张军杰 郭小勇 宋庆庆
摘 要:欧洲、俄罗斯联邦、中国和最近暴发非洲猪瘟的蒙古及越南已经更加意识到非洲猪瘟对全球的养猪业和食品安全造成了致命性的打击。我们将在本综述中阐述一下什么是非洲猪瘟?它会导致什么情况?非洲猪瘟如何传播?以及非洲猪瘟当前全球流行情况;同时,我们还讨论防控非洲猪瘟在家猪和野猪中传播的方法以及疫苗的开发前景。
关键词:非洲猪瘟;流行病学;疫苗;传播
中图分类号:S855.3 文献标志码:C 文章编号:1001-0769(2019)10-0013-03
6 疫苗开发前景
20世纪50年代,Detray(1957)第一个报道了暴发非洲猪瘟后康复的猪能够抵抗非洲猪瘟病毒相关毒株的攻击。由于这些研究证明猪获得了高水平的保护作用,所以非洲猪瘟病毒疫苗的开发前景被看好。然而,疫苗研究的进展缓慢,疫苗注册允许在田间使用仍有很长的路要走。有证据表明非洲猪瘟病毒抗体在保护猪免受感染上起着一定的作用,Onisk等(1994)和Wardley等(1985)证明,从受保护的猪上被动获得抗体的新生仔猪能够得到部分的保护。CD8+细胞在产生保护作用上仍是必要的,因为CD8+细胞亚群的抗体介导耗竭能够消除病毒的弱毒株诱发的保护作用。因此,有效的疫苗能够诱导猪产生保护性的抗体和细胞免疫应答。最近,一个专家小组回顾了有效疫苗的开发前景,并且已经出版(Arias等,2017a)。
6.1 非洲猪瘟病毒灭活疫苗
非洲猪瘟病毒的复杂性是导致疫苗开发进程缓慢的重要原因。通常用于产生抗简单病毒的病毒灭活苗还没有取得成功(Blome等,2014;Stone和Hess,1967),因为灭活苗通过诱导产生能够抑制病毒感染细胞的抗体发挥作用。这些中和抗体不能完全阻止非洲猪瘟病毒的感染,这很可能是由于非洲猪瘟病毒粒子有两种感染方式——细胞内成熟和细胞外成熟。此外,Andres(2017)和Hernaez等(2016)证明,非洲猪瘟病毒进入巨噬细胞的机制有两种,即网格蛋白介导的细胞凋亡和巨胞饮作用。这种多层病毒粒子含有80多种蛋白(Alejo等,2018),不同的蛋白质存在于细胞外包膜和细胞内成熟的感染性病毒粒子的表面,因此中和抗体必须作用于多种蛋白。早期的研究确定了病毒蛋白p72/B646L、p54/E183L和p30/CP204L作为中和抗体的作用目标。
6.2 弱毒活疫苗
King等(2011)、Leitao等(2001)、O'Donnell等(2017)和Reis等(2016,2017)报道,弱毒活疫苗能使高达100%的免疫猪产生保护作用,但疫苗的安全性,如由疫苗引发的不良反应以及疫苗株在田间持续传染的能力,影响了非洲猪瘟病毒疫苗的这种开发策略。候选的弱毒活疫苗株已经在细胞培养基上通过传代产生,或者通过对高致病性毒株的基因进行合理的敲除后产生。此外,Boinas等(2004)和Leitao等(2001)证明,非洲猪瘟病毒的低毒力分离株有可能会成为疫苗的候选株。
对非洲猪瘟病毒基因功能了解上取得的进展使疫苗研发人员确定了需要敲除的目标基因,以生成候选弱毒活疫苗株;这些展现出的希望包括I型干扰素反映的抑制因子,如MGF360和505/530或DP148R的成员。Lewis等(2000)已经成功地敲除了能够直接促进病毒复制的其他基因,如B119L/9GL——可编码病毒装配所需氧化还原路径中的一个蛋白。O'Donnell等(2017)报道,敲除能够编码某些功能未知的蛋白的基因(如DP96R/UK)已经能够削弱非洲猪瘟病毒的毒力。从非洲猪瘟病毒弱毒株研究中获得的教训包括对不同毒株进行基因敲除不会总是产生相同的结果。
6.3 亚单位疫苗
