常用禽流感疫苗利弊分析

2022-11-25 11:36
特种经济动植物 2022年3期
关键词:基因工程活疫苗抗原

●沈 双 高 明

(1.宿迁市宿豫区大兴镇畜牧兽医服务站 江苏 宿迁 223801;2.江苏省宿迁市宿豫区侍岭镇畜牧兽医服务站 江苏 宿迁 223800)

禽流感是由甲型流感病毒(Avian Influenza virus,AIV)引起的一种急性、呼吸道传染病,主要在禽类、鸟类动物中流行。疫苗是目前防控AIV的有效方法,禽流感疫苗自20世纪40年代开始研制,目前市场上禽流感疫苗多种多样,主要包括基因工程疫苗、减毒疫苗、灭活疫苗以及病毒样颗粒疫苗。其中基因工程疫苗又可分为核酸疫苗、重组活载体疫苗和亚单位疫苗,大大降低了禽流感的感染率和发病率。

1 疫苗生产工艺

1.1 鸡胚为基质的疫苗工艺

20世纪30年代建立了以鸡胚为基质的疫苗生产工艺,目前仍是流感疫苗生产应用最广泛的方法。该工艺生产出来的疫苗具有病毒产量高、安全性高、免疫性好、保护率高等优势,且生产成本低廉,制备流程简单。鸡胚为基质的流感疫苗制备工艺流程:鸡胚尿囊液灭活→离心过滤→超滤→密度梯度离心→分子筛/超滤脱糖→裂解后过滤→超滤除去裂解剂、配制除菌单价原液→配制半成品→成品[1]。但这种传统的疫苗生产过程中需要大量的SPF鸡胚,并且生产过程中存在所需设备复杂、鸡胚孵育时间长、产量低、工序繁琐、难以实现产业化等问题,难以满足养禽业规模化、集约化发展对疫苗生产的高需求。

1.2 以细胞为基质的疫苗工艺

随着市场需求的增大以及细胞悬浮培养技术的迅速发展,细胞作为疫苗生产基质的优势逐渐凸显,目前用于生产禽流感疫苗的细胞主要有MDCK细胞、Vero细胞以及昆虫杆状细胞。以细胞为基质制备流感疫苗的流程:传代细胞→加入胰酶及流感病毒感染→病毒增殖高峰期收获→离心澄清→超滤→层析纯化→裂解后过滤→超滤除裂解剂→配制除菌单价原液→A1/A3/B(/ B)配制半成品→成品。与传统的鸡胚生产工艺相比,细胞生产具有工序简单、污染小、可操作性强、工业化水平高等优势,能够实现AIV的高效复制和大规模生产,可有效应对禽流感大规模流行时鸡胚疫苗供应不足的难题。

2 常见禽流感疫苗及其优缺点

2.1 DNA疫苗

DNA疫苗又被称为核酸疫苗,是一种新型基因工程疫苗,该种疫苗是将含AIV的保护性抗原序列克隆到真核表达载体中,之后将重组后的质粒经细菌增殖后提取纯化,再导入动物细胞。在这个过程中,重组质粒中的启动子启动转录过程,然后核糖体进行翻译,合成外源性抗原蛋白。一部分外源蛋白与MHC-I类分子结合,在细胞表面激活CD8+T细胞,使其分化为记忆T细胞和细胞毒性淋巴细胞,诱导细胞免疫;另一部分外源蛋白则在溶酶体中水解为多肽后与MHCⅡ类分子结合,在细胞膜表面和CD4+T细胞反应;此外,还有一部分被分解成抗原多肽后与B细胞结合,活化B细胞,产生特异性抗体,诱导体液免疫。综上所述,DNA疫苗通常注射1次就可以产生良好的免疫应答,且具有免疫效果持久、制备流程简单、易大批量生产、安全性高、储存运输方便、成本低等优点。但也存在免疫效率低、表达效率低等问题。此外,构建过程中所用载体多携带抗生素基因,故容易诱导机体对相应的抗生素产生抗体,为细菌性疾病的防控埋下隐患。

