新城疫灭活疫苗免疫的抗病毒机理

邢立晓　任慧英

摘 要： 新城疫是由新城疫病毒引起鸡、火鸡、鸽等禽类的一种急性、高度接触性传染病，是危害养鸡业的三大传染病之一，目前预防新城疫主要使用弱毒疫苗和灭活疫苗。本文主要从抗原提呈角度，分析新城疫灭活苗免疫后，鸡体发生的免疫反应及其机理，并分析该免疫反应建立后鸡体对抗该病毒再次感染的途径。

关键词： 新城疫病毒 灭活疫苗 抗原提呈 再次感染

一、新城疫病毒及新城疫

新城疫病毒（NDV）是一种具有囊膜的单股、负链RNA病毒，基因组长度约15kb，包含6个基因，分别编码3-NP-P-M-F-HN-L-56种结构蛋白，即NP核蛋白、P磷蛋白、M基质蛋白、F融合蛋白、HN血凝素—神经氨酸酶和L聚合酶。病毒表面蛋白结构对病毒与细胞之间的吸附有决定作用，其中覆盖于囊膜表面的F和HN是NDV的两种重要的功能性蛋白，是决定NDV致病性的主要因素。新城疫病毒感染鸡产生的病理症状主要集中在消化道、呼吸道和中枢神经系统，发病率和死亡率可达90%以上，给养鸡业造成极大损失，是世界动物卫生组织规定的法定通报疫病。疫苗免疫是阻止新城疫广泛流行的关键措施[1]。

二、鸡新城疫灭活疫苗注射后，鸡体内发生的抗原提呈反应

灭活疫苗由新城疫活病毒经0.3%甲醛处理后仍保留免疫原性但不具有组织感染性的死病毒辅以佐剂制备而成，该过程中可能会导致某些主要蛋白抗原的变性，这就意味着部分抗原的构象表位遭到破坏，会导致疫苗免疫保护力的降低。由于是灭活病毒，因此不存在病毒感染细胞进行增殖的过程[2]。

（一）鸡体内的抗原提呈细胞对抗原的加工

灭活病毒通过皮下或肌肉注射进入鸡体，鸡的皮肤中存在朗格汉斯细胞（即皮肤表皮内的树突状细胞），此时的树突状细胞没有接受抗原的刺激处于尚未成熟状态，可以通过巨胞饮作用介导的内吞作用摄取和加工灭活病毒抗原，由于其处理和呈递抗原过程相分离的特性，仅受抗原刺激的树突状细胞不能提呈抗原以激活初始型T细胞，成熟的树突状细胞就不能再呈递其他抗原。受到抗原刺激后，树突状细胞会从皮肤向淋巴组织的T细胞富集区迁移，同时发育为成熟树突状细胞，细胞表面高度存在MHC-Ⅱ类分子，将所吞噬的灭活病毒抗原展示于细胞表面，并表达协同刺激分子与黏附分子（LFA-3，ICAM-1，ICAM-3等），以激活CD4 + T细胞。

当然，在鸡的皮下或肌肉中存在巨噬细胞，它们也是抗原提呈的重要力量。当灭活病毒注射到鸡的皮下或肌肉时，可能会有血管内的白细胞发生附壁、粘着、游出、趋化等一系列过程，因而可能导致局部炎症的发生及一些白介素等细胞因子的释放，从而使组织中的巨噬细胞由静息转为活化状态，细胞增大，细胞的变形运动及吞噬能力均增强，产生了一系列适应吞噬、处理抗原的变化。有了上述变化，巨噬细胞能够更好地捕获、加工抗原，并通过MHC-Ⅱ类分子展示于细胞表面，同时分泌IL-1，以激活免疫细胞并促进其增殖与分化及调节免疫应答。