敲除非洲猪瘟病毒的单个或一部分基因或蛋白后制成的疫苗最终可能比减毒活疫苗更安全。研究人员在一项研究中将重组蛋白p72/B646L、p54/E183L和p30/CP204L组合起来诱导产生了部分保护力,但在另一项研究中尽管诱导产生了中和抗体,但没有产生保护作用。CD2v/EP402R重组蛋白的敲除也能诱导产生部分保护力。用CD2v/EP402R胞外结构域p30/CP204L基因和p54/E183L基因的融合以及泛素基因的DNA疫苗接种能够产生部分保护,一部分非洲猪瘟病毒DNA片段与泛素基因融合也是这样。DNA疫苗能够诱导产生强烈的细胞毒性T细胞反应,但缺乏特异性的抗体反应。
在研究更有潜力的保护性抗原上,Jancovich等(2018)和Lokhandwala等(2017)使用不能复制的病毒载体,如腺病毒和痘病毒,已经将非洲猪瘟病毒的基因库传输给猪。Jancovich等(2018)诱导产生了理想的抗体和细胞反应,同时对不同的免疫原性进行了排序。尽管这些结果很有应用前景,但还需要进行更多的研究来确定一个小的抗原池和一种可用于商业疫苗的生产方法。
7 抗病毒药和其他控制措施
7.1 抗病毒药
在缺乏疫苗的情况下,非洲猪瘟防控应考虑采用替代性策略。利用小分子抗病毒药来限制病毒复制从而防止另一种猪病(典型猪瘟)传播的想法已经得到验证。给感染非洲猪瘟病毒的猪服用抗病毒药可以将血液中的病毒滴度降低1 000倍,使病毒血症周期缩短74%,同时使病毒在感染猪传染未治疗的哨兵猪的比例减少85%。流行病学模型表明,在预防非洲猪瘟上,抗病毒药能够达到传统控制策略(如扑杀或者紧急免疫)相同的效果。
非洲猪瘟病毒的复制需要大量的病毒特异性酶,包括RNA聚合酶和DNA聚合酶,对开发抗病毒药而言,这是一个理想的具体目标。Frouco等(2017)、Galindo等(2011)和Hakobyan等(2018)证明,多种药物能够阻止非洲猪瘟病毒在细胞培养基上增殖。
7.2 其他控制策略
相关部门已经提出了控制非洲猪瘟流行的其他策略,如培育或选育能够抵抗非洲猪瘟的猪种。但是,我们首先必须开发出一个能够成功控制非洲猪瘟的策略以阻止非洲猪瘟病毒的复制。利用有组织的猪育种计划,这种策略在某些情况下可能会取得成功,但在控制野猪疾病方面大概是无效的。
8 进一步的研究
当前的非洲猪瘟控制策略很大程度上依赖于快速的检测、隔离和扑杀,这种策略通常是无效的,且可能会造成猪被大量淘汰。替代性策略,如安全有效的疫苗,可能会提供一个额外的方法,帮助非洲猪瘟呈地方流行性的國家控制此病的暴发,同时对野猪和家猪进行非洲猪瘟病毒净化。虽然研究人员已经获得了有希望的候选疫苗株,但在田间应用前还需要进行更深入的研究。要开发下一代疫苗还需要完成一些基础研究,这包括非洲猪瘟病毒是如何调控宿主的免疫反应以及病毒编码蛋白在体内和体外逃避宿主免疫防御上的作用。这将使研究人员能够开发出改良型弱毒活疫苗。
目前我们还需要更多有关免疫保护机制和相互关系以及能够诱导动物产生该保护作用的病毒抗原的信息,这将有助于促进非洲猪瘟病毒亚单位疫苗的开发。有关病毒与猪巨噬细胞(包括参与入侵动物机体、病毒复制和形态变化的细胞蛋白和病毒蛋白)的基础研究将有助于为病毒复制和疫苗生产开发改进型细胞系,并确定疫苗研发的新目标。
进一步理解非洲猪瘟病毒在家猪和野猪中传播的机制将会有助于控制工作,因为人们可以采取多种措施切断这些传播途径。最近,全球非洲猪瘟病毒研究联盟已经就需要进行的研究发布了一份更完整的报告。
(续完)
原题名:African swine fever(英文)
原作者:L. K. Dixon、H. Sun和H. Roberts(英国)