塞内卡谷病毒（Seneca Valley virus，SVV）引发的猪特发性水疱病，正对全球养猪业构成持续威胁。该病毒感染可导致猪只出现口鼻、蹄部水疱、跛行、厌食等症状，新生仔猪死亡率显著升高。自2015年以来，SVV已在巴西、美国、中国、泰国等多国流行，部分研究还报道其在水牛中引发严重水疱病变。面对这一挑战，现有商品化灭活疫苗虽能提供一定保护，但存在免疫启动较慢、对佐剂依赖较强等问题，而传统减毒活疫苗则面临潜在安全风险。如何开发兼具强免疫原性和良好安全性的新型疫苗，成为行业关注的焦点。
2026年6月，国际期刊npj Vaccines在线发表了题为“Suppressor tRNA-mediated conditionally replicating live vaccine effectively protects pigs against Seneca Valley virus challenge”的研究论文。华中农业大学国家农业微生物重点实验室等单位的研究团队，在该研究中系统评估了抑制性tRNA（sup-tRNA）介导的条件性复制活疫苗策略，为SVV防控提供了新的技术路径。
技术背景：从遗传密码扩展到抑制性tRNA的优化选择
小RNA病毒科病毒基因组结构高度保守，SVV基因组约7.2 kb，含单一开放阅读框编码2181个氨基酸的聚蛋白，加工后产生L、VP4、VP2、VP3、VP1、2A-2C、3A-3D等成熟蛋白。传统疫苗研发中，遗传密码扩展（GCE）技术曾被用于引入非天然氨基酸实现病毒复制控制，但该方法存在非天然氨基酸掺入效率较低、依赖外源氨酰-tRNA合成酶等问题。
研究团队对比了GCE与抑制性tRNA两种策略。抑制性tRNA（sup-tRNAy）可通过竞争性识别提前终止密码子（PTC，通常为TAG），插入天然酪氨酸，实现翻译通读，而在缺乏sup-tRNA的正常细胞中，翻译提前终止，病毒仅能完成单轮感染。实验使用mCherry报告系统和SVV 3D蛋白突变体验证显示，sup-tRNAy的通读效率显著优于GCE系统，尤其在病毒包装层面表现出更高潜力。基于此，团队最终选择sup-tRNA技术构建SVV-PTC疫苗候选株。
为提升生产效率，研究人员构建了含8拷贝sup-tRNAy的PB8载体（pPB-CMV-mCherryY43*-IRES-Puro-8tRNAy）。这一载体在HEK293T细胞中共转染后，可有效支持携带PTC的病毒包装。
疫苗构建与优化：3D基因多位点PTC插入提升稳定性
团队重点针对SVV 3D基因（编码RNA依赖性RNA聚合酶）进行PTC改造。该基因位于基因组下游，其突变不影响上游结构蛋白的表达，有利于宿主抗病毒反应启动。研究人员将3D基因中21个酪氨酸密码子逐一突变为TAG，筛选后发现不同位点包装效率和遗传稳定性存在差异。
为降低回复突变风险，团队选取Y77、Y343、Y444三个相对稳定的位点，构建双突变体和三突变体。其中，携带三处PTC的SVV-PTC-3Y株（SVV-3D-Y77/Y343*/Y444*）在共转染后显示出良好包装效率，病毒滴度接近野生型水平。连续传代实验证实，该株在野生型HEK293T细胞中无eGFP报告基因表达，P3代病毒测序未检测到PTC位点回复突变，遗传稳定性显著提升。透射电镜观察显示，其形态与野生型SVV一致。
进一步实验还验证了sup-tRNAy对其他病毒蛋白（如L、VP4、3C）PTC突变体的支持能力，表明该技术具有一定普适性。
小鼠免疫原性评价：早期中和抗体与Th1偏向细胞免疫
为评估免疫原性，研究团队在BALB/c小鼠中设置了腹腔注射（IP）、肌肉注射（IM）、滴鼻（IN）等多种途径，与商品化灭活疫苗及PBS对照组进行比较。
