人獣共通感染性E型肝炎および口蹄疫に対するキメラワクチン候補の設計と開発

Design and development of a chimeric vaccine candidate against zoonotic hepatitis E and foot-and-mouth disease.

• Nouredine Behloul
• Sarra Baha
• Zhenzhen Liu
• Wenjuan Wei
• Yuanyuan Zhu
• Yuliang Rao
• Ruihua Shi
• Jihong Meng

抄録

背景:

E 型肝炎ウイルス（HEV）の人獣共通感染症は、先進国において深刻な脅威となっている。本研究の目的は、人獣共通感染性E型肝炎ウイルス（HEV）と豚の感染症である口蹄疫ウイルス（FMDV）に対する経済的に興味深いキメラワクチンの設計と開発を通じて、その主な宿主（豚）における人獣共通感染性E型肝炎ウイルス（HEV）の制御のための新しいアプローチを模索することである。

BACKGROUND: Zoonotic hepatitis E virus (HEV) infection emerged as a serious threat in the industrialized countries. The aim of this study is exploring a new approach for the control of zoonotic HEV in its main host (swine) through the design and development of an economically interesting chimeric vaccine against HEV and against a devastating swine infection: the foot-and-mouth disease virus (FMDV) infection.

結果:

まず、異なるHEV-FMDVキメラ蛋白質の合理的かつ効果的なスクリーニングのための計算機的アプローチを採用した。次に、選択されたキメラ免疫原を、分子クローニング技術を用いて大腸菌で発現させ、精製した。最後に、キメラワクチン候補の抗原性と免疫原性のプロファイルを評価した。このようにして、可溶性タンパク質として大腸菌に過剰発現し、自己組織化してウイルス状粒子になるHEV-FMDVキメラワクチン候補（Seq8-P222）を設計し、作製することに成功した。さらに、このワクチン候補は熱安定性があり、最適な抗原性と免疫原性を示しました。

RESULTS: First, we adopted a computational approach for rational and effective screening of the different HEV-FMDV chimeric proteins. Next, we further expressed and purified the selected chimeric immunogens in Escherichia coli (E. coli) using molecular cloning techniques. Finally, we assessed the antigenicity and immunogenicity profiles of the chimeric vaccine candidates. Following this methodology, we designed and successfully produced an HEV-FMDV chimeric vaccine candidate (Seq 8-P222) that was highly over-expressed in E. coli as a soluble protein and could self-assemble into virus-like particles. Moreover, the vaccine candidate was thermo-stable and exhibited optimal antigenicity and immunogenicity properties.

結論:

本研究では、実験に先立ち、より大きなセットから最良の候補を選択するためにバイオインフォマティクスを利用することで、ワクチン開発技術に新たな知見を提供しています。また、人獣共通感染性のHEVのヒトへの感染を抑制し、豚の口蹄疫を予防するキメラワクチン候補として、大腸菌で生産された初のHEV-FMDVキメラタンパク質を紹介しています。

CONCLUSION: This study provides new insights into the vaccine development technology by using bioinformatics for the selection of the best candidates from larger sets prior to experimentation. It also presents the first HEV-FMDV chimeric protein produced in E. coli as a promising chimeric vaccine candidate that could participate in reducing the transmission of zoonotic HEV to humans while preventing the highly contagious foot-and-mouth disease in swine.