原標(biāo)題：中國(guó)團(tuán)隊(duì)獲首張非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)高清圖，為新型疫苗提供線索

　　流行了近百年、去年以來(lái)在亞洲日益兇猛的非洲豬瘟的病原體，近日終于被中國(guó)科學(xué)家首次在近原子分辨率下“看見(jiàn)”，這也為新型豬瘟病毒疫苗的研發(fā)帶來(lái)一絲曙光。

　　北京時(shí)間10月18日凌晨，中國(guó)科學(xué)院饒子和院士、王祥喜研究員團(tuán)隊(duì)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所所長(zhǎng)步志高團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）發(fā)表論文：《非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)及裝配機(jī)制》（Architecture of African Swine Fever Virus and implications for viral assembly）。當(dāng)天上午，關(guān)于該成果的新聞發(fā)布會(huì)在京舉行。

　　非洲豬瘟病毒（ASFV），一種巨大、復(fù)雜而古老的DNA病毒。大約100年前，它在非洲肯尼亞被首次確定，而在2018年8月3日，中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新聞辦公室通報(bào)我國(guó)首例非洲豬瘟疫情，隨后病毒很快傳播到全國(guó)大部分地區(qū)。

　　動(dòng)物疾病防控領(lǐng)域的頂級(jí)專家步志高將非洲豬瘟病毒稱為“令人敬畏的對(duì)手”。2018年12月，步志高團(tuán)隊(duì)和擅長(zhǎng)病毒蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的饒子和、王祥喜團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合上?？萍即髮W(xué)、清華大學(xué)、中科院微生物所、武漢病毒所、南開(kāi)大學(xué)等單位，開(kāi)始對(duì)非洲豬瘟病毒顆粒和相關(guān)抗原分子從基礎(chǔ)科研到臨床檢測(cè)以及高效疫苗多方面展開(kāi)聯(lián)合攻關(guān)研究。

　　“非洲豬瘟是一個(gè)世界難題，有近百年的流行歷史，1921年在肯尼亞首次確定，二十世紀(jì)中葉進(jìn)入歐洲，1978年進(jìn)入西班牙，西班牙用了33年時(shí)間消滅了它，這是一場(chǎng)持久戰(zhàn)?！痹?0月18日上午舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，王祥喜如此表示。

　　盡管目前非洲豬瘟防控仍然沒(méi)有有效疫苗，但步志高認(rèn)為，“中國(guó)在未來(lái)肯定會(huì)防控住，絕對(duì)不會(huì)是三十多年，我相信未來(lái)幾年我們會(huì)取得很大的成效?！迸c此同時(shí)，他將眼下的工作視作“萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步”，“ 目前我們的疫苗取得了進(jìn)展，但離比較完美的疫苗、離一個(gè)更好的疫苗還有很大的差距?！辈街靖弑硎?，此番解析的病毒結(jié)構(gòu)“已經(jīng)給我們提供了很好的線索”。

　　非洲豬瘟近百年來(lái)首次進(jìn)入中國(guó)

　　非洲豬瘟病毒是一類古老的病毒，早在1921年在非洲肯尼亞首次發(fā)現(xiàn)，至今有約100年的歷史。

　　非洲豬瘟即是由非洲豬瘟病毒引起的家豬、野豬的一種急性、熱性、高度接觸性動(dòng)物傳染病，所有品種和年齡的豬均可感染，發(fā)病率和死亡率高可達(dá)100%。世界動(dòng)物衛(wèi)生組織將其列為法定報(bào)告動(dòng)物疫病，中國(guó)也將其列為一類動(dòng)物疫病。

