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肉鸡球虫重组活载体疫苗简析

2023-08-28焦丽丽

家禽科学 2023年8期
关键词:球虫病肉鸡

焦丽丽

摘 要:球虫病是肉鸡规模化养殖中一种常见的寄生虫病,严重影响肉鸡生产性能,造成巨大经济损失。以往防治球虫病主要依靠抗球虫药物,但长期过量使用抗球虫药物会导致耐药虫株的广泛产生、药物残留和停药易复发等问题,反而制约肉鸡养殖业的健康发展。因此,单纯依靠药物防治球虫病将会愈发艰难,而通过免疫球虫疫苗进行预防球虫病将是家禽业未来绿色发展的必然要求。当前以细菌或病毒为载体的基因重组活载体疫苗成为预防鸡球虫病的新途径,因此本文对当前存在的几种肉鸡重组活载体球虫疫苗进行简析,旨在为鸡球虫免疫预防提供参考。

关键词:肉鸡;球虫病;重组活载体疫苗

中图分类号:S852.7 文献标识码:A 文章编号:1673-1085(2023)08-0078-04

在当前规模化养殖过程中,球虫病是在高温高湿环境下常见的一种流行性寄生虫疾病[1]。球虫病流行范围广,在多个国家和地区均有发生,以15~50日龄雏鸡为高发群体,死亡率可超过80%,给肉鸡养殖业造成巨大经济损失,严重制约产业的健康发展[2-3]。防治球虫病的传统方法是使用抗球虫药物,但随着药物的长期滥用,耐药性及残留问题日益突出,对人类健康造成潜在威胁。与之相比,免疫球虫疫苗因无耐药性及残留等问题逐渐成为预防球虫病的主要方法[4]。当前主流的球虫疫苗主要以强毒或减毒活卵囊疫苗为主,但二者均有影响肉鸡肠道健康的风险。随着基因工程技术的发展,更加安全、稳定、高效的基因重组活载体疫苗逐渐兴起[5]。本文简要分析当前存在的几种形式的肉鸡重组活载体球虫疫苗,旨在为鸡球虫病的免疫预防提供参考。

1 细菌作为球虫疫苗的活载体

细菌活载体疫苗是一种利用安全的细菌作为载体,将目标病原体的抗原基因导入并表达的疫苗。这种疫苗设计的目的是通过利用细菌的自身特性,提供一种有效的方法来诱导免疫反应,并为目标病原体提供免疫保护。细菌活载体疫苗的研发基于基因工程技术,将目标病原体的抗原基因克隆到细菌的基因组中,通过细菌的自身生长和复制机制,使得目标抗原能够在宿主细菌中大量表达。这些表达的抗原可以激发免疫系统产生特异性的抗体和细胞免疫反应,从而提供针对目标病原体的免疫保护。细菌活载体疫苗具有多个优势:首先,细菌作为活载体能够扩增和表达大量的目标抗原,提供充分的免疫原性;其次,细菌本身具有免疫刺激性,能够进一步增强免疫反应。此外,细菌活载体疫苗相对容易生产和保存,并具备良好的安全性。细菌活载体疫苗已经在多个领域得到应用,在动物疾病和人类传染病的预防和控制中发挥着重要作用。而现阶段用于肉鸡球虫疫苗的细菌活载体主要有沙门氏菌、卡介苗、枯草芽孢杆菌以及乳酸菌等。细胞因子的剂量和类型也会影响局部免疫反应的质量,联合注射pcD-NA3.1-IL-2重组质粒对鸡球虫疫苗免疫具有增效作用[6]。

1.1 沙门氏菌作为球虫疫苗活载体

沙门氏菌是一种常见的细菌,广泛存在于自然环境中,包括人类和动物的肠道。由于具有良好的菌体内外表达系统和免疫原性,沙门氏菌常被用作疫苗研究的活载体。球虫疫苗的开发中,沙门氏菌可以被工程改造,将球虫的抗原基因导入到沙门氏菌的基因组中,经改造的沙门氏菌就能够在感染宿主时产生球虫抗原,并引发免疫反应。这种方法制成的疫苗被称为沙门氏菌活载体疫苗。沙门氏菌活载体疫苗具有一些优点:首先,沙门氏菌作为一种革兰氏阴性细菌,其细胞壁含有内毒素,可以激活宿主的免疫系统;其次,沙门氏菌的菌体内外表达系统可以高效表达和分泌抗原蛋白,从而增强疫苗的免疫原性。此外,沙门氏菌具有自主复制和传播的能力,可以在宿主中产生持久的免疫保护。有研究将含有多阶段重组抗原基因rBAG1和rGRA1植入鼠伤寒沙门氏菌,开发出由壳聚糖和伤寒沙门氏菌孔蛋白组成的微米颗粒(MicroAS)和纳米颗粒(NanoAS)形式的组合佐剂系统,可显著增强免疫应答,提供强大的保护作用[7]。

