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全球牛瘟根除—疫苗和接种疫苗

2019-06-03译校张倩王慧强中国动物疫病预防控制中心

中国畜牧业 2019年9期
关键词:传代山羊疫苗

译校│张倩 王慧强(中国动物疫病预防控制中心)

引入兽医卫生措施标志着有效控制牛瘟的开始,但是真正开始消灭病毒的标志是十九世纪八十年代阿诺德·泰勒领导的一个小组在俄罗斯(萨默,1983年)和南非所获得的发现。他们发现从病愈的动物身上获得的血清具有保护作用。

牛瘟疫苗的后续发展,为建立免受病毒感染及其影响的免疫群体铺平了道路。事实上,利用活病毒对牛进行免疫,能使其获得终身保护。因此,如果一开始就实行免疫运动,每年对年幼的后备家畜跟进免疫,每头牛就都能获得长期的保护。并且,只要应用范围足够广,通过免疫就可以根除一个国家的牛瘟,甚至可以期待有效控制全世界的牛瘟。牛瘟根除成为一个广泛关注的话题。改进防控牛瘟的免疫方法,在一定程度上控制了牛瘟,但是寻找一种有效的疫苗是一个漫长的过程。

至关重要的是,早期的工作证明了使用恢复期血清能够提供短期的被动保护,同时注射免疫血清和带病毒的血液能够产生主动免疫,血清同步免疫法得以实现。事实证明,这种方法是提高牛抵抗牛瘟免疫力最有效的方法。在随后的减毒疫苗研发出之前,这种方法被广泛应用于非洲和印度。不过,接种过的动物有被传染的可能,需要在物理上与没有接种过的动物进行隔离。苏联远东边境沿线建立了几个防范牛瘟的站点。虽然这种方法并不完美,而且还会导致感染扩散,但是这要比以前的方法都有效。到了1928年,血清同步方法只用了两到三年时间,就根除了整个欧俄的牛瘟。除自身保质期短之外,血清同步方法的主要缺点是,从起反应的牛身上所获取的病毒培养液,常常包含传染性的梨浆虫,使被接种的牛感染疾病。

二十世纪二十年代,许多人员成功利用被感染牛的组织制备灭活疫苗,使牛获得免疫。福尔马林、丙三醇和苯酚等各种灭活剂均可用于制备疫苗。一直到1949年,这些疫苗被成功用于菲律宾、泰国、斯里兰卡和俄罗斯远东地区。迟至1963年,几个非洲和亚洲国家仍在使用灭活疫苗(维托兹,1963年)。虽然安全是一个明显的优势,但灭活苗的缺点就是诱导产生免疫的时间短。免疫力逐渐减弱会使接种过疫苗的畜群存在潜在感染的风险。病毒会缓慢而稳步扩散,直到最后畜群中的绝大多数牲畜遭受严重的感染。

在印度,经由成年山羊传代的病毒最终在牛身上毒性会减弱,但是仍会导致希尔公牛出现发热、口腔病变和腹泻。这很重要,说明不同种族和品种的牛对于牛瘟的先天抵抗力水平不同。1928年,已经有在血清同步方法中,使用山羊化牛瘟病毒的趋势。1931年之后,南亚各地逐渐将病毒自身作为一种疫苗使用。二战后,泰国使用这种疫苗成功根除了牛瘟(这种疫苗只能用于牛,对于水牛来说则是致命的)。1935年,该种方法被引入缅甸。一直到1990年,孟加拉国和缅甸仍然在为牛和水牛接种这种山羊化疫苗。

由卡贝特(Kabete)O型强毒株研发而来,在肯尼亚标准化的山羊减毒疫苗,毒性已经减得足够弱,可以用于瘤牛,但不能用于欧洲牛(普通牛品种)。在牛身上,山羊化病毒能引起几乎所有易感瘤牛出现发烧反应。如果没有发烧反应,则可以怀疑疫苗的质量。1941年至1948年间,KAG疫苗(肯尼亚/卡贝特减毒山羊疫苗)用于东非、西非、中非和北非各地1500万头牛身上。

1945年,埃及引入一种粉状的山羊疫苗,采取群体免疫的方法应对牛瘟的再次传入。六个月后,牛瘟被根除。山羊化疫苗价格低廉而且有效。它会使机体产生终身的免疫力。不过,它存在低温保存的问题,即便是通过干燥和真空储藏提高保存质量,也会出现问题。

日本和韩国用兔子来驯化病毒,以便在超级易感的牛身上尝试血清同步免疫方法(中村等人,1943年)。经过反复传代之后,其仍然偶尔造成死亡。而在印度和蒙古牛身上,只出现轻微反应。1941年,这种经过传代的病毒在没有血清支持的情况下,也能安全有效地应用于蒙古牛(矶谷,1944年)。

随后,这种兔化疫苗广泛用于非洲和亚洲。

二十世纪四十年代初,这种疫苗广泛应用于中国华北地区。从1945年起,联合国善后救济总署在中央畜牧实验所做进一步研究,研制出了一种可引起牛和水牛产生轻微反应的疫苗(中村III)。此后,联合国粮农组织将这种疫苗推广到了许多国家,其中包括埃及、泰国、印度、肯尼亚、巴基斯坦和埃塞俄比亚(汉比奇,1955年)。