　　近百年來(lái)，非洲豬瘟病毒從非洲傳播至歐洲、南美洲、亞洲等多個(gè)國(guó)家。近一年來(lái)，非洲豬瘟病毒傳播速度明顯加快，呈現(xiàn)愈演愈烈趨勢(shì)，據(jù)國(guó)際動(dòng)物健康組織通報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2019年1月至2019年10月期間，曾暴發(fā)或者正在暴發(fā)非洲豬瘟疫情的國(guó)家有26個(gè)，包含13個(gè)歐洲國(guó)家、10個(gè)亞洲國(guó)家和3個(gè)非洲國(guó)家，其中亞洲幾個(gè)國(guó)家的疫情尤為嚴(yán)重。

　　2018年8月3日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新聞辦公室通報(bào)我國(guó)首例非洲豬瘟疫情，隨后病毒很快傳播到全國(guó)大部分地區(qū)。而中國(guó)是全世界最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，生豬產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活中具有不可替代的重要作用。

　　值得注意的是，由于沒(méi)有疫苗和其他治療手段，撲殺豬是眼下控制疫情最有效的方法。論文中提到，2018-2019年期間，3000多萬(wàn)頭豬已經(jīng)被撲殺。據(jù)估計(jì)，非洲豬瘟流行病給全世界的養(yǎng)豬業(yè)已造成了20億美元的經(jīng)濟(jì)損失。

　　王祥喜在發(fā)布會(huì)上對(duì)包括澎湃新聞（www.thepaper.cn）在內(nèi)的媒體介紹，科學(xué)家目前對(duì)這非洲豬瘟病毒的認(rèn)知非常有限，“科學(xué)家不知道病毒的生命周期，也不知道病毒感染以后引起機(jī)體免疫應(yīng)答的機(jī)制是什么，更不了解它的共進(jìn)化規(guī)律，甚至不知道病毒長(zhǎng)什么樣、包含哪些蛋白、這些蛋白分別什么作用。”

　　正是由于科學(xué)家面對(duì)的這個(gè)“對(duì)手”至今神秘，防控一直充滿挑戰(zhàn)。例如，西班牙在1978年首次被這個(gè)“對(duì)手”擊中，隨后的33年里，都被它的陰影籠罩。

　　中國(guó)的非洲豬瘟疫情為何如此嚴(yán)重？相比西班牙，防控條件又如何？步志高在發(fā)布會(huì)上表示，“第一、中國(guó)生豬養(yǎng)殖量和密度是世界之最，全球50%的生豬養(yǎng)殖量在中國(guó)，密度大防控難度就更大。第二，我們有一個(gè)基本的國(guó)情，中國(guó)仍然是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，尤其在農(nóng)業(yè)、農(nóng)村板塊，疾病防控的條件比起西班牙等許多國(guó)家更加不利、挑戰(zhàn)更加艱巨?！?/p>

　　但步志高同時(shí)提到，“我也相信，在國(guó)家高度的重視下，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的有力領(lǐng)導(dǎo)組織下，在未來(lái)肯定會(huì)防控住，絕對(duì)不會(huì)是33年，我相信未來(lái)幾年我們會(huì)取得很大的成效?！?/p>

　　100T海量數(shù)據(jù)背后：最大病毒之一

　　這一殺傷力極大的病毒，在饒子和等人的這項(xiàng)最新成果里，呈現(xiàn)效果卻被大多數(shù)專家用“漂亮”來(lái)形容。

　　非洲豬瘟病毒全顆粒結(jié)構(gòu)

　　研究團(tuán)隊(duì)采用單顆粒三維重構(gòu)的方法首次解析了非洲豬瘟病毒全顆粒的三維結(jié)構(gòu)，闡明了非洲豬瘟病毒獨(dú)有的5層（外膜、衣殼、雙層內(nèi)膜、核心殼層和基因組）結(jié)構(gòu)特征，病毒顆粒包含3萬(wàn)余個(gè)蛋白亞基，組裝成直徑約為260納米的球形顆粒，是目前解析近原子分辨率結(jié)構(gòu)的最大病毒顆粒。

