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猪瘟疫苗简介及新型猪瘟疫苗研究进展

2015-02-22宋淑英刘耀川辽宁省重大动物疫病应急中心辽宁沈阳110161

现代畜牧兽医 2015年12期
关键词:佐剂活疫苗毒株

宋淑英,刘耀川(辽宁省重大动物疫病应急中心,辽宁 沈阳 110161)

猪瘟疫苗简介及新型猪瘟疫苗研究进展

宋淑英,刘耀川
(辽宁省重大动物疫病应急中心,辽宁 沈阳 110161)

猪瘟作为OIE的A类传染病及我国的一类传染病,对养殖业危害巨大。目前,疫苗免疫是对其最有效的预防手段之一。但随着病毒变异、流行毒株改变等原因,传统弱毒活疫苗已逐渐不能够满足需求。本文对新型猪瘟疫苗的研究进展,及新型猪瘟疫苗佐剂进行介绍,为新型疫苗研发提供参考。

新型猪瘟疫苗;核酸疫苗;佐剂;合成肽疫苗

猪瘟病毒(classical swine fever virus,CSFV)为一种滤过性病毒,具有较高的接触传染性。其引起的猪瘟由于具有较高的致死性已被列为我国一类动物传染病。自1903年以来,研究人员采用各种免疫方式对猪瘟进行预防和控制[1]。时至今日,免疫接种仍是该病最有效的防控手段之一。本文对猪瘟疫苗及新型疫苗的研究进展进行介绍,为猪瘟疫苗研究提供帮助。

1 猪瘟疫苗发展介绍

自1908年匈牙利研究人员制备成功猪瘟高免血清后,临床上一直使用高免血清与血毒同时肌肉注射对猪群进行免疫。但高免血清工艺复杂,而且价格昂贵,同时血毒也存在散毒的风险。因此各国学者在其后的半个世纪中,研制出多种灭活疫苗。在20世纪后期,随着病毒培养技术及疫苗佐剂研发技术的革新,多种安全、有效的猪瘟弱毒疫苗也广泛应用于临床[2]。目前OIE推荐使用活毒疫苗和标记疫苗对猪瘟进行预防免疫。

1.1 常用猪瘟活毒疫苗活毒疫苗是由经细胞传代培养或经非敏感动物传代培养而致弱的毒株制成的。目前我国市场常用的猪瘟疫苗有5种,猪瘟活疫苗(细胞源)、猪瘟活疫苗(传代细胞源)、猪瘟-猪丹毒-猪肺疫三联苗、猪瘟成兔脾淋组织苗及猪瘟乳兔脾淋组织苗。其中细胞苗-猪瘟活疫苗(细胞源)和成兔脾淋苗-猪瘟活疫苗(I)的免疫效果最好[3]。但以近两年使用量最多的猪瘟活疫苗(传代细胞源)的免疫效果为更好。

猪瘟活疫苗(细胞源)疫苗是将弱毒株接种于犊牛睾丸细胞中进行培养,将细胞培养物冷冻干燥而成。猪瘟活疫苗(传代细胞源)将弱毒株接种于猪睾丸传代细胞中进行培养,将细胞培养物冷冻干燥而成。而猪瘟脾淋组织苗系是由猪瘟兔化弱毒株接种于健康成年家兔,将感染定型热的家兔脾脏和淋巴结进行冷冻干燥制成[4]。该类疫苗具有较强的免疫原性,可产生持久的免疫力。

1.2猪瘟标记疫苗猪瘟标记疫苗是将猪瘟病毒的结构蛋白作为免疫原而制成的。猪瘟病毒能够合成一个含3 898个氨基酸的多聚蛋白,该多聚蛋白能够被进一步加工成病毒自身的4个结构蛋白(Erns、C、E1及E2)以及8个非结构蛋白(Npro、p7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B),其中病毒结构蛋白E2为病毒的主要保护性抗原蛋白,可诱导保护性免疫应答反应。目前已有2种该类疫苗在欧盟使用。该类疫苗不含有猪瘟病毒,不会产生疫苗毒问题[5-6]。

