李國(guó)新,童 武,鄭 浩,童光志(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海 200241)
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疫苗研究豬偽狂犬病毒變異毒株的特性及其疫苗的研究現(xiàn)狀
李國(guó)新,童 武,鄭 浩,童光志*
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海 200241)
豬偽狂犬病是由偽狂犬病毒引起的高死亡率的急性傳染病。該病在我國(guó)發(fā)生較為嚴(yán)重,是嚴(yán)重危害我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的疫病之一。我國(guó)于20世紀(jì)70 年代從匈牙利引進(jìn)了偽狂犬疫苗Bartha-k61株,自20世紀(jì)90 年代以來(lái)國(guó)內(nèi)規(guī)?;i場(chǎng)普遍使用該基因缺失疫苗,使豬偽狂犬病得到了很好的控制。但是,自2011年以來(lái),一種由偽狂犬病毒變異毒株引起的豬偽狂犬病在我國(guó)暴發(fā),造成母豬繁殖障礙和初生乳豬死亡,給我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1-4]。針對(duì)新出現(xiàn)的偽狂犬病毒變異毒株,國(guó)內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)對(duì)其基因特征、抗原性和致病性等進(jìn)行了一系列的研究,并在此基礎(chǔ)上,開(kāi)展了疫苗的研制工作。
通過(guò)對(duì)偽狂犬病毒的全基因組以及各基因序列進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)我國(guó)分離的偽狂犬病毒基因序列與國(guó)外(主要是歐洲及美洲)分離的毒株序列存在顯著的差異,系統(tǒng)發(fā)育分析進(jìn)一步表明中國(guó)的分離株與國(guó)外的分離株進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn),形成兩個(gè)不同的基因型。病毒毒力相關(guān)基因比較分析顯示,我國(guó)新出現(xiàn)的變異毒株與國(guó)內(nèi)早期經(jīng)典毒株Ea株和Fa株存在一定的遺傳差異,不過(guò)這些差異對(duì)病毒毒力和感染特性的影響還需要進(jìn)一步研究[5]。
與經(jīng)典的偽狂犬病毒強(qiáng)毒株相比,偽狂犬病毒變異毒株對(duì)小鼠和豬的致病力明顯增強(qiáng)。我們的研究進(jìn)一步證實(shí),對(duì)于15日齡、30日齡和60日齡的豬,偽狂犬病毒變異毒株感染豬發(fā)病更快,臨床癥狀和病理變化更嚴(yán)重,死亡率也更高。而且,感染豬的臨床表現(xiàn)與豬的日齡、毒株的毒力以及接種劑量密切相關(guān)[6]。
Bartha-k61株誘導(dǎo)的中和抗體對(duì)變異毒株的中和能力遠(yuǎn)低于對(duì)Bartha-k61 株或經(jīng)典強(qiáng)毒株的中和能力。而變異毒株誘導(dǎo)的中和抗體對(duì)變異毒株和Bartha-k61株都具有較高的中和能力。表明偽狂犬病毒變異毒株與傳統(tǒng)疫苗株及經(jīng)典強(qiáng)毒株的抗原性存在一定的差異。對(duì)于偽狂犬病毒變異毒株的攻擊,豬偽狂犬病活疫苗(Bartha-K61株)對(duì)接種羊只能提供50%的保護(hù);而對(duì)于經(jīng)典偽狂犬病毒強(qiáng)毒株的攻擊,則提供了100%的保護(hù)。同樣,對(duì)于偽狂犬病毒變異毒株的攻擊,Bartha-K61株對(duì)接種豬只能提供部分保護(hù)[7]。偽狂犬病毒變異毒株增強(qiáng)的毒力與抗原性變化可能是導(dǎo)致疫苗免疫豬場(chǎng)發(fā)生豬偽狂犬病的重要原因。
