南京农业大学:PEDV变异株S2亚基关键突变区对体液免疫应答的逃避作用

自2010年以来，猪流行性腹泻病毒（PEDV）变异株已导致全球数百万仔猪死亡，给养猪业造成巨大经济损失。尽管基于经典GⅠ型毒株开发的疫苗已广泛使用，但其对当前流行的GⅡ型变异株保护效果十分有限，免疫猪场仍频繁出现突破性感染。

2026年3月23日，南京农业大学研究团队在mBio上发表题为“Evasion of humoral immune responses by a key mutational region of the S2 subunit in PEDV variants”的最新研究论文。研究聚焦于PEDV S蛋白这一关键抗原，通过反向遗传操作系统精准筛选，首次鉴定出S2亚基中894-993位氨基酸区域是调控病毒免疫逃逸与毒力的核心功能域，为揭示PEDV变异株的免疫逃逸机制提供了全新视角。

IF：5.1    中科院1区  |  JCR/Q1  微生物学 参考译文：PEDV变异株S2亚基关键突变区对体液免疫应答的逃避作用 第一作者：Shiyu Liu 通讯作者：Fei Liu, Qi Peng, Bin Li,Baochao Fan

1.PEDV GII变异株逃避来自经典GI株的抗体的中和作用

抗GI代表株JS2008的猪血清对同源株的中和效价约为1:68，但对GII变异株AH2012/12的中和效价显著降至1:12，下降幅度超过5倍。在兔高免血清中，抗JS2008血清对AH2012/12的中和能力同样显著降低，降幅约7.2倍。与之形成鲜明对比的是，抗AH2012/12血清对同源株和异源株均表现出高效的中和活性。进一步的阶段抑制试验表明，抗JS2008血清仅在病毒吸附和内化阶段对同源株发挥抑制作用，而对变异株无显著抑制效果。

图2.S1和S2的C-末端在变异株的体液免疫逃避中起关键作用

3.894-993 aa区是变异株体液免疫逃避的关键突变区

通过交叉中和试验发现，抗GI经典株JS2008血清对重组病毒r-894-993aa表现出强效中和活性，其中和效价与对JS2008亲本株的水平相当，而对其他重组病毒的中和作用则显著减弱。中和剂量反应曲线显示，r-894-993aa对JS2008抗血清的敏感性显著高于AH2012/12及其他重组病毒，蚀斑减数中和试验进一步证实了该结果。此外，ELISA结合试验表明，JS2008亲本株及r-894-993aa与抗JS2008血清具有强结合能力，而AH2012/12病毒与该血清的结合能力极差。

图3.894-993氨基酸是变异株体液免疫逃避的关键突变区

4.894-993 aa区域的取代降低了PEDV变体的致病性

为进一步评估894-993aa区域对PEDV变异株致病性的影响，本研究将重组病毒rAH2012/12、JS2008、r-S、r-S1、r-S2及r-894-993aa分别经口攻毒感染仔猪。结果显示，rAH2012/12攻毒组于攻毒后1日即出现水样腹泻，3-5日持续加重，5日内共发生5例死亡；而其他攻毒组及空白组均未出现明显临床症状或死亡。病毒排毒检测表明，rAH2012/12组从攻毒后2日开始排毒，病毒载量持续升高至10⁸拷贝/mL；r-894-993aa组仅在2-3日出现低水平排毒，其他组均未检测到显著病毒RNA。剖检发现，rAH2012/12组小肠明显变薄、充气积液，病毒载量高达10⁶拷贝/0.1g；而r-894-993aa组仅见轻度小肠病变，病毒载量显著降低。组织病理学分析显示，rAH2012/12组肠绒毛严重萎缩、碎裂，而r-894-993aa组仅见轻度绒毛萎缩。