　　王祥喜介紹，相比之下，2015年其團(tuán)隊(duì)解析的甲肝病毒（HAV）直徑為30納米， 隨后解析的寨卡病毒（ZIKA）為50納米，乙型腦炎病毒（JEV）為50納米，去年解析的單純皰疹病毒（HSV）直徑為125納米，“我們認(rèn)為單純皰疹病毒包含了3000-4000個(gè)蛋白，但今年解析的非洲豬瘟病毒有260納米，這種五層結(jié)構(gòu)在病毒領(lǐng)域是非常少見(jiàn)的?！?/p>

　　非洲豬瘟病毒衣殼結(jié)構(gòu)

　　就五層結(jié)構(gòu)中的衣殼，研究團(tuán)隊(duì)獲得了由17280個(gè)蛋白質(zhì)組成的結(jié)構(gòu)（4.1埃），王祥喜介紹道，“有12個(gè)紫色的頂點(diǎn)，20個(gè)黃色的三角面，30個(gè)藍(lán)色的‘拉鏈’結(jié)構(gòu)?！倍職さ膬?nèi)表面則可以看到有很多分子間的復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)，正是這些相互作用網(wǎng)絡(luò)，決定了該病毒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　非洲豬瘟病毒主要衣殼蛋白p72的三位結(jié)構(gòu)，及p72三聚體在病毒表面的排列方式

　　至于病毒的表面，絕大部分由主要衣殼蛋白p72的三維結(jié)構(gòu)組成?！耙虼耍琾72的三聚體是主要的保護(hù)性抗原之一，也是新型疫苗設(shè)計(jì)的主要靶標(biāo)。我們?cè)谶@結(jié)構(gòu)下發(fā)現(xiàn)了4個(gè)潛在的非常重要的抗原表位，這4個(gè)表位可以為未來(lái)新型疫苗的設(shè)計(jì)提供很好的線索?！?/p>

　　值得一提的是，上述成果的得出，還有賴于步志高團(tuán)隊(duì)去年分離得到第一株非洲豬瘟病毒，以及上海科技大學(xué)生物電鏡中心的“綠燈放行”。

　　王祥喜介紹，“我們和步志高團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作，對(duì)病毒進(jìn)行純化和冷凍電鏡制樣、數(shù)據(jù)收集。在數(shù)據(jù)收集的過(guò)程中，這個(gè)尺度非常大的病毒就帶來(lái)一些挑戰(zhàn)，首先需要不停優(yōu)化純化方法，另外冷凍電鏡的每張片子都只能呈現(xiàn)1-2個(gè)病毒顆粒?！?/p>

　　據(jù)上海科技大學(xué)副教務(wù)長(zhǎng)江舸介紹，上科大生物電鏡中心去年年底剛剛完成安裝調(diào)試，該中心特別保障了4個(gè)月的電鏡機(jī)時(shí)，完全投入到非洲豬瘟病毒的攻關(guān)，最終獲得超過(guò)100T的海量數(shù)據(jù)?！凹词乖诮衲甑拇汗?jié)期間，電鏡中心的工作人員仍然和整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在馬不停蹄地工作中?！?/p>

　　王祥喜在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)道，此番解析的非洲豬瘟病毒顆粒結(jié)構(gòu)是“直徑超過(guò)200納米的大病毒顆粒中解析分辨率是最高”。顆粒越大，即意味著解析的難度越大，“目前直徑大于200納米的，分辨率沒(méi)有好于10埃，我們這次結(jié)構(gòu)解析不管在技術(shù)層面上還是病毒層面上都是一個(gè)很好的突破?！?/p>

　　助力開(kāi)發(fā)新型非洲豬瘟疫苗

　　這些基礎(chǔ)研究最終指向的是非洲豬瘟疫苗的開(kāi)發(fā)。

　　目前，歐洲、美國(guó)等國(guó)家相繼有科研團(tuán)隊(duì)和公司宣布開(kāi)發(fā)相關(guān)疫苗，但尚無(wú)成功投入使用。中國(guó)作為非洲豬瘟疫苗研究的“新手”，步志高認(rèn)為大家“任重而道遠(yuǎn)”。

