非洲豬瘟(ASF)于1921年在肯尼亞首次描述,是豬的一種高度傳染性病毒病,通過有毒分離株測得的死亡率接近100%。在過去的十年中,ASF已遍及高加索,俄羅斯聯(lián)邦和東歐的許多國家,這構(gòu)成了進(jìn)一步擴(kuò)展的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。在2019年1月至2019年9月期間,世界動(dòng)物衛(wèi)生組織報(bào)告已有26個(gè)國家/地區(qū)通知豬瘟/新發(fā)疫情:13個(gè)歐洲國家,10個(gè)亞洲國家,3個(gè)非洲國家。在沒有疫苗或治療方法的情況下,撲殺豬是控制疫情爆發(fā)的最有效方法,2018-2019年間有超過3000萬頭豬被撲殺。據(jù)估計(jì),ASF大流行給全球養(yǎng)豬業(yè)造成了20億美元的經(jīng)濟(jì)損失。非洲豬瘟病毒(ASFV)在環(huán)境中穩(wěn)定,并在豬之間快速有效地傳播。
ASFV病毒體的結(jié)構(gòu)
ASFV是Asfarviridae的唯一成員,也是唯一已知的DNA蟲媒病毒。盡管與其他核質(zhì)大DNA病毒(NCLDV)具有相同的結(jié)構(gòu),基因組和復(fù)制特性,但ASFV的不同之處在于具有多層結(jié)構(gòu)和整體二十面體形態(tài)。細(xì)胞內(nèi)ASFV具有包含基因組的核苷(第一層),被厚的蛋白層(稱為核殼(第二層))包圍,該蛋白層被內(nèi)部脂質(zhì)包膜(第三層)和二十面體蛋白衣殼(第四層)。當(dāng)細(xì)胞外ASFV穿過質(zhì)膜出芽時(shí),它獲得了外部包膜(第五層)。關(guān)于感染性病毒體的組成和結(jié)構(gòu)以及負(fù)責(zé)誘導(dǎo)豬中保護(hù)性免疫應(yīng)答的病毒蛋白的鑒定方面的知識(shí)上的巨大空白阻礙了疫苗的開發(fā)。
p72的結(jié)構(gòu)與組織
ASFV靶向巨噬細(xì)胞,主要存在于血液和骨髓中的單核細(xì)胞。在這里,研究人員從30-40天大的無特定病原體(SPF)豬中分離出繁殖的ASFV。通過冷凍電子顯微鏡(EM)檢查純化的病毒體。該研究解析了高達(dá)4.1埃的ASFV衣殼結(jié)構(gòu),包括一個(gè)主要(p72)和四個(gè)次要的衣殼蛋白質(zhì)(M1249L,p17,p49和H240R),并被組織為pentasymmetrons。
來自少量衣殼蛋白的廣泛分子間網(wǎng)絡(luò)支撐衣殼穩(wěn)定性
p72的原子結(jié)構(gòu)提供了假定的構(gòu)象表位,將ASFV與其他核質(zhì)大DNA病毒(NCLDV)區(qū)別開來。較小的衣殼蛋白在衣殼外殼下方形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),通過將相鄰的衣殼蛋白保持在一起來穩(wěn)定衣殼。作為核心的組織者,長100 nm的M1249L蛋白沿著 trisymmetrons分子的每個(gè)邊緣延伸,并與其他衣殼蛋白形成廣泛的分子間網(wǎng)絡(luò),從而推動(dòng)了衣殼骨架的形成。這些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)揭示了衣殼穩(wěn)定性和組裝的基礎(chǔ),為ASF疫苗開發(fā)開辟了新途徑。