1.2 乳酸菌作为球虫疫苗活载体

由于良好的生存能力和安全性,乳酸菌被广泛用作食品工业和益生菌制剂中。在疫苗研究领域,乳酸菌也被探索作为潜在的疫苗活载体。关于乳酸菌作为球虫疫苗活载体的研究还相对有限,但一些初步研究表明乳酸菌具有潜力。乳酸菌可以通过遗传工程的方法将球虫的抗原基因导入其基因组中,使其在宿主体内表达球虫抗原。这种策略可以激发宿主的免疫系统产生对球虫的免疫反应。乳酸菌作为球虫疫苗活载体可能具有一些优势。首先,乳酸菌在肠道中具有良好的生存能力,可以通過口服途径给予疫苗,使得疫苗的应用更为方便。其次,乳酸菌在肠道中具有与宿主免疫系统的相互作用,可能促进免疫反应的激活和增强。此外,乳酸菌也被认为具有调节肠道微生物群落的能力,可能对球虫感染有一定的影响。然而,乳酸菌的表达系统和蛋白质分泌机制相对复杂,需要进一步研究和优化以确保高效的抗原表达和免疫原性。此外,乳酸菌作为活菌给予疫苗时,还需要考虑其稳定性和保存条件。Sun等[8]以植物乳杆菌NC8为载体,通过基因重组技术使其表达球虫EtU6抗原蛋白,通过攻毒试验发现,经重组植物乳杆菌免疫后的鸡增重显著提高,卵囊排出量及病变损伤显著降低,表明该重组疫苗具有良好保护效果。Zheng等[9]构建重组乳酸乳杆菌NZ3900/pNZ8149-IL-4-IL-2,发现其对球虫活疫苗具有免疫协同功能,大大提高抗球虫效率。

1.3 芽孢杆菌作为球虫疫苗活载体

芽孢杆菌是一种革兰氏阳性菌,生存能力强,生物安全性高,已被广泛应用于工业发酵和生物制药领域。目前,关于芽孢杆菌作为球虫疫苗活载体的研究还处于早期阶段。有研究采用携带3-1E抗原基因的重组枯草芽孢杆菌作为活载体疫苗,发现可以激活肉鸡免疫系统,诱导肉鸡产生针对柔嫩艾美耳球虫的抗体,提供一定的保护效果[10]。Cai等[11]将枯草芽孢杆菌和球虫疫苗联合使用可以显著提高肉鸡生长性能,并诱导机体产生抗体,防止艾美耳球虫感染。Chen等[12]将编码球虫表面抗原蛋白SAG22的基因片段重组到枯草芽孢杆菌中构建重组载体,经球虫攻毒试验结果表明,重组载体免疫组鸡的平均增重显著提高,卵囊排出量及肠道病变损伤显著减少,说明重组枯草芽孢杆菌有成为生产上制备鸡球虫病疫苗的潜力。

2 病毒作為球虫疫苗的活载体

病毒作为球虫疫苗的活载体也是一种常见的策略。以病毒为载体是一种相对较新的方法,通过基因工程技术将球虫的抗原基因导入病毒基因组中,并利用病毒自身的复制和表达机制来产生球虫抗原,并传递到宿主中,诱导宿主产生抗体[13]。表达源于柔嫩艾美耳球虫TLR激动剂的转基因腺病毒活载体疫苗激发宿主产生高效的先天性免疫应答和很强的肠道CD8+ RTRM细胞免疫应答,提示腺病毒载体可能是球虫疫苗研发中很有潜力的候选载体[14]。近年来,新一代基因编辑工具CRISPR/Cas技术的涌现极大提高病毒活载体疫苗的质量和产量。CRISPR/Cas技术使用一段序列特异性向导RNA分子引导核酸内切酶到靶点处,从而完成基因组的编辑,提高了基因定点修饰的效率[15]。然而,使用病毒作为球虫疫苗活载体也存在一些潜在的风险:一方面,一些病毒可能具有一定的致病性,需要进行相应的基因工程改造以削弱其致病性;另一方面,病毒活载体疫苗的稳定性、安全性和免疫原性等方面需要进一步系统评估。

3 展望

肉鸡球虫重组活载体疫苗作为一种新兴的疫苗技术,具有广阔的应用前景和发展潜力。随着基因工程技术和免疫学研究的不断进步,未来肉鸡球虫重组活载体疫苗有望在以下几个方面取得进一步的突破和发展:第一,目前的研究已经显示肉鸡球虫重组活载体疫苗在实验室和养殖场中的良好免疫效果,但仍有改进的空间。未来的研究可以通过优化抗原的选择和表达方式,结合合适的免疫增强剂和途径,进一步提高疫苗的免疫效果,提供更强大的免疫保护;第二,肉鸡球虫由多个株系组成,不同株系可能引起不同的免疫反应。因此,未来的研究还可以探索开发多价疫苗,将不同球虫株系的抗原组合在一起,以提供更广谱的免疫保护,降低球虫感染风险;第三,除了目前常用的细菌和病毒载体,未来的研究可以探索其他新型的载体系统,如真菌或寄生虫等,用于肉鸡球虫重组活载体疫苗的开发;第四,其它研究人员可以探索更高效的生产工艺,提高疫苗的产量和纯度,并开展合适的疫苗接种方案,以确保疫苗在养殖场中的可行性和应用效果。

参考文献:

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A Brief Overview of Recombinant Live Carrier Vaccine for Coccidia

in Broiler Chickens

JIAO Lili

(Gongchang town animal husbandry and veterinary station, Longxi  748100, China)

Abstract:  Coccidiosis is a common parasitic disease in large-scale broiler breeding, which seriously affects the production performance and causes a severe economical loss. In the past, the prevention and control of coccidiosis mainly depended on anticoccidiosis drugs, but long-term abuse of anticoccidiosis drugs has lead to the generation of drug-resistant strains, drug residues and easy recurrence after drug withdrawal, which restricts the healthy development of broiler breeding industry. Therefore, solely relying on drugs to prevent and control coccidiosis will be more and more difficult. The use of coccidiosis vaccine to prevent coccidiosis will be an inevitable requirement for the future green development of poultry industry, and the current recombinant live carrier vaccine based on bacteria or viruses has become a new way to prevent chicken coccidiosis. In this paper, several recombinant live carrier coccidia vaccines of broiler chickens were briefly analyzed in order to provide reference for coccidia immunization prevention.

Keywords:   Broiler; Coccidiosis; Recombinant live carrier vaccine

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