DOI: https://doi.org/10.1038/s41541-024-00845-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38480758
تاريخ النشر: 2024-03-13
المؤلف: Hiep L. X. Vu وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض الحيوانية وعلم الأوبئة
نظرة عامة
يتناول هذا القسم القضية الحرجة لحمى الخنازير الأفريقية (ASF)، وهي مرض فيروسي قاتل للغاية في الخنازير بمعدلات وفاة تقارب 100%، مما أدى إلى خسائر اقتصادية كبيرة وتهديدات للأمن الغذائي العالمي. يركز البحث على تطوير لقاحات الفيروس الحي المضعف (LAV)، التي تم تحقيقها من خلال الحذف العقلاني لجينات الضراوة من سلالات فيروس حمى الخنازير الأفريقية الضار (ASFV). تستهدف هذه الحذف الجيني فئات مختلفة، بما في ذلك تلك المعنية بتكاثر الفيروس، والامتصاص الدموي، وجينات جديدة ذات وظائف غير معروفة. أدت التقدمات الأخيرة إلى إنتاج عدة مرشحين للقاحات LAV المحذوفة الجينات، والتي أظهرت ملفات أمان وفعالية متفاوتة في كل من الإعدادات التجريبية والميدانية.
تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن للعديد من مرشحي لقاحات LAV أن تتكاثر في ثقافات البلعميات الأولية للخنازير، يجب تقييم تخفيفها وفعاليتها الوقائية في الخنازير، وخاصة الصغيرة منها. تشمل مقاييس التقييم الحمل الفيروسي، ودرجة حرارة الجسم، والعلامات السريرية بعد التلقيح. من الجدير بالذكر أن بعض المرشحين أظهروا مناعة معقمة ضد سلالات ASFV الضارة، بينما أظهر آخرون حماية جزئية ضد أنماط جينية مختلفة. ومع ذلك، تبقى التحديات قائمة، مثل إمكانية العودة إلى الضراوة والتأثيرات غير المتوقعة لحذف الجينات. يؤكد القسم على الحاجة إلى مزيد من البحث لتحديد المستضدات المناعية التي يمكن إزالتها بأمان دون التأثير على فعالية اللقاح، فضلاً عن أهمية تطوير عمليات تصنيع قوية وبروتوكولات تطعيم مثلى لضمان لقاحات فعالة ضد ASF في إنتاج الخنازير.
نقاش
في هذا القسم النقاشي، يستكشف البحث مجموعة متنوعة من مرشحي لقاحات الفيروس الحي المضعف (LAV) لفيروس حمى الخنازير الأفريقية (ASFV) التي تم إنشاؤها من خلال حذف جينات فيروسية محددة. يبرز الدراسة أن ASFV يتكاثر بشكل أساسي في البلعميات، مما يحد من توفر ثلاثي فوسفات الديوكسي نيوكليوزيد (dNTPs) ويؤدي إلى إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) التي يمكن أن تلحق الضرر بالجينوم الفيروسي. وبالتالي، يقوم ASFV بترميز إنزيمات متعددة لإصلاح الحمض النووي واستقلاب النوكليوتيدات، مما يجعل هذه المنتجات الجينية أهدافًا محتملة لتطوير LAV. من الجدير بالذكر أن حذف جينات مثل كيناز الثيميدين (TK) وتلك في عائلة الهيليكاز RNA أدى إلى درجات متفاوتة من التخفيف والمناعة الوقائية في الخنازير، حيث كانت بعض الطفرات مفرطة التخفيف وغير قادرة على تحفيز الاستجابات المناعية.
