东京大学科学家获得巨资,发力尼帕病毒疫苗的研发与制造

尼帕病毒被世界卫生组织列为2018年需要关注的10大潜在高危传染病之一,这种病毒能够攻击人和动物的肺部和大脑,症状包括发烧、头疼、嗜睡、昏迷和意识模糊等。有研究者采用原核表达系统对尼帕病毒的N蛋白进行了表达,表达的蛋白可以用于建立相应抗体检测方法、开展野生动物的抗体监测以及制备单克隆抗体等。近日也有东京大学团队获得了高达3100万美元资金,用于尼帕病毒疫苗的开发和制造。

1、什么是尼帕病毒

尼帕病毒(NiV)最初的自然宿主是狐蝠科的食果蝠蝇。科学研究表明,因为人类活动导致狐蝠居住的森林面积减少,迫使狐蝠从传统栖息地(森林)迁往森林边缘附近的人类果园,而马来西亚有很多养猪场在果园附近,很多养猪场的猪以果园掉落地面的果实为食,携带病毒的狐蝠啃咬或粪便沾污过的果实掉落在地面被猪吃掉,导致猪被感染,病毒通过养殖场的猪进入人类社会。

现在的研究尼帕病毒主要传播途径是由染病动物的分泌物和排泄物传播给人类, 尼帕病毒性脑炎可以通过人对人传播。对于预防尼帕病毒只有在澳大利亚有一种针对尼帕病毒G蛋白的亚单位疫苗被用来预防马感染亨德拉病毒,以及其它在实验室研究阶段的人用或兽用疫苗。但总而言之,可针对尼帕病毒的治疗药物或者预防疫苗,处于药物临床前研究阶段的研究几乎都没有,人们可能只能通过避免在流行地区接触病猪和蝙蝠,不饮用生果蔬汁,尽可能预防尼帕病毒感染。

尼帕病毒(NiV)属副粘病毒科成员,为不分节段的负链RNA病毒,其总基因组大小为18.2kb,共有6个转录单位,编码磷酸化蛋白P、核衣壳蛋白N、基质蛋白M、融合蛋白F、大蛋白L和糖蛋白G6个蛋白,其基因组结构顺序为3-N-P-M-F-G-L-5NiV病毒N基因全长1596bp,其编码的N蛋白全长为532个氨基酸。N蛋白为NiV结构蛋白中含量最丰富的蛋白,其产生的抗体中和活性交叉,但是N蛋白的免疫原性较强,能在早期刺激机体产生抗体,且抗体滴度高、持续时间长,因此可以作为NiV的检测抗原。

由于NiV病毒能感染动物且对人有较高的致死率,获得纯化的NiV成本高且风险大,也为法律所禁止。通过基因工程的方法表达N蛋白,不仅生物危险性低,而且价格低廉。只要基因工程抗原具有足够高的敏感性,那么利用重组蛋白座位检测用抗原是完全可行的,同时也有利于实验的标准化。美迪西生物医药拥有多种蛋白表达系统,包括原核蛋白表达系统、酵母蛋白表达系统、昆虫细胞蛋白表达系统(杆状病毒)和哺乳动物细胞蛋白表达系统,具备多种融合技术,可以为客户在蛋白表达与纯化方面提供多种选择。

2、利用原核表达系统表达尼帕病毒的N蛋白

有研究者利用尼帕病毒的N基因进行原核表达,探讨NiV N蛋白作为检测NiV存在的抗原的可能性[1]。方法利用pET-28a(+)作为表达载体,构建pET-NiV N重组质粒,通过IPTG诱导使其表达蛋白,并用Western blot方法进行原核表达NiV N蛋白的检测。结果通过PCR、酶切和连接反应,成功构建N蛋白的pET-NiV N重组质粒,大小为1596bp;利用IPTG诱导pET-NiV N重组质粒在宿主菌中表达N蛋白Western blot法检测显示,55 kD的条带显色良好,证明是本实验所需要得到的目的蛋白。

因此使用原核表达系统成功表达了NiVN蛋白,为其进一步的抗体制备、活性鉴定及研究应用奠定了基础。

尽管世卫组织已将尼帕病毒感染确定为世卫组织研发蓝图的优先疾病,但是目前没有专门针对性的药物或疫苗。建议采取强化支持性护理以治疗严重的呼吸系统和神经系统并发症。东京大学团队的实验性疫苗是基于弱化的麻疹疫苗设计的,其中插入了尼帕病毒的基因。流行病预防创新联盟表示,其资金将用于进行中期试验,推动潜在候选疫苗的研究进程,最终将其制造应用出来。全面开展研究工作,建立起检测标准以及研制出有效疫苗,对于避免重大经济损失,预防和控制重大疫情的发生,具有非常重要的意义。