图4.894-993 aa区域的取代降低了PEDV变体的致病性

5.体内实验证实，894-993 aa区域的突变使变异体能够逃避经典菌株的中和抗体

为在体内验证894-993aa区域在PEDV变异株免疫逃逸中的关键作用，本研究分别制备了rAH2012/12及r-894-993aa的灭活疫苗，并开展仔猪免疫攻毒保护试验。结果显示，两种灭活疫苗免疫后均可诱导仔猪产生高水平的血清抗体，且抗体滴度无显著差异。攻毒保护试验表明，未免疫攻毒组仔猪于攻毒后2-3日出现严重腹泻，5日内死亡3头；r-894-993aa免疫攻毒组出现相似程度的腹泻，排毒持续时间较长，并有1头仔猪死亡；而rAH2012/12免疫攻毒组仅出现轻微短暂腹泻，无死亡发生。组织病理学检测显示，未免疫攻毒组及r-894-993aa免疫攻毒组肠绒毛严重萎缩，病毒载量高达10⁵拷贝/mL；而rAH2012/12免疫攻毒组肠道病变轻微，病毒载量与阴性对照组相当。交叉中和试验进一步证实，抗r-894-993aa血清对同源病毒及JS2008中和效价较高，但对AH2012/12的中和能力显著降低；而抗AH2012/12血清则可高效中和多种病毒。

图5.体内实验证实，894-993 aa区域中的突变使得变体能够逃避来自经典菌株的中和抗体

6.894-993 aa区域的突变增加了细胞间的传播，并赋予了对变异体的血清中和抗性

为探究894-993aa区域突变对PEDV传播模式及中和抗体敏感性的影响，本研究利用Transwell小室和共培养系统分别建立了细胞游离传播与细胞间传播模型，比较了JS2008、AH2012/12及r-894-993aa三种毒株的传播特性。感染动力学分析显示，JS2008主要以细胞游离方式传播，占比达63%-77%；AH2012/12则以细胞间传播为主，占比高达95%；而r-894-993aa的传播模式呈时间依赖性，在24小时时约76%为细胞游离传播，24%为细胞间传播。进一步评估抗JS2008血清对两种传播模式的中和效果发现，抗JS2008血清可同时抑制JS2008的两种传播方式，但对AH2012/12的细胞间传播无明显抑制作用。值得注意的是，r-894-993aa对中和抗体的反应模式与JS2008高度一致，两种传播方式均受到有效抑制。

图6.894-993 aa区域中的突变增强细胞间传递并赋予血清对变体的中和抗性

7.894-993 aa区域的突变改变了变异体中S蛋白的结构和特征

三维结构比对显示，两种毒株S蛋白整体构象高度相似，均方根偏差仅为0.084 Å。然而，对JS2008的890-989aa与AH2012/12的894-993aa等效区域进行精细分析发现，该区域存在5个关键氨基酸差异。表面静电势分析表明，G890突变为R894使残基由中性转为正电荷，H972突变为Y976则导致部分正电荷丢失，显著改变了抗原表位的表面电荷分布。疏水性分析显示，变异株该区域疏水氨基酸比例明显增加，可能促使S蛋白向内折叠，导致表位遮蔽或可及性降低。分子间相互作用分析进一步揭示，AH2012/12中R894与D899形成稳定盐桥，并与F902形成阳离子-π相互作用，而JS2008对应位置缺乏此类稳定结构，提示变异株S蛋白结构刚性增强。单点突变重组病毒的中和试验证实，R894G及Y976H突变可部分恢复抗JS2008血清的中和活性。

图7.894-993 aa区域的突变改变变体中S蛋白的结构和特征

本研究首次鉴定出PEDV S2亚基中894-993位氨基酸区域是决定GII变异株免疫逃逸与高致病性的关键功能域。通过反向遗传学技术构建系列重组病毒，结合交叉中和试验、仔猪攻毒模型及体内免疫保护实验，证实该区域突变使变异株能够有效逃逸GI经典株疫苗诱导的中和抗体，同时显著增强病毒致病性。这一发现突破了以往认为中和表位主要集中于S1亚基的传统认知，为理解PEDV变异株的免疫逃逸机制提供了全新视角。

在机制层面，本研究揭示了894-993aa区域通过双重途径介导免疫逃逸：一方面，该区域突变改变了S蛋白的表面静电势、疏水性及分子间相互作用，增强了蛋白结构刚性，可能通过表位构象改变或空间遮蔽削弱抗体识别；另一方面，突变促使病毒传播模式从细胞游离型转向细胞间传播型，使其在成功感染宿主细胞后能够有效逃避中和抗体的作用。这种“早期入侵逃逸+细胞间传播逃逸”的双重策略，为变异株突破现有疫苗免疫保护提供了分子基础。

源论文链接：https://journals.asm.org/journal/mbio on 29 March 2026 by 58.58.135.38

编辑：九九

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