對(duì)于新出現(xiàn)的偽狂犬病毒變異毒株的侵襲,傳統(tǒng)的偽狂犬病疫苗已不能提供完全的保護(hù)。感染豬場(chǎng)偽狂犬病毒gE 抗體陽(yáng)性率顯著升高,并伴有母豬繁殖障礙和初生乳豬死亡。因此,針對(duì)偽狂犬病毒變異毒株,國(guó)內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了疫苗的研制工作。
4.1 豬偽狂犬病基因缺失活疫苗的研制
4.1.1 豬偽狂犬病雙基因缺失疫苗候選毒株 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所利用同源重組技術(shù)把偽狂犬病毒變異毒株(JS-2012株)進(jìn)行基因缺失,構(gòu)建了gE和gI雙基因缺失的偽狂犬病毒(JS-2012-△gI/gE株)。該毒株接種11日齡仔豬不引起任何臨床癥狀,而且該毒株不能水平傳播和垂直傳播,安全性良好。用105.0TCID50的JS-2012-△gI/gE株肌肉注射或鼻腔接種4周齡仔豬,能誘導(dǎo)高水平的中和抗體,并能使接種豬完全抵抗偽狂犬病毒變異毒株(JS-2012株)的攻擊。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所利用同源重組技術(shù)把偽狂犬病毒變異毒株(TJ株)進(jìn)行基因缺失,構(gòu)建了gE和gI雙基因缺失的偽狂犬病毒(rPRVTJ-delgE株)。該毒株在PK-15細(xì)胞上的增殖滴度低于其母源毒株(TJ株),但與疫苗株(Bartha-K61株)無(wú)明顯差別。用103、104和105TCID50的rPRVTJ-delgE分別接種6周齡仔豬,7天內(nèi)沒(méi)有觀察到臨床反應(yīng),也沒(méi)有檢測(cè)到病毒排出。接種后第7天用偽狂犬病毒變異毒株(TJ株)攻擊,所有的接種豬都得到了保護(hù)。在攻毒前,即使沒(méi)有檢測(cè)到中和抗體的仔豬,也能抵抗強(qiáng)毒的攻擊[7]。這提示,偽狂犬病毒雙基因缺失毒株可以快速激發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答,使接種豬能抵抗強(qiáng)毒的攻擊,而這種保護(hù)與中和抗體水平并無(wú)必然的聯(lián)系。
4.1.2 豬偽狂犬病三基因缺失疫苗候選毒株 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所在雙基因缺失毒株(rPRVTJ-delgE株)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步缺失了TK基因,構(gòu)建了三基因缺失的偽狂犬病毒( rPRVTJ-delgE/ gI/TK 株)。實(shí)驗(yàn)證明,該毒株安全性與免疫原性良好[8]。國(guó)家獸用藥品工程技術(shù)研究中心利用細(xì)菌人工染色體技術(shù)(BAC)把偽狂犬病毒變異毒株(HN1201株)進(jìn)行了基因缺失,構(gòu)建了TK、gE和gI三基因缺失的偽狂犬病毒(vPRV HN1201TK-/gE-/gI-株)。與母源毒株(HN1201株)相比,三基因缺失毒株(vPRV HN1201TK-/gE-/ gI-株)在Vero細(xì)胞上有相似的生長(zhǎng)特性,基因缺失對(duì)病毒在Vero細(xì)胞上的增殖沒(méi)有產(chǎn)生大的影響。用107TCID50的vPRV HN1201 TK-/gE-/gI-鼻腔接種9日齡仔豬,沒(méi)有觀察到臨床反應(yīng)。4周后,用107TCID50的偽狂犬病毒變異毒株(HN1201株)攻擊,對(duì)照組豬全部死亡,而免疫組豬除了個(gè)別豬有一過(guò)性的發(fā)熱外,沒(méi)有表現(xiàn)出其他任何臨床癥狀[9]。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)利用同源重組技術(shù)把偽狂犬病毒變異毒株(SMX株)進(jìn)行基因缺失,構(gòu)建了TK、gE和gI三基因缺失的偽狂犬病毒(rSMX△gI/ gE△TK株)。該毒株接種1日齡仔豬不引起任何臨床癥狀,哨兵豬也一直保持偽狂犬病毒抗體陰性。用106.0TCID50的rSMX△gI/gE△TK肌肉注射接種3周齡仔豬,能誘導(dǎo)高水平的中和抗體,并能使接種豬完全抵抗偽狂犬病毒變異毒株(SMX株)的攻擊[10]。
