猪圆环病毒2型Cap蛋白的原核表达文献综述

研究背景

1974年，德国学者第一次报道了猪圆环病毒（PCV），随后的研究发现，猪圆环病毒为一种基因组为共价闭合的单链环状DNA病毒，表面无囊膜，二十面体对称，病毒粒子直径在17~20nm之间，在猪群中可以检测到该病毒的特异性血清抗体，在家兔，小鼠，人的血清抗体检测结果均为阴性，因此推测该病毒来源于猪，因此命名为猪圆环病毒。根据PCV的致病性，血清型和基因型特点，将其分为非致病性的猪圆环病毒1型（PCV1）和致病性的猪圆环病毒2型（PCV2）。猪圆环病毒2 型（PCV2）是引起断奶仔猪多系统衰竭综合征（PMWS）的主要病原，通过隐性感染和持续性感染在猪群中长期存在和传播，是危害养猪业的重要传染病，在中国的猪群中流行也十分严重，给养猪业带来了十分严重的损失。建立高效的预防方法对病毒的综合防控具有重要意义。而疫苗作为一种有效手段可以阻断和预防病毒的传播，为感染猪圆环病毒的病猪的治疗提供了有效解决途径。PCV2基因组包含两个主要的开放式阅读框架ORF1、ORF2，分别编码复制酶蛋白(Rep蛋白)和衣壳蛋白（Cap 蛋白）和，它们在病毒的生命周期中起到基因组的复制和连续性包装这两个基本功能。Cap蛋白作为病毒主要的结构蛋白，构成病毒的核衣壳，是PCV2的主要免疫原性蛋白，也是唯一的结构蛋白，能诱导机体产生特异性免疫应答。已有研究发现Cap蛋白可以自我组装成病毒样颗粒（VLPs），利用昆虫/杆状病毒表达系统获得的 Cap 蛋白已经成为商品化疫苗的抗原, 。近年来，先后利用酵母表达系统、昆虫细胞表达系统和大肠杆菌表达系统在体外制备出Cap蛋白 VLPs，在小鼠和猪体免疫实验中，这些抗原均表现出良好的免疫原性, ，为研发新型 PCV2 Cap 蛋白亚单位疫苗奠定了基础。

病毒样颗粒（Virus-like particle, VLP）是具有与天然病毒相似的空间结构和免疫原性的蛋白质多聚复合物，可由一种或多种病毒结构蛋白自组装折叠形成。在过去的三十年里，VLP已经成为被世界广泛接受的技术，特别在疫苗领域，三种基于 VLP 的人用疫苗已经被正式批准用于预防乙型肝炎病（HPV）、人类乳头状瘤病毒(HPV)和戊型肝炎病毒(HEV)，这些成果极大地推动了人们对VLP 疫苗的研究。VLP作为制备病毒疫苗有以下优势：（1）具有与天然病毒相似的空间构象而具有与天然病毒相似的免疫原性（2）VLP不含有病毒基因组，因此无感染能力。（3）VLP的形态和大小有利于被抗原提呈细胞特别是树突状细胞摄取。VLP 的上述免疫特性使其成为了目前疫苗研究的热点，新的 VLP 疫苗将会不断产生。

国内外研究现状

目前，国内外研发的商品化 PCV2 疫苗陆续获得上市许可，主要包括重组病毒嵌合灭活疫苗、全病毒灭活疫苗和重组亚单位疫苗。

(1)重组病毒嵌合灭活疫苗

嵌合疫苗是应用基因工程手段来构建的一类新型疫苗，美国富道公司已经研发出商品化的嵌合疫苗PCV1-2，其原理是将 PCV2 ORF2 的 Cap 基因替换 PCV1基因组中 ORF2 的 Cap 基因，重组成 PCV1-2 嵌和体。动物实验结果发现，PCV1-2 感染性 DNA 克隆对猪的致病性小于亲本 PCV2 基因组，同时可诱导机体产生针对 PCV2 核衣壳蛋白的血清抗体。广泛的疫苗接种试验表明 嵌合病毒灭活苗可为猪群提供较好的免疫保护，尤其是在抑制病毒复制、减少病毒血症方面发挥了重要的作用。

(2)全病毒灭活疫苗

筛选出免疫原性好的 PCV2 毒株，经敏感细胞大量增殖，然后通过理化方法将其灭活，加入佐剂而制成灭活疫苗，用于预防 PCV2 感染。该类疫苗无致病力、安全、生物学功能相对稳定，。国外学者较早投入PCV2灭活疫苗的研究工作中，法国梅里亚公司于2006年成功研制出通过欧盟认证的首例PCV2全病毒灭活疫苗Circovac。在国内，中国农业科学院哈尔滨兽医研究所刘长明研究员成功地研制出中国首例PCV2灭活疫苗（LG株），）。此外，南京农业大学姜平教授研制的PCV2灭活疫苗（ＳＨ株）　）也已注册上市，。

(3)重组亚单位疫苗