免疫先锋

隋卓君

踏入现代化养鸡场，入眼是五六层呈阶梯状堆起的鸡笼，一排鸡笼长达百米，自动化粪便清理条带平稳运行着，鸡群吵吵嚷嚷。现代化的鸡舍里，效率凸显，然而因为一些技术原因，也仍存在一些耗费人力物力的环节，比如——给鸡打疫苗。

逐个打疫苗，累

一般，养殖场都有相对固定的免疫程序，即第几天给鸡注射哪些疫苗。当我来到天津五谷香农业发展有限公司时，恰好赶上了给鸡注射疫苗，当天需要免疫的是禽流感（H9型）灭活疫苗。只见工人手持工具，沿着鸡笼，逐个给鸡注射疫苗进行免疫。与养殖场老板闲聊时，我了解到，一般两个工人逐鸡免疫一轮，需要4整天，而且，需要这样注射的疫苗有很多，每年光是给鸡打疫苗耗费的人力成本就是一个很大的数目。

我在学习专业知识时，了解到一种气雾免疫手段，当鸡吸入气雾状的疫苗液后，就能获得相应的免疫力。那么，这样一个省时省力的高效免疫手段，为什么没有在养殖场广泛应用呢？

在养殖产业中，确实有些禽类疫苗可以应用气雾免疫，但这只是一小部分，因为灭活疫苗是无法使用气雾免疫的。

生产中常用的疫苗按照其有效成分来分类，大致可分为灭活疫苗、减毒活疫苗以及一些新技术制作的疫苗等。灭活疫苗，简单来说是通过将病毒杀灭，使之无法继续繁殖，让病毒“遗体”中的蛋白质来刺激机体产生免疫力。减毒活疫苗是通过一些手段降低了病毒对机体的损害，但病毒仍然可以繁殖扩增，从而刺激机体产生相应免疫力。其他的很多新技术疫苗则是通过各种手段，仅保留病毒可以对机体产生“有效刺激”并形成免疫力的部分。

相对而言，灭活疫苗技术难度和成本都比较低，占据了70%的禽用疫苗市场，其他疫苗共分剩余的三分江山。这就意味着，禽用疫苗市场70%的疫苗都与气雾免疫这一高效方法无缘了。于是我开始思考，是否可以通过技术手段，使这二者有所关联，让仅能逐针免疫的灭活疫苗也搭上气雾免疫的顺风车呢？

给灭活疫苗加点儿“料”

气雾免疫手段之所以无法应用于灭活疫苗，主要原因是会降低疫苗的效果，所以我们研发的关键就在于让灭活疫苗在气雾免疫的条件下免疫保护力不降低，甚至反而增加。

基于对养鸡场的免疫情况调研，我上大二时就萌发了研发气雾化灭活疫苗的主意，但因为所学知识有限，一直没能推进。后来，我开始学习专业课程，学校动物医学专业的培养方案实践特色鲜明，我们不局限于课堂学习，更在多个省部级实验室锻炼。此间，我接触到了畜禽传染病实验室的胡会龙师兄和陈思宇师姐，在他们的启发下，我逐步开始了对灭活疫苗气雾化的探索。正当我苦于何处入手时，师兄师姐建议我去请教专家何诚教授。在说明我希望将气雾免疫更好地应用于灭活疫苗后，何教授非常支持我的研究，建议我从疫苗佐剂入手，并向我介绍了实验室正在做的霍乱弧菌菌影。

“佐剂”就是疫苗的赋能剂，可以有效增强疫苗的免疫效果，其作用原理各有不同。要想给灭活疫苗成功赋能，走上气雾免疫的便捷道路，选对佐剂是关键。

一般因为细胞免疫的加持，活疫苗保护力胜过灭活疫苗。在细胞免疫中，活疫苗的优势在于能够激活细胞免疫中的关键细胞——树突状细胞，而灭活疫苗却不能。那么，是否有这样一种帮助激发树突状细胞的物质呢？