4.2 豬偽狂犬病基因缺失滅活疫苗的研制
4.2.1 豬偽狂犬病單基因缺失滅活疫苗候選毒株 國(guó)家獸用藥品工程技術(shù)研究中心利用同源重組技術(shù)把偽狂犬病毒變異毒株(HN1201株)進(jìn)行了基因缺失,構(gòu)建了gE基因缺失的偽狂犬病毒(HN1201△gE株)。該毒株在PK-15上的生長(zhǎng)特性與母源毒株(HN1201株)沒(méi)有明顯差別。利用該毒株制備的滅活疫苗免疫3周齡仔豬,免疫后1周檢測(cè)到了中和抗體。4周后,用107TCID50的偽狂犬病毒變異毒株(HN1201株)攻擊,對(duì)照組豬全部發(fā)病并死亡,而免疫組豬只是在攻毒后4天內(nèi)有一過(guò)性的發(fā)熱,沒(méi)有表現(xiàn)出其他任何明顯的臨床癥狀[11]。
4.2.2 豬偽狂犬病雙基因缺失滅活疫苗候選毒株 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所利用構(gòu)建的gE 和gI雙基因缺失毒株(JS-2012-△gI/gE株)進(jìn)行了豬偽狂犬病滅活疫苗的研制。該滅活疫苗高劑量接種2周齡仔豬,不引起任何臨床不良反應(yīng),不影響仔豬的生長(zhǎng)。用該滅活疫苗高劑量接種妊娠約45日左右的母豬,不引起任何臨床不良反應(yīng),也不影響母豬的生產(chǎn)性能。該滅活疫苗免疫仔豬能產(chǎn)生高水平的中和抗體,并能抵抗偽狂犬病毒變異毒株(JS-2012株)的攻擊。該滅活疫苗免疫妊娠母豬,可以使初生仔豬獲得被動(dòng)免疫保護(hù)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)利用細(xì)菌人工染色體技術(shù)(BAC)把偽狂犬病毒變異毒株(ZJ01株)進(jìn)行了基因缺失,構(gòu)建了gE和gI基因缺失的偽狂犬病毒(vZJ01△gE/gI株)。把偽狂犬病毒(vZJ01△gE/gI株)滅活后制備成滅活疫苗,免疫4周齡仔豬,能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)變異株的中和抗體。第二次免疫后3周用106TCID50的偽狂犬病毒變異毒株(ZJ01株)攻擊,對(duì)照組豬全部死亡,而免疫組全部保持健康[12]。
總之,對(duì)于新出現(xiàn)的偽狂犬病毒變異毒株,國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)做了大量的工作。對(duì)偽狂犬變異毒株的基因特征、抗原性以及毒力等生物學(xué)特性有了初步的認(rèn)識(shí),這對(duì)疫苗的研制提供了良好的基礎(chǔ)。無(wú)論是活疫苗還是滅活疫苗,豬偽狂犬病疫苗的研究策略都以基因缺失毒株作為疫苗候選毒株,這樣既降低了疫苗候選毒株的毒力,還有利于利用血清學(xué)方法對(duì)疫苗接種豬和野毒感染豬進(jìn)行鑒別診斷。目前,針對(duì)新出現(xiàn)的偽狂犬病毒變異毒株,國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)正在加緊研制豬偽狂犬病基因缺失活疫苗或滅活疫苗,并進(jìn)展順利。在不久的將來(lái),一批優(yōu)良的疫苗就會(huì)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng),為偽狂犬病的控制甚至根除做出貢獻(xiàn)。
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收稿日期:(2016-01-07)
*通訊作者,gztong@shvri.ac.cn
基金項(xiàng)目:上海市青年自然科學(xué)基金(14ZR1448900)和上海市農(nóng)委科技興農(nóng)項(xiàng)目資助(滬農(nóng)科攻字(2015)第1-7號(hào))