注射进入皮下或肌肉内的灭活病毒，可能会因局部组织内血管的破裂进入血液或其中某些小分子抗原通过毛细血管内皮细胞间隙进入血液，血液则是B细胞发挥特异性抗原提呈作用的场所。进入血液的灭活病毒，随着血液的运行到达脾脏，并随着中央动脉入脾，由于其末端分支与脾索和血窦相连，灭活病毒亦随血液进入血窦。血窦周围白髓中的脾小结是B细胞的集结区，在脾小结的边缘区B细胞与灭活病毒接触。B细胞表面抗原受体（BCR）与灭活病毒抗原表位结合后，会引起B细胞骨架结构的改变，从而会使灭活病毒被吞入细胞内，将NDV的抗原表位处理后，放在MHC-Ⅱ类分子抗原肽结合槽内，使抗原表位和MHC-Ⅱ类复合物被展示在细胞膜上。B细胞以此方式向CD4 + T细胞提呈抗原，使其进入克隆增殖状态。有时，B细胞提呈抗原的方式与上述有所不同。因为B细胞活化CD4 + T细胞的能力不如树突状细胞强，所以由已摄取加工抗原并成熟的树突状细胞先活化CD4 + T细胞，随后B细胞再提呈抗原给已活化的CD4 + T细胞，使其快速增殖、分化。

如果将三种专职抗原提呈细胞加以比较，不难发现，巨噬细胞和树突状细胞基本都是以吞噬等方式捕获灭活病毒，对抗原的识别是非特异性的，而B细胞是以B细胞抗原受体的方式识别抗原，是具有特异性的[3]。因此在抗原浓度低的情况下，B细胞能够有效地摄取足够多的抗原来启动免疫应答。但是，B细胞主要识别由蛋白质三级结构组成的构象抗原表位，在将NDV灭活的过程中，许多蛋白抗原的空间结构遭到破坏，因此，灭活疫苗活化B细胞参与免疫应答的强度会受影响。

（二）鸡体抗原提呈细胞对抗原的呈递

将新城疫油佐剂灭活苗注射到鸡的皮下或肌肉一段时间后，液态的灭活病毒抗原会被皮肤中的朗格汉斯细胞以巨吞饮作用吞入胞内，并被其质膜包裹形成内吞小体，或是被分布在肌肉中的巨噬细胞捕获吞入胞内。此时，存在于外周组织中的树突状细胞由于未与抗原接触处于尚未成熟状态，还不能呈递抗原激活T细胞。但它受抗原刺激后，会向淋巴组织的T细胞富集区迁移，同时发育为成熟的树突状细胞。

在树突状细胞成熟的过程中，其细胞内部发生一系列的变化。首先是在内质网内进行MHC-Ⅱ类分子的组装及释放。组成MHC-Ⅱ类分子的α肽链和β肽链在内质网内同步合成，并组装成为二聚体，即完整的MHC-Ⅱ类分子。因为新合成的MHC-Ⅱ类分子结构不稳定，容易与细胞内部的游离蛋白质结合，所以需要一种稳定分子的存在。恒定链（跨膜伴侣分子）便在MHC-Ⅱ分子组装后及时地插入到刚形成的抗原肽结合槽中稳定结构。并且在恒定链的指导下，MHC-Ⅱ类分子逐渐向高尔基复合体迁移。其次是在溶酶体内，MHC-Ⅱ类分子加载抗原表位后被展示于细胞膜表面，MHC-Ⅱ类分子及恒定链复合物被转运到高尔基复合体内，并复合体表面的膜包裹后释放进入胞质中。胞质中的H + 不断被泵入内吞小体，使其的pH不断下降，形成一个强酸性的微环境；同时，不断有来自高尔基复合体的含蛋白酶小泡与内吞小体融合，内吞的灭活病毒逐渐被降解为小分子的抗原肽片段。之后，膜包小体在某种信号的牵引下，找到吞有抗原的内吞小体，并与内吞小体表面的质膜相互融合。由于结合在MHC-Ⅱ类分子抗原肽结合槽内的恒定链干扰抗原肽与结合槽的结合，因此，内吞小体内的酸性蛋白酶会将恒定链的游离端和膜结合片段相机水解，最终随着pH的下降，恒定链中部的恒定链多肽亦从抗原肽结合槽内解离下来，内吞小体内已降解好的抗原肽进入槽内，形成抗原肽-MHC-Ⅱ类分子复合物，最终复合物被转运到细胞膜表面供CD4 + T细胞识别。CD4 + T在细胞因子和共刺激分子的作用下分化为效应T细胞。

