近日，中國農業科學院蘭州獸醫研究所口蹄疫防控技術團隊聯合中國科學院生物物理研究所和荷蘭瓦赫寧根生物獸醫研究所等單位的科研團隊，突破了病毒抗體復合物三維結構的分辨率難以提高的瓶頸，首次通過高分辨（～3.1 ?）原子結構揭示了口蹄疫病毒中和抗體的抗病毒機制，為口蹄疫廣譜疫苗設計及口蹄疫疫苗質量監測提供理論指導和重要生物材料。相關研究成果在線發表在《蛋白質與細胞（Protein and Cell）》雜志。
據蘭州獸醫研究所口蹄疫防控技術團隊首席郭慧琛研究員介紹，口蹄疫作為我國必須上報的動物烈性傳染病，威脅著畜牧業的健康可持續發展。滅活疫苗目前仍是防控口蹄疫的有效手段之一，但滅活疫苗中口蹄疫病毒的有效抗原（146S）含量是決定疫苗質量的關鍵，如何建立高敏感、高特異的疫苗評價體系是當前的重點之一；另外，口蹄疫病毒七種血清型之間缺乏交叉保護性，如何獲得針對多種口蹄疫血清型的廣譜性疫苗也是當前口蹄疫研究重點，而口蹄疫病毒特異中和性抗體則是解決以上科學問題的最佳選擇。
研究團隊首先通過體內、體外試驗證實，兩株口蹄疫特異抗體具有高效中和活性，其中M8抗體具有針對多種口蹄疫血清型的廣譜中和效果，而M170抗體則具有特異識別O型口蹄疫病毒（146S）的中和特性。隨后采用低溫冷凍電鏡單顆粒重構技術，解析了兩株中和性抗體與口蹄疫病毒復合物的高分辨三維結構，通過分子結構及多序列比對分析，確定M8中和性抗體結合在病毒衣殼蛋白單體分子GH-loop和EF-loop區域，特異識別由VP1和VP3共同組成的空間構象表位，而該表位在口蹄疫病毒七種血清型中極其保守，說明該抗體具有廣譜識別特性，這對于獲得口蹄疫廣譜防控制劑具有極其重要的參考價值； M170中和抗體特異結合于O型口蹄疫病毒衣殼二次軸附近，因衣殼裂解會引起二次軸附近氨基酸重排，從而導致M170無法識別完整病毒粒子（146S）裂解產生的12S單體，說明該抗體具有O型口蹄疫病毒146S識別特性，這可為當前口蹄疫滅活疫苗質量評價體系的建立提供非常有效的工具。該研究是截至目前唯一以高分辨率闡釋口蹄疫病毒中和機制的創新性研究成果。
該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的共同資助。（通訊員 郭海霞）
相關論文信息： http://doi.org/10.1007/s13238-021-00828-9
