黏膜免疫在疫苗中的应用

吉艺宽，李少方，黄俊梅，毛晶丹，蔡孟楷*

（1.广东梅州职业技术学院 广东梅州 514011；2.河南省安阳市滑县农业农村局 河南安阳 456400）

自从1963 年Chodirker 和Tomas 关于人体黏膜黏液中免疫球蛋白类型的研究开启了黏膜免疫研究的新时代。黏膜组织是动物机体内、外环境发生信息与物质交换的一种媒介，主要存在于动物机体的呼吸道、消化道、泌尿生殖道中，而这些正是大多数病原微生物侵害机体的主要门户。为了阻止病原微生物的入侵，黏膜组织构成一条严密的防御系统即黏膜免疫系统，成为机体抵抗病原微生物的第一道免疫屏障。黏膜免疫系统（mucosal immune system，MIS）是动物机体免疫系统的重要组成部分，同时又是一个具有特殊功能的独立免疫体系，主要由黏膜相关淋巴组织、免疫细胞、抗体、细胞因子、补体等构成。目前针对黏膜免疫研究的主要方向是肠道黏膜免疫和呼吸道黏膜免疫，呼吸道黏膜免疫系统是呼吸系统抵抗外界有害病原体的重要防线，在控制和清除病原体感染过程中发挥着关键的作用。如流感病毒感染首先激发呼吸道黏膜局部固有免疫应答，通过活化固有效应细胞，分泌固有免疫分子发挥限制病毒扩散的作用。此外有研究表明[1]，呼吸道黏膜免疫在治疗慢性阻塞性肺疾病、哮喘等疾病中起着不可忽视的作用。肠道黏膜免疫在针对腹泻病毒的防治、肠道菌群的调控、脓毒症的预防等方面起着重要作用[2]，其中最具有代表性的是脊髓灰质炎疫苗，就是基于肠道黏膜免疫而生产的口服黏膜疫苗。

随着我国畜牧业的快速发展，传统疫苗免疫方式的弊端越发明显，主要表现为工人劳动强度大、不同群体间交叉感染风险大、动物群体应激明显，尤其“后非瘟时代”不同猪场尽可能采取对猪群较小的刺激方式进行疫苗的免疫，这就急需采取多元化相结合的免疫方式。有效的将口服、喷雾、滴鼻等黏膜免疫方式与肌肉注射相结合，既能有效地发挥黏膜免疫应答作用，又能激活动物体液免疫和细胞免疫。

1 黏膜免疫与常规免疫区别

1）免疫方式不同。黏膜免疫方式是将疫苗通过喷雾、滴鼻等方式接种在机体的黏膜系统，最常见的是呼吸道黏膜淋巴组织，使动物机体产生特异性免疫应答；而常规免疫方式是采取肌肉注射方法接种疫苗，通过血液循环将抗原物质运送到脾脏、淋巴结等免疫器官，使动物机体产生特异性免疫应答。

2）产生的免疫球蛋白不同。黏膜免疫产生的抗体为分泌型的免疫球蛋白IgA（SIgA），SIgA 具有阻止病原菌在黏膜表面的黏附入侵、溶解细菌、中和病毒和毒素等方面发挥着巨大作用，是机体抗感染的一道重要屏障[3,4]。黏膜中特异性的IgA 抗体已被认为是评价黏膜免疫力的标准。常规肌注疫苗免疫方式是激活动物体的体液免疫和细胞免疫，诱导机体产生的抗体主要是IgG，相对于IgA而言，IgG 含量高，是动物体主要用于中和病毒的抗体。近年来被忽视的IgA 抗体逐渐被证实其具有多方面的作用，正确刺激黏膜系统才能发挥出高水平的IgA 抗体。

2 黏膜免疫在猪疫苗上的应用

1）猪伪狂犬病是猪场常见的病毒性疾病，主要引起新生仔猪呕吐、神经症状，妊娠母猪流、死胎。猪伪狂犬病主要通过空气和鼻腔接触传播，猪伪狂犬疫苗鼻腔接种是防控猪伪狂犬病的重要途径。鼻腔接种活疫苗不仅可以有效刺激黏膜免疫，还可以促使疫苗毒株进入脑神经细胞，提前做到“占位效应”，抵抗野毒感染。目前猪场多采用1～3 日龄仔猪喷鼻免疫的方式，为猪伪狂犬病净化打下坚实基础。

2）由支原体引起的猪气喘病属于猪场的经济性疾病，虽然致死率较低，但在很大程度上影响猪群的生长，料肉比居高不下。支原体对猪的危害主要是会对气管及肺部造成不可逆损害。目前市面上的支原体疫苗主要采用滴鼻免疫和肺内接种的方式进行接种，滴鼻免疫能有效激发机体的黏膜免疫系统，产生有效的保护力，而肺内接种容易出现应激或损伤肺部，效果不佳。杨若松等[5]在研究中使用猪支原体肺炎活疫苗（168 株）通过滴鼻免疫能够诱导产生较高水平的SIgA，说明支原体活疫苗经滴鼻免疫可以有效激发呼吸道黏膜免疫系统，产生对机体的保护。猪场临床研究发现，将猪伪狂犬疫苗和支原体疫苗采取3 日龄滴鼻免疫方式能有效地提高对两种疾病的预防能力，减少了不同日龄免疫疫苗的应激性，同时又保证了免疫效力，为以后联苗的研究打下基础。