有时也可能会发生抗原的交叉提呈，即含有灭活病毒的内吞小体进入胞质，并被泛素化，最后，经过蛋白酶体的降解成MHC-I类分子的抗原肽并进一步展示于细胞表面，供CD8 + T识别，CD8 + T在细胞因子和共刺激分子的作用下分化为CTL细胞。

三、再次感染新城疫病毒时，鸡体对抗该病毒感染的途径

在油乳剂灭活苗注射到鸡皮下或肌肉一段时间后，抗原提呈细胞将灭活病毒捕获并加工之后会向CD4 + T细胞提呈抗原。当鸡体再次发生NDV感染时，之前产生的记忆T细胞受到与灭活病毒中相似或相同的蛋白质抗原刺激，迅速活化为辅助T细胞，并分泌细胞因子激活抗原提呈细胞，活化的抗原提呈细胞分泌IL-12和IL-18，二者共同作用于初始CD8 + T细胞使之活化，并增殖、分化为细胞毒性T细胞，即通过CD4 + T细胞帮助下的旁路活化途径活化CD8 + T细胞，实现CD8 + T细胞的快速活化及CTL快速有效地杀死被NDV感染的靶细胞，从而对抗病毒感染。

将油佐剂灭活苗注射进入鸡体并激活CD4+T细胞后，B细胞受到Th细胞及双信号的刺激后，增殖并分化为浆细胞，产生抗体。抗体通过中和病毒的感染作用、补体参与的溶囊膜作用、吞噬细胞的调理作用、NK细胞的ADCC作用等，消灭感染的NDV。在经抗原选择的B细胞中，有一部分停止向浆细胞分化而转变为记忆B细胞。当鸡体再次发生NDV感染时，记忆B细胞可迅速活化，产生大量抗原特异免疫球蛋白（如抗血凝素的IgG等），并快速表达MHC-I类、MHC-Ⅱ类分子及共刺激分子，使B细胞向T细胞提呈抗原的能力增强，从而使鸡体对抗NDV感染能力增强。

四、结语

虽然在实际生产中，使用鸡新城疫灭活苗免疫能够在鸡体内建立如上所述的免疫反应，但有时单用灭活疫苗往往引起免疫失败。一是因为油佐剂灭活苗免疫产生免疫应答潜伏期长，增加了野毒感染机会[4]；二是灭活苗制作中会使一些NDV的抗原构象表位丧失，导致疫苗保护力下降；三是灭活病毒无法在体内增殖，从而影响内源性抗原的产生并进一步影响CTL细胞的活化；另外，家禽上呼吸道、肺的局部免疫当直接与抗原接触时，才能引起免疫应答。因为存在与血清循环中的相应抗体不能转运到肺部，所以初次免疫使用Lasota等弱毒疫苗进行点眼滴鼻免疫、加强免疫时要使用灭活苗或弱毒疫苗，以全面预防鸡群新城疫的感染。

参考文献：

[1]武发菊，刘学荣，尚勇良等.新城疫疫苗的研究进展[J].中国畜牧兽医，2011，38（10）：145-148.

[2]李一经.兽医微生物学.北京：高等教育出版社，2011.

[3]王家鑫.免疫学.北京：中国农业出版社，2009

[4]赵全兴，杨慧玲，刘方娜等.新城疫灭活疫苗免疫间隔期探讨[J].中国畜牧兽医，2011，38（10）：238-241.

基金项目：青岛农业大学教改项目（基于双语网络教学平台的兽医微生物学课程教学改革）建设项目

通讯作者：任慧英