结果显示，SVV-PTC-3Y*免疫后7天即可检测到中和抗体，21天时IP和IM组滴度显著高于灭活疫苗组（约1:512 vs 1:128）。42天时，各组中和抗体均达较高水平（约1:4096）。血清SVV特异性IgG检测同样显示早期（14天）响应优势。IgG亚型分析进一步揭示，SVV-PTC组IgG2a显著高于IgG1，呈现Th1偏向特征；而灭活疫苗组更偏向Th2。
脾淋巴细胞增殖刺激指数（SI）升高，流式检测显示CD4+和CD8+ T细胞比例增加，细胞因子检测证实IFN-γ、IL-2、TNF-α等Th1型细胞因子分泌增强，IL-10适度升高，可能有助于免疫调节。IM途径在多项指标中表现突出。
安全性评估：体内完全衰减且无水平传播
安全性是疫苗进入实际应用的前提。在猪模型中，肌肉注射SVV-PTC-3Y*后，1-3天血液样本可扩增出病毒3D基因片段，但测序确认PTC位点稳定。连续观察14天，未观察到水疱样病变。
水平传播试验中，将免疫猪与未免疫接触猪同居饲养。与野生型SVV组形成鲜明对比，SVV-PTC组接触猪的鼻咽拭子、粪便拭子病毒载量始终未出现显著升高，无明显病毒脱落。这表明SVV-PTC-3Y*在体内复制能力受限，不具备有效水平传播特性，为群体应用提供了安全保障。
猪模型保护效力验证：攻毒试验提供直接证据
在13周龄SVV阴性长白母猪中，研究团队开展了免疫-攻毒试验。免疫程序为0天和21天两次肌肉注射（10¹⁰ VP/头），42天后采集样本评估免疫应答，43天进行同源强毒（SVV LNSY01-2017）攻毒。
免疫后14天，SVV-PTC组中和抗体滴度约1:74，显著高于灭活疫苗组（约1:11）；加强免疫后两组滴度均进一步升高。SVV特异性IgG水平在早期维持较高。PBMC增殖、CD4+和CD8+ T细胞比例以及Th1型细胞因子（IFN-γ约1532 pg/mL）检测结果显示，SVV-PTC诱导了较强的细胞免疫应答，IFN-γ/IL-4比值明显高于灭活疫苗组。
攻毒后14天观察，SVV-PTC组和灭活疫苗组猪只均未出现肉眼可见水疱病变，而PBS对照组全部出现典型水疱，4-9天症状达峰值。病变组织双重PCR检测确认SVV感染，排除口蹄疫病毒干扰。上述结果表明，SVV-PTC-3Y*在猪模型中提供了与商品化灭活疫苗相当的完全保护效力。
研究意义与展望
该研究通过sup-tRNA技术实现了对SVV复制的精准调控，构建的条件性复制活疫苗在保留活病毒结构完整性的同时，有效限制了体内持续复制，平衡了免疫原性与安全性。相比GCE技术，sup-tRNA策略无需持续补充非天然氨基酸，操作相对简化；多PTC设计显著提升了遗传稳定性，在SVV这一单血清型、宿主范围较窄的病毒上表现出良好适用性。值得注意的是，当前疫苗生产仍主要依赖共转染，效率有待进一步优化。未来可通过转座子系统建立高表达sup-tRNA的稳定细胞系，提升规模化生产能力。此外，长期保护持续时间、针对不同流行毒株的交叉保护效力等，仍需更多实验数据积累。这一工作不仅为SVV疫苗研发提供了新候选株，也为其他重要动物病毒的复制可控活疫苗设计积累了经验。随着合成生物学和疫苗平台的不断进步，类似策略有望在猪病防控领域发挥更大作用，为保障养殖业健康发展贡献力量。
原文链接：https://doi.org/ 10.1038/s41541-026-01507-8
注：文中插图源于npj Vaccines，欢迎关注交流。
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