猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是一种属于动脉病毒科的正链RNA病毒,对全球养猪业造成了巨大的经济损失(Osemeke等人,2025年;Rossow,1998年)。PRRSV被分为两个物种:PRRSV-1(欧洲型)和遗传多样性更高的PRRSV-2(北美型)(Yim-Im等人,2023年)。在中国,两种不同的PRRSV-2谱系——NADC30类似菌株(1.8谱系)和高致病性的类似HP-PRRSV菌株(8.7谱系)同时存在(Han等人,2019年;Zhang等人,2019年)。这些谱系之间的频繁重组进一步增加了控制工作的复杂性(Zhang等人,2024年)。与这一流行病学模式一致,我们实验室从临床样本中分离出的所有PRRSV菌株都属于这两个谱系(Han等人,2025年;Li等人,2025年;Sun等人,2026年)。
目前在中国有超过30种商业化的PRRSV疫苗,包括减毒活病毒(MLV)和灭活疫苗。据估计,超过80%的种猪和相当比例的生长猪每年至少接种一次PRRSV疫苗(Chae,2021年)。不同农场的疫苗接种策略各不相同,有些农场实行常规免疫(通常每年为母猪接种2-3次),而有些则在疫情爆发时进行大规模接种。这种广泛且经常重复的疫苗接种凸显了开发具有更广交叉保护作用的疫苗的迫切需求。一个关键问题是,基于8.7谱系的商业化减毒活病毒(MLV)疫苗往往无法对1.8谱系的挑战提供足够的保护,因为两者之间的抗原差异较大(Zhou等人,2021年;Nan等人,2017年)。
反向遗传学系统使得病毒疫苗候选物的合理设计成为可能(Huang和Meng,2010年)。对于PRRSV,通过交换遗传元件来构建嵌合病毒是一种可行的策略,以扩大保护性免疫反应。虽然之前的研究主要集中在结构基因的交换上(Han和Yoo,2014年;Sun等人,2022年;Wang等人,2025年),但非结构蛋白2(Nsp2)由于其较大的体积、内在的遗传可塑性和免疫优势,成为抗原工程的一个有前景的目标(He等人,2025年;Liu等人,2023年)。其核心的高变区域可以容纳大量的插入和缺失。这些遗传变化通常会演化成稳定的、谱系特异性的特征。值得注意的是,类似HP-PRRSV的菌株(8.7谱系)携带一个保守的30个氨基酸的缺失序列,而主要的NADC30类似菌株(1.8谱系)则在这个区域具有一个不连续的131个氨基酸的缺失序列(Li等人,2024年;Wang等人,2018年)。这些缺失不仅仅是遗传标记,它们位于宿主免疫系统能够识别的结构域内(Lunney等人,2016年;Trible等人,2015年)。
我们假设,一种在其Nsp2蛋白中同时呈现两种主要谱系特异性缺失序列的嵌合病毒可以促使宿主免疫系统识别包含两种谱系的更广泛抗原谱。在这项概念验证研究中,我们旨在通过构建这样的病毒并评估其安全性和保护效果来验证这一方法的可行性。为此,我们使用反向遗传学技术修改了8.7谱系病毒TJ1701的Nsp2基因(含有天然的30个氨基酸缺失序列),并引入了1.8谱系菌株TJWQ的完整131个氨基酸缺失序列,从而创建了一个具有双重缺失的新Nsp2结构,同时保留了原有的30个氨基酸缺失序列。所得到的嵌合病毒被命名为rFX1701,并对其体外特性、安全性、免疫原性以及对两种谱系代表性菌株的交叉保护效果进行了系统评估。