非洲猪瘟疫苗研发面临的挑战：保护性免疫

陈权

摘 要：非洲猪瘟（African Swine Fever，ASF）是家猪的一种急性病毒性出血性疾病，可导致感染猪群近100%的死亡率，我们可以认为ASF是目前全球养猪业面临的最严重的新兴疾病威胁之一。ASF疫情在高加索地区和俄罗斯（2007年至今）毁灭性的暴发和持续流行突出了这种疾病威胁的严重性。目前，用于控制ASF的疫苗还没有研制成功，因此扑杀感染猪是控制非洲猪瘟唯一有效的措施。然而，很明显，免疫接种是有可能的，因为科学家已经清楚地证明可以用非洲猪瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）的同源株防止病毒的再次感染。由于我们对有关ASFV感染和免疫、ASFV毒株在自然界的变异程度以及确定能够诱导猪产生保护性免疫反应的病毒蛋白（保护性抗原）的认识存在巨大的空白，ASF疫苗的发展受到了阻碍。本综述将探讨ASF疫苗的设计和研发所面临的挑战，重点是强调现有知识的不足。

关键词：非洲猪瘟；保护性免疫；非洲猪瘟疫苗；保护性抗原

非洲猪瘟（African Swine Fever，ASF）在高加索地区和俄罗斯破坏性的暴发和持续流行（2007年至今）凸显了ASF对全球养猪业的威胁。从格鲁吉亚的一次单纯传入开始，ASF迅速在整个高加索地区蔓延，并传入俄罗斯，到达波罗的海、波兰和乌克兰，现在威胁到西欧的门户。多种因素，包括非洲猪瘟在非洲（以及现在在俄罗斯和高加索地区）的天然储存宿主、在新发病地区形成地方性ASF的潜力、ASF在猪与猪之间快速高效传播、非洲猪瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）在环境中相对稳定存在以及缺乏ASF疫苗等，都对ASF的控制提出了重大的挑战。

非洲猪瘟是ASFV引起的，该病毒是非洲猪瘟病毒科的唯一成员，也是唯一已知的DNA虫媒病毒。ASFV是一种大型包膜病毒，包含约190个千碱基对（Kilobase Pairs，KBP）的双链DNA基因组，可编码170多种蛋白质。ASFV的基因组结构和复制策略与其他大型双链DNA病毒，尤其是痘病毒相同。

ASF是家猪的一种出血性疾病，会出现多种发病形式，从高致死率（100%死亡率）到亚临床型。Velela等在感染ASFV高致病毒株的猪中观察到了由血管内凝结物激活引起的凝血和血流动力学变化（出血、水肿、腹水和休克）。ASFV能够感染单核巨噬细胞系统的细胞，包括高度分化的固定组织巨噬细胞和特异性谱系的网状细胞，另外ASFV的强毒株在受影响的组织中能够引起重大的损害。ASFV在这些类型的细胞体内复制和诱导标记细胞病理学的能力似乎是ASFV毒力的一个关键因素。我们对导致ASFV感染出现不同结果的病毒因素和宿主因素仍知之甚少。

从疾病控制的角度来看，值得注意的是ASFV能够在疣猪和急性感染该病毒后幸存的家猪中长期流行。在试验条件下，ASFV仍然能够存在于大部分感染ASFV中等毒力毒株的家猪中，并且在感染70 d后被排放到环境中（最后一个检测到病毒的采样点）。ASFV的DNA可以用持续感染ASFV且至少感染500 d后的猪的外周血单核细胞聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）扩增。虽然ASFV的持续感染对病毒在家猪群中持续存在和传播的实际影响尚不确定，但是对从ASF流行区屠宰场中无临床症状的猪上采集的血液样本进行的ASFV DNA检测表明，长期或持续受到感染的猪可能是病毒在流行地区持续存在的原因。

尽管ASF在1921年就已经被确诊并且持续威胁着养猪业，但是ASF疫苗还没有开发成功。当前的数据表明，ASF疫苗可以成功开发，因为急性感染ASFV后存活的猪会对同源病毒的感染产生长期抵抗力。然而，疫苗的开发因科学家在有关ASFV感染和免疫、ASFV毒株变异程度和ASFV蛋白（保护性抗原）诱导猪产生保护性免疫反应方面的知识存在巨大的空白而受到阻碍。

要想在ASF疫苗的研究方面取得进展需要填补一些关键知识的空白。一旦鉴定出保护性抗原，同时目前在自然储存库中流行的ASFV毒株的多样性得到确定，我们就可以开发出广谱高效的且可交叉免疫的疫苗。理想情况下，疫苗不仅要安全高效，而且能够使人们区分感染动物和接种动物（Differentiate Infected from Vaccinated Animal，DIVA），因此适合在非流行地区紧急使用。提供高效ASF疫苗将有助于改善人们对ASF疫情的控制，减少包括非洲大陆在内的疫病流行地区的经济损失。控制地方性流行的ASF能够进一步减小ASF对无病地区的威胁，并可降低病毒传入的可能性。

我们尚不清楚动物对ASFV的保护性免疫机制。像大多数病毒感染一样，动物对ASFV感染产生的体液免疫反应和细胞免疫反应似乎对自身的保护很重要。仅被动轉移ASFV抗体就足以保护猪免受ASFV的毁灭性感染。与这些抗体介导型保护反应相关的效应机制和诱导的病毒蛋白尚未被确定。Ruiz-Gonzalvo等、Zsak等、Borca等和Gómez-Puertas等已经阐述了ASFV中和抗体，但在体外未能以与猪体内ASFV交叉保护相关的方式发生交叉中和，这就增加了人们对其保护性免疫重要性的怀疑。

由抗ASFV抗体在体外介导的细胞溶解效应器功能已经有记录。然而，Norley和Wardley尚未在体外的补体依赖性抗体溶解或抗体依赖性细胞介导的细胞毒性抗体滴度与体内的保护性免疫之间发现明显的相关性。有趣的是，Malmguist证明，抗ASFV抗体在巨噬细胞培养中对ASFV复制有新的抑制作用。持续存在的康复猪血清（要未稀释的10%浓缩物）会抑制用ASFV的同源毒株但非异源毒株感染自体血沉棕黄层细胞培养基。这种单核细胞感染抑制（Monocyte Infection-Inhibition，M-II）活性由纯化的IgG介导，并且在病毒吸附发生后能够有效抑制病毒的复制。最值得注意的是，动物体内的M-II抗体滴度与对病毒感染的抵抗力有关。

多种数据支持细胞免疫反应在ASFV保护性免疫上的作用。猪的淋巴细胞消耗试验表明，细胞毒性CD8+淋巴细胞对ASFV的清除和抵抗很重要，保护作用与ASFV毒株特异性CD8+ T细胞反应相关。此外，体外IFN-G反应与抗ASFV异源毒株感染的交叉保护程度相关。Argilaguet等和Lacasta等认为，在接种DNA疫苗后获得部分保护的动物受到挑战时，缺乏可检测水平的ASFV抗体可以解释为支持细胞免疫在防卫感染上的作用。

因此，虽然体液免疫反应和细胞免疫反应似乎对动物机体产生保护作用很重要，但人们对介导抗ASFV免疫的特异性机制的了解仍处于早期，并且没有确立保护作用的决定性免疫相关性。□□

原题名：Challenges for African swine fever vaccine development—“perhaps the end of the beginning”（英文）

原作者：D. L. Rock（美国伊利诺伊大学）