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河北农业大学动物医学院：大肠杆菌与杆状病毒-昆虫细胞表达的猪圆环病毒2d亚型（PCV2d）衣壳蛋白的免疫效果比较（摘录）
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猪圆环病毒2型（PCV2）是全球养猪业面临的重要病原体，它引起免疫抑制并导致严重的经济损失。PCV2不仅直接导致猪只生长迟缓和死亡率增加，还常常因为感染猪只免疫功能下降而引起继发感染，增加了药物成本和间接经济损失。尽管已有基于PCV2不同基因型的疫苗被广泛用于PCV2疾病的预防和控制，但随着更具毒性的PCV2d亚型的出现和流行，如何开发出更具成本效益和免疫效果的疫苗，成为了当前研究的重点问题。

2024年03月18日，河北农业大学动物医学院宋勤叶教授团队在Vaccine上发表题为“Comparison of immune effects of porcine circovirus type 2d (PCV2d) capsid protein expressed by Escherichia coli and baculovirus-insect cells”的最新研究论文，本研究旨在比较大肠杆菌和杆状病毒-昆虫细胞表达系统产生的PCV2d衣壳蛋白（Cap蛋白）的免疫效果，以期为降低疫苗生产成本和保证疫苗质量提供科学依据。

课题组成功克隆了PCV2d的cap基因到pET-28a(+)质粒中，并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达了Cap蛋白，以下称为E. coli-Cap组；构建的表达质粒pFastBac HTB-Cap在Sf9细胞中成功表达了Cap蛋白，并通过SDS-PAGE和Western blot分析确认，以下称为Bac-Cap组。

特异性抗体

通过ELISA检测了小鼠血清中的PCV2特异性抗体。免疫后的E. coli-Cap组和Bac-Cap组小鼠在第二次免疫后14天抗体转阳，并随着增强免疫逐渐增加。第三次免疫后21天，两免疫组的特异性抗体水平达到1:104，免疫后和攻毒后抗体水平没有显著差异，见图1。

血清中抗PCV2中和活性

使用基于ELISA的中和试验检测血清的抗PCV2中和活性。第三次免疫后21天，E. coli-Cap组和Bac-Cap组小鼠的血清能够抑制PCV2在PK-15细胞中的增殖，其中Bac-Cap组在1:64的血清稀释度下病毒抑制率达到20.2%，而E. coli-Cap组没有抑制作用，表明Sf9细胞表达的Bac-Cap蛋白能够刺激更高水平的抗PCV2中和抗体，见图2。

血清中IFN-γ和IL-10的浓度

通过ELISA在第三次免疫后21天和PCV2感染后14天测量了血清中IFN-γ和IL-10的浓度。与感染对照组或空白对照组相比，E. coli-Cap组和Bac-Cap组的IL-10水平在免疫后显著下降。感染后，两组的IFN-γ水平均显著增加，而IL-10水平在Bac-Cap组中显著降低，见图3。

免疫小鼠的显微镜病变

在PCV2感染后14天，通过免疫组化染色检测了小鼠不同组织的病变（见图4）和病毒抗原（见图5）。感染对照组小鼠的脾脏、肺、肾脏和肝脏中观察到大量PCV2抗原阳性细胞，而E. coli-Cap或Bac-Cap蛋白免疫的小鼠中这些组织中的阳性细胞数量极少。Bac-Cap组的抗原阳性细胞计数低于E. coli-Cap组，特别是在肺和脾脏中显著减少（见图6）。

本研究比较了大肠杆菌和杆状病毒-昆虫细胞（Bac-Sf9）表达系统产生的PCV2d型Cap蛋白的免疫效果。研究发现，两种系统表达的Cap蛋白都能够自组装成病毒样颗粒（VLPs），并且都能够诱导小鼠产生特异性的IgG抗体反应，两组特异性抗体没有显著差异。然而，由Bac-Sf9细胞表达的Cap蛋白（Bac-Cap）所诱导的中和抗体水平高于大肠杆菌表达的Cap蛋白（E. coli-Cap），这表明Bac-Cap具有更强的免疫原性。

在PCV2d病毒攻毒后，与E. coli-Cap免疫的小鼠相比，Bac-Cap免疫的小鼠体内IL-10水平显著降低，这表明Bac-Cap免疫能够更有效地抑制IL-10的分泌，减轻了炎症反应，从而可能增强机体的免疫应答。此外，Bac-Cap免疫组小鼠的组织病理损伤和PCV2抗原阳性细胞数量均显著减少，这进一步证实了Bac-Cap在诱导保护性免疫方面的优势。

研究表明，在杆状病毒/昆虫细胞中表达的Cap蛋白形成的VLPs大小更均匀，形状更规则，免疫原性更强，能诱导更强的体液免疫和细胞免疫反应，从而提供更持久的保护，诱导的免疫保护效率比在大肠杆菌中表达的Cap蛋白更高。

综上：在免疫效果上，杆状病毒-昆虫细胞表达系统较大肠杆菌表达系统所表达的Cap蛋白能够诱导更为有效的免疫保护。

源论文链接：https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2024.03.048

注：译文转自兽医研圈公众号，文章作者九九。

发布日期：2025-05-16 11:04