يناقش القسم أيضًا جينات عائلة متعددة الجينات (MGF)، التي تُعزى إلى ضراوة ASFV وتجنب المناعة. أدى حذف عدة جينات MGF من السلالات الضارة إلى تخفيف كامل وفعالية وقائية في الخنازير، على الرغم من أن بعض الطفرات أظهرت عدم استقرار جيني عند العودة. بالإضافة إلى ذلك، كشف حذف الجينات المرتبطة بالامتصاص الدموي، مثل EP402R و EP153R، أنه بينما يعد CD2v (EP402R) ضروريًا للامتصاص الدموي والضراوة، فإن غيابه يمكن أن يؤدي إلى تقليل الحمل الفيروسي في الخنازير. كما يحدد البحث جينات ضراوة فردية أخرى، مثل NL و UK و 9GL، حيث أدى حذفها إلى تخفيف كبير ومناعة وقائية، على الرغم من أن النتائج كانت متفاوتة اعتمادًا على سلالة ASFV. بشكل عام، تؤكد النتائج على تعقيد جينات ASFV والتحديات في تطوير مرشحي LAV الفعالين، حيث أدت بعض الحذوفات إلى مرشحين واعدين للقاحات بينما أدت أخرى إلى تخفيف مفرط أو فقدان الفعالية الوقائية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41541-024-00845-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38480758
Publication Date: 2024-03-13
Author(s): Hiep L. X. Vu et al.
Primary Topic: Animal Disease Management and Epidemiology
Overview
The section discusses the critical issue of African Swine Fever (ASF), a highly lethal viral disease in pigs with near 100% mortality rates, which has led to significant economic losses and threats to global food security. The focus is on the development of live-attenuated virus (LAV) vaccines, achieved through the rational deletion of virulence genes from virulent African Swine Fever Virus (ASFV) strains. These gene deletions target various categories, including those involved in viral replication, hemadsorption, and novel genes with unknown functions. Recent advancements have produced several gene-deleted LAV vaccine candidates, which have shown varying safety and efficacy profiles in both experimental and field settings.
The findings indicate that while many LAV vaccine candidates can replicate in primary swine macrophage cultures, their attenuation and protective efficacy must be evaluated in pigs, particularly young ones. The evaluation metrics include viral load, body temperature, and clinical signs post-inoculation. Notably, some candidates have demonstrated sterilizing immunity against virulent ASFV strains, while others have shown partial protection against different genotypes. However, challenges remain, such as the potential for reversion to virulence and the unpredictable effects of gene deletions. The section emphasizes the need for further research to identify immunogenic antigens that can be safely removed without compromising vaccine efficacy, as well as the importance of developing robust manufacturing processes and optimal immunization protocols to ensure effective ASF vaccines in swine production.
Discussion
In this discussion section, the research explores various live attenuated vaccine (LAV) candidates for African swine fever virus (ASFV) generated through the deletion of specific viral genes. The study highlights that ASFV primarily replicates in macrophages, which limits the availability of deoxynucleoside triphosphates (dNTPs) and leads to the production of reactive oxygen species (ROS) that can damage the viral genome. Consequently, ASFV encodes multiple enzymes for DNA repair and nucleotide metabolism, making these gene products potential targets for LAV development. Notably, deletions of genes such as thymidine kinase (TK) and those in the RNA helicase superfamily resulted in varying degrees of attenuation and protective immunity in pigs, with some mutants being over-attenuated and unable to induce immune responses.
The section further discusses the multigene family (MGF) genes, which are implicated in ASFV virulence and immune evasion. Deleting multiple MGF genes from virulent strains led to complete attenuation and protective efficacy in pigs, although some mutants exhibited genetic instability upon back-passage. Additionally, the deletion of genes associated with hemadsorption, such as EP402R and EP153R, revealed that while CD2v (EP402R) is crucial for hemadsorption and virulence, its absence can lead to reduced viral loads in pigs. The research also identifies other individual virulence genes, such as NL, UK, and 9GL, where their deletion resulted in significant attenuation and protective immunity, although outcomes varied depending on the ASFV strain. Overall, the findings underscore the complexity of ASFV genetics and the challenges in developing effective LAV candidates, with some deletions leading to promising vaccine candidates while others resulted in over-attenuation or loss of protective efficacy.