒卮蠼?,也是病毒學領域的一大進展。我們對非洲豬瘟的認識還遠遠不夠,還處于一個比較混沌的狀態?!輩街靖弒硎?,“從這個精細的結構上目前已經獲得一些線索,可以推動非洲豬瘟防控的相關技術和新型疫苗的研發?!?/span>

 

 

非洲豬瘟病毒是一類古老的病毒,早在1921年在非洲肯尼亞首次發現,至今有約100年的歷史。非洲豬瘟即是由非洲豬瘟病毒引起的家豬、野豬的一種急性、熱性、高度接觸性動物傳染病,所有品種和年齡的豬均可感染,發病率和死亡率高可達100%。世界動物衛生組織將其列為法定報告動物疫病,中國也將其列為一類動物疫病。

 

近百年來,非洲豬瘟病毒從非洲傳播至歐洲、南美洲、亞洲等多個國家。近一年來,非洲豬瘟病毒傳播速度明顯加快,呈現愈演愈烈趨勢,據國際動物健康組織通報數據顯示,20191月至201910月期間,曾爆發或者正在爆發非洲豬瘟疫情的國家有26,包含13個歐洲國家、10個亞洲國家和3個非洲國家,其中亞洲幾個國家的疫情尤為嚴重。

 

201883日,農業農村部新聞辦公室通報我國首例非洲豬瘟疫情,隨后病毒很快傳播到全國大部分地區,已經造成超過千億人民幣的經濟損失。而中國是全世界最大的豬肉生產和消費國,生豬產業在國民經濟發展和人民群眾生活中具有不可替代的重要作用。

 

因此,目前緊迫需要研發有效的疫苗和防疫手段,用于控制及預防非洲豬瘟疫情。

 

饒子和、王祥喜、歩志高團隊聯合上??萍即笱?、清華大學、微生物所、武漢病毒所、南開大學等單位,于201812月開始對非洲豬瘟病毒顆粒和相關抗原分子從基礎科研到臨床檢測以及高效疫苗多方面的聯合攻關研究。

 

該研究成功分離出國內正在爆發的非洲豬瘟病毒流行株。值得一提的是,由于該病毒的尺度巨大,數據收集是一個特別巨大的挑戰。研究團隊指出,上??萍即笱Я斕己屯卸員究翁獯罅χС?,在生物冷凍電鏡機時特別緊張的情況下,大開綠燈,在上??萍即笱У緹燈教ㄉ狹辛慫母鱸賂咧柿康氖菔占?,獲得了超過100 T的海量數據。

 

非洲豬瘟病毒整體結構(左:5層切面圖;右:衣殼層整體結構)

 

研究團隊采用單顆粒三維重構的方法首次解析了非洲豬瘟病毒全顆粒的三維結構,闡明了非洲豬瘟病毒獨有的5層(外膜、衣殼、雙層內膜、核心殼層和基因組)結構特征,病毒顆粒包含3萬余個蛋白亞基,組裝成直徑約為260納米的球形顆粒,是目前解析近原子分辨率結構的最大病毒顆粒。

 

 

2013年以來研究團隊解析了五類三十余種全病毒原子分辨率的結構,從結構比較中可以看到非洲豬瘟病毒(ASFV)是一個十分巨大、復雜的病原體。

 

該研究新鑒定出非洲豬瘟病毒多種結構蛋白,搭建了主要衣殼蛋白p72等原子模型,揭示了非洲豬瘟病毒多種潛在的?;ば鑰乖凸丶乖砦恍畔?,闡述了結構蛋白復雜的排列方式和相互作用模式,提出了非洲豬瘟病毒可能的組裝機制,為揭示非洲豬瘟病毒入侵宿主細胞以及逃避和對抗宿主抗病毒免疫的機制提供了重要線索。

 

上述成果為開發效果佳、安全性高的新型非洲豬瘟疫苗奠定了堅實基礎。

 

值得注意的是,近百年來,非洲豬瘟病毒首次進入中國,中國科學家此番解析了非洲豬瘟病毒精細結構,這被認為是基礎研究領域的重大研究成果,也是饒子和院士領導的研究團隊繼2003SARS后,又一次在關鍵時刻為國家疾病防控貢獻知識力量,更是基礎研究面向國家重大戰略需求的一個成功的范例。

 

文章轉自《澎湃新聞》,原文出處《科學》(Science)雜志

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