2 新型猪瘟疫苗研究进展

2.1 亚单位疫苗猪瘟亚单位疫苗是将编码猪瘟病毒的主要抗原(Erns和E2)的基因导入到受体细胞或细菌中,使抗原蛋白高度表达,并用表达后的抗原蛋白制成的疫苗。目前已在多种受体中成功表达出猪瘟的抗原蛋白。如在昆虫Sf21细胞、巴斯德毕赤酵母系统等。由于亚单位疫苗的有效成分为病毒粒子的某一部分[7],因此具有较好的安全性。但其免疫原性较低,通常需要与佐剂同时使用才能够达到理想的保护效果。

2.2 合成肽疫苗通过生物信息学技术,预测出猪瘟病毒蛋白中与抗原性相关的氨基酸序列,通过人工合成的方式制备相应的氨基酸寡肽,制成猪瘟合成肽疫苗。研究表明,猪瘟病毒693~777位氨基酸为抗原性相关结构,根据该处序列制备的合成肽疫苗能够对强毒株产生有效保护。但在研究中也发现,仅使用单一的中和抗原表位制备合成肽疫苗,其保护效果并不十分理想。这与猪瘟病毒自身组成以及易感动物体内免疫应答因素有关[8]。因此,猪瘟合成肽疫苗研究的主要方向,是在寡肽制备过程中,增加中和抗原表位的数量。同时增加具有辅助作用的细胞抗原表位的数量。这样就可以利用有限的抗原表位数量诱导机体产生足够的保护效果[6]。

2.3 基因缺失型疫苗将猪瘟病毒中与毒力相关的基因通过基因工程技术进行敲除,使其失去病毒致病力,但仍保留原有的免疫原性,制成基因缺失型猪瘟弱毒疫苗。在敲除试验中发现,猪瘟病毒中E2基因为病毒生存的必要基因,将其敲除后病毒无法存活[9],因此不能通过对E2基因敲除来构建猪瘟基因缺失疫苗。而对结构蛋白基因Erns和非结构蛋白基因Npro的敲除试验发现,敲除这两个基因后病毒仍能够生存,且表现为弱毒性,能够产生一定的保护作用。但Ens敲除株的试验结果显示,敲除株虽然能够诱导机体产生保护性抗体,但抗体产生量较低,保护效果较差[3]。

2.4 活载体重组疫苗猪瘟病毒活载体重组疫苗是将具有良好免疫原性的病毒目的基因(通常为E2基因),与具有复制功能的其他载体病毒进行整合,该类重组整合疫苗可通过多种途径进行免疫。目前较为成熟的载体为伪狂犬病病毒载体(PRV)、痘病毒载体(VAC)以及腺病毒载体(ADV)。

伪狂犬病病毒载体重组疫苗能够保持良好的抗原性,同时病毒毒力不返强、对人无传染性。作为载体的伪狂犬病病毒通常为非必需基因缺失载体。研究发现,缺失gD和gE非必需基因的载体构建的E2蛋白重组疫苗,能够对伪狂犬病毒和猪瘟病毒产生双重保护效果[10]。

痘病毒为广宿主病毒,其毒性较弱且基因组较大,因此可插入多个外源大片段基因,且互不干扰表达。因此采用缺失胸腺激酶基因的痘病毒作为载体,与猪瘟病毒E2基因进行整合,能够得到低毒力的重组痘病毒,免疫后能够使机体获得对猪瘟病毒的免疫能力。目前,使用鸡痘病毒为载体的疫苗,其猪瘟病毒保护率能够达到75%[11]。

腺病毒毒力低,易纯化,是一种良好的活病毒载体。其E2基因重组疫苗可对猪瘟病毒强毒株产生较好的保护效果。

活载体疫苗虽具有免疫原性高、保护效果好等优势,但该类疫苗的安全性和实用性仍存在争议。因载体是否会发生突变,突变后对免疫的影响等因素都未可知。而且一旦重组载体在自然界中与同源或异源菌株发生基因交换,新的重组变异载体对动物机体或人类是否安全,这些都需要更深入的研究。