　　談及疫苗問(wèn)題，步志高表示，非洲豬瘟疫苗的挑戰(zhàn)性可能在動(dòng)物的所有疫病當(dāng)中是最大的。“現(xiàn)階段來(lái)講，我們是在缺乏一個(gè)非常清晰的理論指導(dǎo)下來(lái)開(kāi)展這個(gè)疫苗開(kāi)發(fā)，仍然像過(guò)去幾十年的老辦法一樣，就是在動(dòng)物身上嘗試，至于能保護(hù)的免疫機(jī)制是什么，我們還不是太清楚?！辈街靖哒J(rèn)為，這方面有很多科學(xué)的問(wèn)題要去探索，這樣才能夠給疫苗研發(fā)提供頂層的設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)。

　　“今天我們工作是萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步，但也是非常好非常重要的一個(gè)開(kāi)始。”步志高坦言，我們?cè)谝呙绶矫嫒〉昧诉M(jìn)展，但離比較完美的疫苗、離一個(gè)更好的疫苗還是有很大的差距，“有這個(gè)理論的指導(dǎo)，可以幫助我們未來(lái)設(shè)計(jì)更安全、更有效的疫苗，從全球范圍來(lái)講，理論的意義是非常大的?！?/p>

　　值得一提的是，據(jù)中國(guó)農(nóng)科院9月宣布，哈爾濱獸醫(yī)研究所在前期基因缺失疫苗自主研發(fā)工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步篩選出一株非洲豬瘟雙基因缺失弱毒活疫苗，已完成了實(shí)驗(yàn)室研究，突破了以原代骨髓巨噬細(xì)胞實(shí)現(xiàn)疫苗規(guī)?；a(chǎn)的重大技術(shù)瓶頸，完成了獸藥GMP條件下的中間產(chǎn)品制備和檢驗(yàn)。近期已提出生物安全評(píng)價(jià)申請(qǐng)。

　　步志高在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)介紹，疫苗的研發(fā)有其規(guī)律，第一階段是實(shí)驗(yàn)室研究，第二階段是產(chǎn)業(yè)化的工藝研究，第三階段是臨床試驗(yàn)，只有三個(gè)階段都完成以后，疫苗才基本研發(fā)成功，隨后推向應(yīng)用。

　　哈爾濱獸醫(yī)研究所在第一階段嘗試了十幾種疫苗的技術(shù)方案和路線，最后遴選出在實(shí)驗(yàn)室階段安全有效的候選株；同時(shí)，部分疫苗的第二階段工作已經(jīng)基本完成；下一步有望進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

　　“這個(gè)階段要走下去需要專業(yè)機(jī)構(gòu)按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于動(dòng)物疫苗評(píng)價(jià)的規(guī)范，重點(diǎn)對(duì)它的安全性、有效性作同行評(píng)估，專業(yè)機(jī)構(gòu)在仔細(xì)研究我們提交的材料以后認(rèn)可了這兩個(gè)方面，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部就會(huì)批準(zhǔn)我們的臨床試驗(yàn)，新型非洲豬瘟疫苗才可以進(jìn)入下一階段。”步志高表示，“目前就處于這樣一個(gè)階段，專業(yè)機(jī)構(gòu)應(yīng)該在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真嚴(yán)格的審查過(guò)程中?！?/p>

　　值得注意的是，未來(lái)或有更多的團(tuán)隊(duì)加入到進(jìn)一步的研究中。

　　饒子和對(duì)澎湃新聞?dòng)浾弑硎?，“下面還有很多工作要做，比如結(jié)構(gòu)方面的工作，除了此次解析的衣殼，還有核心殼層，這個(gè)結(jié)構(gòu)我們目前才解析到8埃左右。除此之外，相關(guān)的表面蛋白都在做，現(xiàn)在對(duì)受體也不清楚，我覺(jué)得后面的工作還是非常之多，需要更多的團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)?！?/p>