周虹妤裴 磊冯嘉林盛 瑜
(1.无锡市动物疫病预防控制中心,江苏无锡 214000;2.无锡出入境检验检疫局,江苏无锡 214000)
禽流感疫苗研究进展
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(1.无锡市动物疫病预防控制中心,江苏无锡 214000;2.无锡出入境检验检疫局,江苏无锡 214000)
免疫预防是当前防控禽流感的主要措施,禽流感疫苗分为全病毒灭活疫苗、减毒活疫苗、核酸疫苗、重组病毒载体疫苗、病毒样颗粒疫苗和亚单位疫苗等。禽流感易发生变异和重组,因而,开放出安全有效的新型疫苗和研制先进的免疫辅助物对于禽流感的防控至关重要。
禽流感疫苗 变异 免疫
禽流感(AI)是由甲型流感病毒引起的以轻微呼吸道症状或急性败血症为特征的禽类综合病症,世界动物卫生组织(OIE)将其列为A类动物疫病。该病可感染多种禽类如:鸡、鸭、鹌鹑、鸽子、白鹭等,还可感染猪、狗、小白鼠和豚鼠等多种动物。禽流感给世界各国养禽业造成了严重的经济损失,同时,对人类的健康安全构成了严重威胁。当前,疫苗接种成为防治禽流感的主要手段,传统疫苗有灭活疫苗和减毒活疫苗;新型疫苗有核酸疫苗、重组病毒载体疫苗、病毒样颗粒疫苗和亚单位疫苗等。
1.1 全病毒灭活疫苗
灭活疫苗是应用最广泛的AI疫苗,具有免疫效果确实,持续期长,生产成本低等特点。疫苗株是利用反向遗传技术,将经特殊处理降低毒力的血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)基因与H1N1流感病毒PR8株的6个内部基因重组而成。其中HA和NA基因来源于自然环境流行的禽流感病毒,随着禽流感的不断变异,疫苗株也定期更新,以确保动物获得足够的免疫保护。当前,疫苗毒株可在鸡胚或MDCK细胞中繁殖扩增以制备疫苗,细胞源灭活疫苗相比鸡胚工艺,具有生产可控、批次均一、不易污染、制品安全有效以及成本低等特点。
1.2 减毒活疫苗
减毒活疫苗是将正常毒株在25℃~26℃的鸡胚中连续传代得到的减毒冷适应株。此种病毒只能在25℃左右复制,因此减毒活疫苗只能感染上呼吸道,且不表现出明显的流感症状,它通过鼻腔免疫刺激机体产生长期持久的免疫应答,并可产生交叉免疫保护,诱导机体产生分泌型IgA。缺点是可能通过基因突变和重配返强,因而临床上暂未被采用。
传统疫苗在防治禽流感过程中发挥了重要作用,但是也受到制作工艺等的限制,疫苗保存、使用和副反应等均影响最终的使用效果。因此,利用现代基因工程和分子生物学技术,研制新型疫苗已成为研究的热点。
2.1 核酸疫苗
核酸疫苗(DNA疫苗)是将保护性抗原(HA基因和/或NA基因)插入真核表达载体,构建DNA质粒,该质粒可高水平表达保护性抗原,诱导产生更高水平的保护性抗体,提高免疫保护效果。DNA疫苗的优点是可以快速刺激机体产生较强的免疫应答尤其是细胞免疫应答,缺点是抗体水平低于灭活疫苗,且个体差异比较大,可通过优化密码子和启动子提高免疫应答水平,增强保护效果。
2.2 重组活载体疫苗
重组活载体疫苗是选择不能复制或者能复制但不致病的病毒作为载体,用以携带禽流感保护性抗原基因,构建重组病毒,在免疫动物体内复制和稳定表达保护性抗原,刺激机体发生CTL反应和产生特异性抗体。常见的载体有痘病毒、腺病毒和新城疫病毒等。重组活载体疫苗能有效地激发免疫应答反应,产生中和抗体,缺点是易受母源抗体的干扰,动物机体对活载体的免疫反应也可限制再次免疫的效果。
2.3 病毒样颗粒疫苗
病毒样颗粒(VLP)是含有某种病毒一个或多个结构蛋白的颗粒,它模拟了天然病毒的构象表位,具有免疫原性可诱导产生免疫应答,但不含病毒核酸因而不能自主复制。其优点是能有效避免因基因重组所带来的生物安全隐患;同时免疫效果较好;生产成品低,制备简单;设计合理的病毒样颗粒疫苗,还可借助诊断试剂盒区别野毒感染和疫苗免疫,有利于掌握饲养场的免疫水平,为科学防控提供指导。
2.4 亚单位疫苗
AIV亚单位疫苗是将具有免疫原性的基因通过真核或原核表达,将表达的蛋白进行纯化后加入佐剂制备而成。它本身不具有感染性,因而安全性高,能刺激机体产生足够的免疫力。目前HA、NA和核蛋白抗原(NP)蛋白是主要的研究对象。传统的亚单位疫苗操作复杂且成本较高,制约了大规模生产,随着分子生物学技术的发展,可将抗原基因连接到质粒上,随后借助于各种表达系统获得大量具有免疫原性的亚单位蛋白,实现大规模生产。缺点是抗原单一,诱导产生的免疫反应强度还有待提高。
2.5 通用型流感疫苗
当前,能够对各种流感提供交叉保护的安全、有效且高效的通用流感疫苗成为研究热点,其中针对HA和M2蛋白的研究最多。研究发现HA蛋白由一个三聚体组成,包括一个球状头部和一个茎部区域,茎部区域是保守的。针对该茎部产生的抗体能识别和中和多种流感毒株,这个研究成果为通用型流感疫苗的开发打下基础。另外,流感病毒基质蛋白M2胞外区M 2e 也具有极高的保守性,M 2e的24个氨基酸同源性极高,M 2e特异性抗体虽然不能中和病毒,但可以通过抗体介导的细胞毒作用清除受感染的细胞,减少病毒的复制,M 2e通用型流感疫苗现已进入临床试验阶段。
近年来,受全球贸易的不断加快以及区域地缘政治的不稳定性增加,重大动物疫病在全球传播的趋势有所加快,禽流感的防控形势日趋严峻。禽流感亚型众多且易发生变异,给防治工作造成了极大的困难。因此,研制出安全、高效且生产成本低的流感疫苗和疫苗辅助物具有十分重大的意义。随着科学技术的不断进步,以及人们对禽流感病毒的特性、蛋白构造和致病机理等研究的不断深入,有可能在不远的将来研制出符合要求的通用型禽流感疫苗。
[1] 宋涛,胡建和.禽流感疫苗的研究现状[J].中国畜牧兽医,2010,37(5):178-180.
[2] Chang GRL,Lai SY,Chang PC,et al. Production of immunogenic one-component avian H7-subtype influenza virus-like particles[J]. Process Biochemistry,2011,46(6):1292-1298.