3）猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）俗称猪蓝耳病，主要引起猪的一种繁殖障碍和呼吸系统的传染病。传统防控蓝耳病的最佳方式是肌注蓝耳病弱毒活疫苗，但血清学中和试验检测发现抗病毒的中和抗体出现较慢，免疫4 周后才能检测到，而且需要高滴度的中和抗体才能清除病毒。目前研究表明虽然这种接种方式产生的抗PRRSV 抗体水平很高，但PRRSV 仍然可以形成病毒血症，说明体液免疫的保护作用是有限的。最近有试验结果表明PRRSV 弱毒株通过喷鼻免疫比肌肉注射效果反而更好，研究者将PRRSV 弱毒苗鼻腔免疫后发现能够诱导交叉保护性免疫，免疫后检测发现在鼻液、唾液、粪便中都能产生大量SIgA，并且血清中IgG 抗体水平也显著增加[6-8]。临床实践中发现越来越多猪场将喷鼻免疫和肌注相结合的方式来更加有效地预防蓝耳病的发生。

4）猪流行性腹泻病毒（PEDV）和猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）是导致猪腹泻的主要病原，两者的致病机理相似，主要是侵害肠道上皮细胞，导致肠黏膜绒毛缩短变粗，无法吸收肠道营养物质，出现腹泻现象。有研究表明，猪传染性胃肠炎与猪流行性腹泻二联弱毒疫苗经口、鼻腔途径免疫后可显著提高小肠黏膜免疫力，小肠中CD4+T细胞数量极显著增加，肠系膜淋巴结产生的IgG 和IgA 水平显著增加，十二指肠和空肠IgA 抗体分泌细胞数量也显著增加，说明经口和鼻腔黏膜免疫能在一定程度上对抗病毒的侵入发挥作用。

3 黏膜免疫在禽用疫苗上的应用

禽用疫苗如鸡新城疫疫苗（Lasta 株）、传染性支气管炎弱毒疫苗（H120）和鸭瘟活疫苗等通过滴鼻点眼的方式进行免疫，主要是刺激机体的呼吸道黏膜免疫和哈德腺，诱导机体产生黏膜免疫。雏鸡的这种免疫方式，不仅不受母源抗体干扰，而且还能通过黏膜免疫对疫苗产生良好的应答反应。在家禽免疫方式中雾化免疫同样具有诸多优点，能够将疫苗液通过特定的仪器设备喷出大小均匀的雾滴，家禽通过呼吸将雾液吸入体内，从而激发呼吸道黏膜免疫，丁美娟等[9]研究也发现气雾免疫与点眼免疫同样能产生良好的免疫效果。

4 影响黏膜免疫的因素

影响肠黏膜免疫的主要因素是营养，饲料中的益生菌、苏氨酸、精氨酸、谷氨酰胺等氨基酸对肠黏膜免疫功能起着重要作用。研究表明，饲料中苏氨酸、精氨酸能够促进SIgA 的分泌，缓解肠道致病菌和球虫对肠黏膜的破坏[10]。所以在猪场生产中更加关注饲料的营养全面性，俗话说“养猪就是养肠道”，意思就是饲料营养对肠道的吸收起着关键作用，肠道营养充足之后肠道上黏膜免疫才能发挥关键作用。其次是肠道菌群平衡有利于肠黏膜免疫系统的发挥，减少各种应激导致的不利影响，相应补充肠道有益菌群，提升肠黏膜免疫的完整性，发挥肠黏膜免疫作用，抵抗有害病原菌，守住动物的肠道防御线。

影响呼吸道黏膜免疫系统的主要因素是畜禽舍的有害气体，氨气、硫化氢等，这些有害气体导致呼吸道表面纤毛生长受阻，同时造成气管、支气管及肺部抵抗力降低，亚健康明显，整体的免疫系统都受到损伤，不能及时发挥呼吸道黏膜免疫的作用。所以在生产中应该加强畜禽舍的环境卫生，做好通风措施，保证呼吸道黏膜免疫系统的正常发育，才能更好发挥其作用。

5 黏膜免疫研究的前景

当前，我国预防动物疾病主要接种方式是肌肉注射，这种接种方式给动物造成很大的应激反应，尤其当前非洲猪瘟新常态下，更应该减少应激，减少针头接种带来人为的疾病传播。黏膜免疫优势突出，口服、喷鼻、点眼接种方式便捷，应激性小，将是未来疫苗接种的主要趋势，但也存在一定问题，如免疫剂量问题，免疫效果评估等。

中兽药研究进展日新月异，将中兽药和黏膜免疫相结合的方式促进黏膜免疫的发展。李任军等[11]研究表明，口服黄芪多糖的小鼠肠黏膜上皮的IgA+细胞显著高于对照组，说明口服黄芪多糖能够增强肠道黏膜免疫；有研究表明，党参多糖能提高仔猪小肠组织中SIgA、IgG、IgM 蛋白的表达水平以及IgA、IgG、IgM 的相对表达量，增强仔猪的肠道黏膜免疫功能[12]。如果能够将增强动物黏膜免疫的中兽药和疫苗相互配合使用，必将推动黏膜免疫临床应用的进一步发展，发挥中兽药的优良性能，弥补黏膜免疫系统漏洞，提高黏膜免疫在动物疫苗免疫中的作用，探索新型疫苗免疫方式。