口蹄疫病毒（foot-and-mouth diseasevirus, FMDV）是猪、牛、羊等偶蹄动物烈性疫病病原。FMDV隶属小RNA病毒科（Picornaviridae），口蹄疫病毒属（Aphthovirus）。FMDV的抗原结构十分复杂，存在广泛的抗原差异，依据血清交叉保护试验可被划分为7种血清型，每种血清型可依据流行毒株抗原变异，按地域分布划分为不同拓扑型（topotype）和差异化的谱系（lineage）。O型FMDV变异株最为复杂，分布最为广泛，已确定了11个拓扑型，仅我国就有3个拓扑型的4个谱系毒株流行，其中，Mya98毒株分属东南亚（SEA）拓扑型，近年来流行活跃。Mya98毒株不断变异，持续对口蹄疫防疫产生压力，当前流行的O/Mya/98毒株与2010年流行的O/Mya/98毒株相比，VP1核苷酸序列差异达7%—10%，导致现用疫苗的免疫效力减弱。因此，迫切需要对Mya98谱系特异性抗原位点详解，明确抗原变异的关键位点，为疫苗毒株的分子构建提供依据，为FMD防控提供指导。近期， 中国农业科学院兰州兽医研究所/动物疫病防控全国重点实验室/兰州大学动物医学与生物安全学院/甘肃省病原生物学基础学科研究中心宿主抗病毒感染与免疫生物学创新团队完成的题为“口蹄疫病毒O型东南亚拓扑型抗原变异研究”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷15期正式发表。
利用10株（SEA拓扑型）毒株特异性牛源单克隆中和抗体，对毒株O/GSLX/2010（O/Mya/98谱系）进行抗体压力筛选逃逸突变株，鉴定这10株抗体所识别表位的关键氨基酸。利用牛源多抗血清样本（32份）与逃逸突变毒株进行病毒交叉中和试验，分析SEA拓扑型毒株的免疫优势表位；通过序列比对分析不同拓扑型毒株在该抗原表位上的差异。利用反向遗传技术将差异性抗原表位引入O型FMDV经典疫苗株O/HN/CHA/93（Cathay拓扑型），对拯救的点突变毒株测序分析后进行间接免疫荧光试验鉴定，并通过病毒蚀斑测定与一步生长曲线检测病毒的复制动力学。利用SEA拓扑型毒株特异性单克隆中和抗体，通过中和试验分析拯救突变株的抗原性，确定影响病毒抗原性的关键氨基酸，评估毒株特异性位点氨基酸的改变对抗原谱的影响。SEA拓扑型特异性抗原表位主要集中于结构蛋白VP1的B-C/C-D环，属于抗原位点3。10株抗体中多数抗体（8/10）识别的抗原表位在VP1上，其中有6株单抗（A19、B55、B74、C5、F53和F166）识别的关键氨基酸位于VP1 B-C环（T43、K45）及C-D环（P58），另外2株单抗（B66和F41）识别的关键氨基酸位于VP1 C末端。病毒交叉中和试验结果表明，VP1上43位和VP3上131位氨基酸的改变显著降低了牛源多抗血清的抗体效价。
对O型FMDV不同谱系毒株（26株）序列进行分析，发现三种拓扑型毒株VP1 B-C/C-D环的28、47、56和58位氨基酸不同。利用反向遗传技术成功将毒株特异性抗原表位引入Cathay拓扑型毒株（O/HN/CHA/93），拯救出6株FMDV的点突变株：POZ-GSLX-M58、POZ-GSLX-M56/58、POZ-GSLX-M28/58、POZ-GSLX-M47/58、POZ-GSLX-M28/58/47和POZ-GSLX-M47/56/58。
微量中和试验结果表明，VP1上56/58位对毒株抗原性起到关键作用；然而，进一步增加28位和47位突变会降低抗体B83的中和作用，影响毒株自身的抗原性。因此，VP1上56和58位氨基酸的改变可以扩展SEA拓扑型特异性中和mAbs对O/HN/CHA/93毒株的中和效力与广度。
O型FMDV结构蛋白VP1上56和58位氨基酸是引起SEA拓扑型毒株抗原变异的关键位点，引入这些抗原决定簇可以拓展FMDV O/HN/CHA/93的抗原谱。研究为FMD防控及疫苗设计提供参考。该研究获得国家重点研发计划（2021YFD1800300）、国家自然科学基金面上项目（32373028）的资助。
王莉, 李坤, 黄书伦, 李凤娟, 王省, 卢曾军, 刘在新. 口蹄疫病毒O型东南亚拓扑型抗原变异研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(15): 3093-3104.WANG Li, LI Kun, HUANG ShuLun, LI FengJuan, WANG Sheng, LU ZengJun, LIU ZaiXin. Antigenic Variation of Foot-and-Mouth Disease Virus Serotype O in Southeast Asia Topotype[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(15): 3093-3104.
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