在实验室前期已有的研究中发现：霍乱弧菌菌影能够靶向树突状细胞，有效激发树突状细胞。沿着这一思路，我们将霍乱弧菌菌影制备成相应的灭活疫苗佐剂，直接激活树突状细胞，引发细胞免疫，弥补灭活疫苗在这方面的不足。这样，即便是在气雾免疫之下，灭活疫苗也能产生较好的免疫效果。

灭活疫苗气雾后在气管黏膜附着时间短，刺激机体产生免疫作用的时间就短。除了增强疫苗在体内反应过程的强度外，我们还考虑到，是否能通过延长疫苗粘附气管黏膜的时间，来改善免疫效果呢？在多方比较之下，我们想到了使用具备温度敏感特性的壳聚糖凝胶佐剂。当雾化后的疫苗黏附在呼吸道黏膜后，在鸡体温下，添加了壳聚糖凝胶佐剂的疫苗可以持续刺激产生抗体。

于是，我们敲定了最终的灭活疫苗改良方案，即同时添加壳聚糖凝胶与霍乱弧菌菌影这两种佐剂。

雾化喷出，从“油”到“水”

创新理念初具雏形，但问题也接踵而至。方案的落实远比提出要难，失败和挫折如同家常便饭。

研究过程中遇到的第一个问题是壳聚糖的溶解性低，溶解困难，常用的溶解方法对于壳聚糖并不适用。由此，我找到具备化学专业学习背景的朱峻滢同学一起交流，在她的帮助下，我们不断尝试，最终实现了壳聚糖的大量溶解，并将其凝固温度控制在38℃——略低于鸡体温，这样佐剂在空气中为液态颗粒，遇到鸡气管黏膜时则受热固化附着，从而延长持续刺激起效的时间。

之后，我们又遇到雾化效果不好的问题，所制备的佐剂疫苗黏稠得像花生油，不像水，用市面上常见的农用喷雾器难以雾化喷出。我们起初尝试与擅长机械工程的臧晓宇同学合作，自己设计专用喷雾器，也曾制备成功。但是后来回访养殖户，调查佐剂疫苗购买意愿时，发现大家都不愿意在买气雾疫苗时附加购买气雾设备，这样虽然人力成本降低，却又增加了设备成本。我们只能重新想办法，重新配伍佐剂，让其能在较小的压强下就较好地雾化，这时做出来的佐剂疫苗也不再是黏糊的油状物了，而是像水一样，我们用普通的农用喷雾器试喷，雾化效果很好。

雖然佐剂在实验室阶段遇到的问题都得以解决，但当我们到养殖场实际应用的时候，意料之外的难题再次出现。我们在给鸡喷疫苗时，鸡会害怕扭头，躲避喷来的雾气，造成气雾被有效吸入的量大大减少。

我们又通过调试成分来增大佐剂的表面张力，让其与疫苗结合后在空气中更容易形成气泡，延长在空气中的漂浮时间，且气泡炸裂时产生新的更小的雾滴去向四面八方，从而增大免疫对象的有效吸入量，提高疫苗的利用率。

突破200天

成果真正价值的判断应该交给使用的人，完成方案的验证后，我致力所研项目的落地转化，重新整顿、建立起一支包含技术、市场、财务的完整创业团队，在北京注册成立公司并入孵中关村理工园，立足校内外创新平台，借助导师课题的帮助，推进佐剂产品在温氏集团等龙头企业的测试验证。

“解民生之多艰，育天下之英才”是中国农业大学校训，我深知兽医领域缺乏的不仅是技术英才，更是能够扎根一线，切实解决民生问题的新农科人才。因此，我把佐剂应用到了禽流感和鹦鹉热衣原体上，再度前往产业一线，用我们的气雾免疫佐剂解决养殖人员所面临的禽类传染病难题。在天津、河北的两处蛋鸡养殖场，我们的气雾佐剂疫苗经受住了200天实验观察期的考验，受到了养殖人员和行业专家的高度评价。

至此，气雾免疫佐剂已具备产业化应用推广前景。在第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛中，我带领团队“免疫先锋”斩获金奖，实现了我校参赛以来首次入围四强争夺赛，这也是我校本科生团队首次获得金奖。

责任编辑：马春梅