2.2 重组活载体疫苗

基因工程重组活载体疫苗,在减毒活疫苗的基础之上,以活病毒为载体,利用反向遗传操作技术,对病毒基因组加以修饰,构建含AIV保护性抗原基因的重组病毒。其中以痘病毒为载体的禽痘疫苗市场占有率最高,但是随着现代技术的发展,研究发现新城疫病毒、火鸡疱疹病毒、禽腺病毒等也可作为载体用以制备疫苗。基因工程重组活载体疫苗兼有灭活疫苗的优点,又具有使用方便、安全可靠、“一针多防”的优势。

2.3 基因工程亚单位疫苗

基因工程亚单位疫苗是指将AIV中具有保护性的亚单位抗原成分,血凝素蛋白(HA)和神经氨酸酶蛋白(NA),通过真核或原核表达系统表达纯化后,辅以佐剂制备而成,且佐剂能够显著增强疫苗的免疫原性。但是该种疫苗存在诱导的免疫保护维持时间短、制作成本高等缺陷。

2.4 减毒活疫苗

减毒活疫苗主要通过鼻内接种,感染途径类似于病毒的自然感染,一次免疫即可刺激机体产生体液、细胞和黏膜免疫应答,能够提供良好、持久的交叉免疫保护。减毒活疫苗稳定性好,还可以通过气溶胶或者饮水的方式进行免疫,且免疫原性高。但是由于AIV易于变异,因此要避免因使用减毒活疫苗带来“毒力返祖”的情况。

2.5 灭活疫苗

灭活疫苗种类多样,主要包含异源全病毒灭活疫苗、同源全病毒灭活疫苗以及重组禽流感灭活疫苗。其中,前两种疫苗是以当地流行毒株或者世界卫生组织预测的流行株作为疫苗候选株;而重组禽流感灭活疫苗则是利用反向遗传技术克隆出AIV不同片段的cDNA序列,构建在真核表达质粒上,然后在鸡胚中进行病毒拯救,无菌收取尿囊液后进行纯化和浓缩;最后病毒经甲醛或β-丙内酯灭活后,辅以佐剂制成油乳剂疫苗。不同于减毒活疫苗等其他疫苗,灭活疫苗具有安全性高、稳定性好、便于储备运输、制备周期短、针对流行株保护效率高的特点。但是灭活疫苗诱导的细胞免疫水平有限,维持时间短,通常需要注射2次以上才能够产生较高的抗体滴度,而且诱导产生的抗体具有病毒株亚型特异性,对变异产生的新病毒无中和作用。

2.6 病毒颗粒样疫苗

病毒颗粒样疫苗(VLPs)又被称为“假病毒”,这类疫苗通常含有一个或多个AIV结构蛋白,不含病毒遗传物质,由表达病毒结构蛋白的细胞自行组装而成,是一种在形态上类似于病毒的蛋白颗粒。市场上现有的禽流感疫苗通常利用昆虫杆状病毒表达系统表达单独的HA或者HA和M1蛋白的抗原基因。因VLPs不含核酸,故可以有效避免其他病毒感染,安全性较高,同时还可以有效刺激机体产生抗体,适于大规模生产。

3 总结

目前疫苗接种仍是防控AIV的首选方法。尽管流感疫苗研制已经取得了巨大进步,但由于AIV变异快,特别是季节性流感病毒的持续抗原漂移,致使疫苗与流行毒株匹配性较差,严重影响了疫苗的效力,给AIV的防控带来挑战。积极研发安全、高效、低成本的新型禽流感疫苗,仍是预防禽流感的重要任务。因此,需要加大对广谱抗病毒疫苗的研发,以抵御不同亚型AIV毒株的感染,从源头防控预防禽流感大流行的发生,并且加强标记疫苗的研发,以满足扑灭和净化AIV的技术需求。此外,还应该做好接种疫苗后对免疫效果的监测工作,建立免疫档案,若存在漏免或抗体水平较低的情况,应及时补免,提高免疫密度,群防群控。

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