2.5 甲病毒复制子载体DDNNAA疫苗利用甲病毒(Alphaviruses)中的辛德毕斯病毒(Sindbis viurs)和塞姆里斯森林病毒(Semliki Forest virus)作为复制子,将猪瘟病毒的E2基因与复制子融合表达。研究表明,该类复制子能够在宿主细胞的胞浆中高效表达,经3次肌肉注射免疫的猪,能够抵抗猪瘟病毒强毒株的攻击[7,9]。

2.6 DDNNAA核酸疫苗猪瘟核酸疫苗的研发起步较晚,但其应用前景却十分广泛。现阶段常用猪瘟病毒E2结构蛋白的表达载体作为疫苗进行免疫。最新研究发现,猪瘟病毒5’端非翻译区的NS3蛋白所包含的丝氨酸蛋白酶功能区中,存在的寡聚核苷酸能够对猪瘟病毒的侵袭产生一定的保护作用。因此,新型猪瘟核苷酸疫苗可将E2结构蛋白与NS3功能寡聚核苷酸同时整合,该类DNA核酸疫苗具有多表位抗原特性,能够产生较强的保护力。同时能够有效的排除母源抗体的干扰[7]。

3 猪瘟疫苗佐剂

免疫佐剂又称非特异性免疫增强剂,其本身不具有抗原性,但可增强抗原的免疫原性或增强机体的免疫应答,而达到增强免疫效果的目的[12]。目前也有多种新型猪瘟免疫佐剂的相关研究。

3.1 猪瘟纳米磷酸钙佐剂磷酸钙进入机体后能够活化树突状细胞,使其摄取抗原并转运到淋巴结,从而诱导免疫应答反应。而纳米级颗粒作为异源物质可被巨噬细胞吞噬,可起到免疫增强作用。因此以纳米磷酸钙为主要成分的佐剂,可对猪瘟疫苗免疫起到有效的免疫增强作用。研究表明,以纳米磷酸钙为佐剂的猪瘟多肽疫苗,其免疫后抗体水平虽低于弗氏完全佐剂,但明显高于单纯多肽免疫效果。同时,纳米级磷酸钙对疫苗中的有效多肽成分具有较好的吸附能力,吸附率达到70%[13],提高疫苗有效成分利用率。

3.2 猪瘟黄芪多糖佐剂黄芪多糖能够提高机体的抗病能力,并具有促进生长的作用。最新研究发现,以黄芪多糖作为佐剂进行猪瘟疫苗免疫后,黄芪多糖能有效提高T细胞、B细胞及NK细胞的免疫功能。联合免疫后,血清中IgG、IgA、IgM及γ-G-RA免疫球蛋白的水平显著增高[12]。分析发现,黄芪多糖能够促进免疫球蛋白mRNA的表达与释放,增强免疫球蛋白水平。同时,黄芪多糖还能够参与机体的补体反应,放大补体联级[8],促进抗原识别部位柔性结构转变为刚性结构,从而增强猪瘟抗体形成。

4 小结

疫苗免疫是防控猪瘟最有效的方法之一,随着强制免疫工作的开展,传统猪瘟在我国已不多见。但新型猪瘟及突变强毒株的出现[15-16],又给猪瘟防控带来新的挑战。因此新型猪瘟疫苗的研发尤为重要。目前利用分子生物学技术研制的多种分子层面的猪瘟疫苗,应对毒株变异能力强,具有较好的应用前景。同时随着佐剂研发的不断深入,都会为猪瘟防控提供强有力的保障。

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Research progress on CSF vaccine and new type CSF vaccine

Song Shuying,Liu Yaochuan
(Emergency center for significant animal epidemic disease,Liaoning Shenyang 110161)

CSF as an A type infectious disease by OIE and type one infectious disease by China, cause a giant harm for breeding industry.By now vaccine immunity is still the best way to prevent CSF.But with the variation of the virus and the changes of prevalent strains,the shortage of tradition live vaccine has been emerged.In this article,the research progress on CSF vaccine and vaccine adjuvant were introduced,providing references for vaccine development.

New type CSF vaccine,Nucleic acid vaccine,Adjuvant,Synthetic peptide

S852.2

A

1672-9692(2015)12-0051-03

2015-10-02

宋淑英(1965-),女,高级兽医师,主要从事重大动物疫病防控工作。

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