由于中村III疫苗很难按照需求量进行生产,大约从1950年起,中国哈尔滨兽医研究所的工作人员着手研发了一种更加令人满意的活性减毒疫苗。经过数百次兔子、山羊和绵羊的传代之后,最终从淋巴结和脾脏中生产出了一种疫苗,这种疫苗对于所有物种和品种都安全有效,包括牦牛和朝鲜牛。经测试,这种疫苗对牦牛的免疫力持续时间超过五年。这种疫苗最终推动了中国根除牛瘟(诺埃德等人,2006年)。

细胞培养技术的出现,使研究人员能够根据新的底物调整现有的牛瘟减毒实验室毒株。不过,直到沃尔特·普洛赖特在牛的肾细胞中培养出经过70次传代,并有毒性的卡贝特O型病毒,才取得了突破。这种组织培养的牛瘟疫苗(TCRV)既不会导致病变,也不会导致发烧(普洛赖特,1962年),而且对于所有品种、年龄段和性别的牛来说,都是安全有效的。

在日本,用Vero细胞培养出来的兔化/弱化的中村III型病毒,可以生产出适用于日本牛的战略储备疫苗(园田,1983年)。同样,目前中国的兔化/山羊化/绵羊化战略储备疫苗是由中国农业科学院哈尔滨兽医研究所,在羊肾细胞中培养生产出来的。

1961年,喀布尔分离出一种致命的牛瘟毒株,经过37头牛传代后毒力仍保持下来。随后,哈萨克斯坦农业科学研究所将该毒株在牛肾原代细胞中传代70次后,于1978年制成疫苗。该疫苗通常被用于苏联及其邻近国家之间的边境免疫带,并在需要时用以击退牛瘟传入。这种疫苗称为K37/70,经过大量测试评估后得到广泛应用,是一种适用于牛和牦牛的安全疫苗。遗憾的是,如前所述,在接种该疫苗的区域暴发了临床牛瘟。弗拉迪米尔全俄动物健康研究所的科学家们在比较了F基因核苷酸序列(碱基840到1161)之后,发现K37/70病毒和喀布尔病毒只有一个碱基不同。此外,这种疫苗和野毒实质上是一样的,表明这两种病毒之间有一种独特的关系(诺埃德等人,2006年)。K37/70毒力能够返强,并且不止一次获得在牛之间传播的能力。这样就使得病毒不需要累积大量的点突变,即可迅速恢复毒力。二十世纪九十年代,肯尼亚和坦桑尼亚从具有牛瘟临床症状的牛中分离出了一种具有卡贝特O型基因特征的病毒。这表明,普洛赖特组织培养牛瘟疫苗同样也可能恢复病毒毒性。

组织培养牛瘟疫苗的惟一缺点是其耐热问题。为构建一个不依赖冷链的传送体系,马里纳等人(1990年)通过改进干燥周期和稳定剂,研制出一个更加耐热的组织培养牛瘟疫苗变体。按照新方法制备的疫苗(简称Thermovax),只要不被阳光直射和过度加热,就不需要冷链支持也可以在热带地区常温下存放多达四周时间。该疫苗广泛应用于非洲社区化免疫项目,尤其是在苏丹、索马里、肯尼亚、埃塞俄比亚、坦桑尼亚和乌干达,以及阿富汗的偏远地区,产生了重大影响。

由于没有能够区分疫苗感染和野毒感染的血清学试验,我们当前无法以血清学的方式,对刚进行免疫以及停止免疫后几年里的动物进行牛瘟检测。显然,用标记疫苗进行鉴别试验,对牛瘟根除计划的最后认证阶段有很大益处。重组疫苗取得重要进展(伊尔玛等人,1988年;山内等人,1993年;罗梅罗等人,1994年),几组科学家运用牛痘或者羊痘病毒载体,通过独立或组合的方式,表达出牛瘟病毒融合蛋白(F)和血凝素蛋白(H)。

事实证明,重组疫苗十分有效(大石等人,2000年;维拉尔迪等人,2002年)。应用ELISA(酶联免疫吸附试验)鉴别试验(该试验以杆状病毒表达的牛瘟N蛋白为基础),可以有力促进牛痘重组疫苗表达纯F和H牛瘟蛋白(伊尔玛等人,2003年)。遗憾的是,以牛瘟N蛋白为基础的ELISA试验所表现出的特性,使其未能作为世界动物卫生组织指定的试验(世界动物卫生组织,2004年)。直至今日,也没有重组疫苗获得授权普遍使用。另一种方法就是研制阳性标记疫苗,主要通过将水母绿色荧光蛋白和甲型流感血凝素表达基因插入到牛瘟病毒卡贝特疫苗毒株中(沃尔什等人,2000年)。血凝素标记的疫苗保留了免疫原性,并且可以利用间接酶联免疫吸附试验检测血凝素抗体的强烈反应,这说明该疫苗似乎有应用于实际的可能,正如小反刍兽疫重组疫苗一样(迪亚洛等人,2007年)。但是,这些重组疫苗没有一种用于免疫计划,而世界各地已不再常规性地使用牛瘟疫苗,使得现在再使用重组疫苗变得不太可能。

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