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诺如病毒1型抗原;诺如病毒2型抗原;NV-Ag
    发布时间: 2023-06-07 13:19    
诺如病毒1型抗原;诺如病毒2型抗原;NV-Ag

诺如病毒1型抗原;诺如病毒2型抗原;NV-Ag

诺如病毒 1 型抗原(NV GⅠ-Ag)与诺如病毒 2 型抗原(NV GⅡ-Ag)

诺如病毒(Norovirus, NV)属于杯状病毒科,是全球急性胃肠炎的主要病原体,感染后可引发呕吐、腹泻等症状。根据衣壳蛋白(VP1)基因序列差异,诺如病毒分为 10 个基因组(GⅠ-GⅩ),其中 **GⅠ(1 型)和GⅡ(2 型)** 是感染人类的主要类型,占流行株的 90% 以上。两种型别的抗原特性、流行病学特征及检测方法存在显著差异,以下从病毒结构、抗原特性、临床应用等方面展开说明:

一、病毒结构与抗原组成

诺如病毒为无包膜单股正链 RNA 病毒,衣壳由180 个 VP1 蛋白亚基组装成二十面体对称结构,部分毒株(如 GⅡ.4 型)存在小衣壳蛋白 VP2(参与病毒组装和稳定性)。

主要抗原位点:

VP1 蛋白的P 区(Protruding domain)是中和抗体的主要靶标,包含两个高度可变的子结构域(P1 和 P2),其中P2 结构域含有型别特异性抗原表位(GⅠ/P2 vs. GⅡ/P2),是区分病毒型别的关键区域。

次要抗原位点:

VP1 的 S 区(Shell domain)保守性较高,可诱导交叉反应性抗体,但中和效力较弱。

二、GⅠ 型与 GⅡ 型抗原特性对比

特征 诺如病毒 1 型(GⅠ) 诺如病毒 2 型(GⅡ)

代表基因型 GⅠ.1(Hawaii 株)、GⅠ.3、GⅠ.7 GⅡ.4(悉尼株、新奥尔良株)、GⅡ.2、GⅡ.17

P 区抗原变异 变异速率较慢,型内抗原交叉反应性较高 变异频繁(尤其 GⅡ.4 型),存在季节性抗原漂移现象

中和抗体识别 型特异性抗体为主,跨型保护有限 型内不同基因型(如 GⅡ.4 新老变体)抗体交叉反应性低

流行病学 散发感染为主,儿童和老年人易感 全球大流行主力,青年人群(学校、邮轮等聚集场所)高发

宿主范围 主要感染人类,部分毒株(如 GⅠ.6)可感染犬类 仅感染人类

与血型关联 依赖宿主组织血型抗原(HBGA):GⅠ 型偏好 A 型、H 型血型 GⅡ 型对 O 型血型人群感染率更高

三、抗原变异与免疫逃逸机制

1. GⅠ 型:相对保守但存在局部变异

关键突变位点:

P2 结构域的K387N、D388G突变可改变抗原表位构象,导致疫苗诱导的抗体中和效力下降(如 GⅠ.1a 变体对传统 GⅠ.1 疫苗株的交叉保护率降低 50%)。

免疫逃逸策略:

通过单个氨基酸替换(如 P2 区 R390K)降低与中和抗体的结合亲和力,而非高频抗原漂移。

2. GⅡ 型:高变异驱动全球流行

GⅡ.4 型抗原进化模式:

周期性抗原漂移:每 2-3 年出现新变体(如 2006 年墨西哥株→2009 年 GⅡ.4 Sydney 株→2012 年 GⅡ.4 New Orleans 株),通过 P2 区GII.4-specific loop(氨基酸位置 290-310)的插入 / 缺失或替换(如 S290N、N302D)逃避免疫监视。

重组事件:GⅡ.4 衣壳基因与其他基因型(如 GⅡ.3、GⅡ.17)重组,产生嵌合型毒株(如 2017 年 GⅡ.4 Sydney [P31] 重组株),导致人群普遍易感。

抗体应答特点:

感染 GⅡ.4 后产生的抗体主要靶向当前流行株的 P2 区,对前一流行株的交叉保护率仅 10-30%,这是 GⅡ.4 型反复流行的主要原因。

四、抗原在诊断与疫苗中的应用

1. 实验室诊断:型特异性抗原检测

检测原理:

利用单克隆抗体(mAb)识别 GⅠ/P2 或 GⅡ/P2 区的型特异性表位,区分病毒型别。

常用方法:

免疫层析试纸条(POCT):

双抗体夹心法:检测线分别包被抗 GⅠ-P2 和抗 GⅡ-P2 mAb,质控线包被羊抗鼠 IgG,15 分钟内判读结果(GⅠ 型:仅 GⅠ 线显色;GⅡ 型:仅 GⅡ 线显色)。

灵敏度:粪便样本中 GⅡ 型检测限约 10⁴病毒颗粒 /mL,GⅠ 型约 10⁵病毒颗粒 /mL(GⅠ 型排毒量通常低于 GⅡ 型)。

ELISA:

捕获抗体:抗 VP1 保守区(S 区)多克隆抗体;

检测抗体:型特异性 mAb(如 GⅠ.1 mAb 5B11、GⅡ.4 mAb 4C2),可半定量检测抗原载量,适用于流行病学调查。

注意事项:

诺如病毒排毒窗口期短(感染后 2-5 天),超过 1 周可能漏检;

部分 GⅡ 型毒株(如 GⅡ.17)的 P2 区与 GⅠ 型存在交叉表位,需结合 RT-PCR 确认。

2. 疫苗研发:型别覆盖与抗原设计

GⅠ 型疫苗策略:

单价疫苗:以 GⅠ.1 Hawaii 株 VP1 P 区为抗原,诱导针对 GⅠ 型的中和抗体,保护率约 60-70%(临床试验数据)。

多表位疫苗:串联 GⅠ.1 和 GⅠ.3 的 P2 区表位,扩大对 GⅠ 型不同基因型的覆盖。

GⅡ 型疫苗挑战与进展:

多价疫苗需求:针对 GⅡ.4 主要变体(如 2012 年、2017 年、2022 年流行株)设计三价疫苗,包含各变体的 P2 区关键表位。

纳米颗粒疫苗:

将 GⅡ.4 VP1 自组装成病毒样颗粒(VLP),模拟天然病毒构象,诱导高效中和抗体(临床前数据显示对同源株中和效价≥1:1024)。

2023 年 Phase 3 临床试验显示,二价 GⅠ+GⅡ VLP 疫苗对重症胃肠炎的保护率达 85%,尤其对 GⅡ.4 新变体效果显著。

交叉保护探索:

研究发现 GⅠ 和 GⅡ 型 VP1 的 S 区存在保守中和表位(如氨基酸位置 150-160),基于该区域设计通用型疫苗,在动物模型中可诱导跨型抗体(中和效价约 1:64),但保护效力尚需验证。