安紀(jì)紅　杜田田　王占國(guó)

摘要：布魯氏菌病是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的人畜共患疾病，也是世界上常見(jiàn)的公共衛(wèi)生問(wèn)題。 不僅嚴(yán)重危害人民身體健康， 而且也嚴(yán)重影響畜牧業(yè)的發(fā)展， 還會(huì)帶來(lái)食品安全隱患。實(shí)踐證明，疫苗免疫是預(yù)防傳染病流行的最有效措施，流產(chǎn)雙歧桿菌疫苗104M是我國(guó)唯一可用于預(yù)防人類布魯氏菌病的疫苗。雖然流產(chǎn)雙歧桿菌104M基因組已完全測(cè)序，但基因組注釋目前尚未完成。此外，其殘留毒性和疫苗誘導(dǎo)免疫保護(hù)的主要機(jī)制尚未闡明。本文主要闡述布魯氏菌病的臨床表現(xiàn)、治療以及疫苗相關(guān)研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞：流產(chǎn)布魯桿菌； 疫苗， 減毒； 疫苗， 亞單位； 疫苗， DNA

Research advances in human brucellosis vaccines

AN Jihong， DU Tiantian， WANG Zhanguo. （Department of Infectious Diseases， Inner Mongolia Autonomous Region Peoples Hospital， Hohhot 010000， China）

Corresponding author：WANG Zhanguo， nmgwstwzg@163.com （ORCID：0009-0001-2389-0769）

Abstract：Brucellosis is the most common zoonotic disease and a common public health problem worldwide. It not only greatly harms the health of people， but also seriously affects the development of animal husbandry， and it also brings food safety risks. Practice has shown that vaccine immunization is the most effective measure to prevent the epidemic of infectious diseases， and Bifidobacterium abortus vaccine 104M strain is the only vaccine that has been approved for preventing human brucellosis in China. Although the 104M genome of Bifidobacterium abortus has been fully sequenced， genome annotation has not been completed at the moment. In addition， the main mechanisms of residual toxicity and vaccine-induced immune protection have not been clarified. This article mainly elaborates on the clinical manifestations and treatment of brucellosis and related research advances in vaccines.

Key words：Brucella abortus； Vaccines， Attenuated； Vaccines， Subunit； Vaccines， DNA

1布魯氏菌病的臨床特點(diǎn)與流行情況

布魯氏菌是由布魯氏桿菌引起的人畜共患疾病。布魯氏菌屬于革蘭陰性、兼性、細(xì)胞內(nèi)病原體，通過(guò)食用受感染的、未經(jīng)巴氏滅菌的動(dòng)物奶和奶制品，直接接觸受感染的動(dòng)物部位，皮膚和黏膜破裂或吸入受感染的霧化顆粒而傳播給人類［1］。布魯氏菌的臨床表現(xiàn)多樣，可能持續(xù)幾天甚至幾年，臨床誤診率高，因此往往發(fā)生治療不足和病程延長(zhǎng)。主要反應(yīng)為發(fā)熱、疲勞、關(guān)節(jié)痛和肌肉疼痛。成人和兒童之間存在顯著差異，皮疹、呼吸和心臟并發(fā)癥以及睪丸炎/附睪炎在兒童患者中更為普遍。布魯氏菌的常見(jiàn)并發(fā)癥是肝炎，其次是骨關(guān)節(jié)炎、呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙、噬血細(xì)胞綜合征和男性睪丸炎及附睪炎［2］。布魯氏菌在不同地區(qū)的分布是高度動(dòng)態(tài)的，可隨著新的感染區(qū)域的出現(xiàn)和感染在早期存在感染的地區(qū)再次出現(xiàn)［3］。布魯氏菌呈全球性分布，地中海、歐洲、中美洲和南美洲、墨西哥、非洲、近東國(guó)家等地區(qū)多見(jiàn)。近年來(lái)，在中亞和中東國(guó)家出現(xiàn)了新的人類布魯氏菌患病地區(qū)，患病率不斷上升［4］。雖然布魯氏菌是最普遍的人畜共患病，但被美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院歸類為“罕見(jiàn)病”，適用于患病率較低的大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家［5］。目前，美國(guó)每年報(bào)告新增布魯氏菌病例＜100例（患病率0.4/100萬(wàn)），其中大多數(shù)發(fā)生在南部和西南部，病源為自墨西哥非法進(jìn)口的軟奶酪（未經(jīng)高溫消毒）［6］。其真實(shí)患病率預(yù)計(jì)為實(shí)際報(bào)告例數(shù)的5～12倍，且均為食源性疾?。?］。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，敘利亞布魯氏菌患病率最高（1 603.4/100萬(wàn)），其次為蒙古（3 910/100萬(wàn)）、伊拉克（268.8/100萬(wàn)）、塔吉克斯坦（211.9/100萬(wàn)）、沙特阿拉伯（149.5/100萬(wàn)）和伊朗（141.6/100萬(wàn)）［8-9］。

2布魯氏菌的治療

僅有少數(shù)抗生素能夠進(jìn)入布魯氏桿菌細(xì)胞壁，進(jìn)而有效遏制細(xì)菌。目前，臨床治療人類布魯氏菌的抗生素包括：四環(huán)素、甲氧嘧啶-磺胺甲惡唑、氨基糖甙類抗生素、利福平、喹諾酮和氯霉素［10］。上述單藥治療后復(fù)發(fā)率高達(dá)5%～40%［11］，因此臨床往往采用多藥聯(lián)合治療。

3布魯氏菌疫苗

隨著DNA重組技術(shù)的發(fā)展和布魯氏菌基因組序列的完成，眾多研究開(kāi)始著眼于尋找更安全、更有效的疫苗［12］。初步研究［13-15］表明，新疫苗類型主要包括基因工程減毒疫苗、亞單位疫苗和其他潛在疫苗，均具有更高的保護(hù)水平，但仍存在一些問(wèn)題。布魯氏菌滅活疫苗雖然安全性較高，但難以誘導(dǎo)有效的特異性免疫應(yīng)答，也不能有效激活細(xì)胞免疫應(yīng)答。近年來(lái)新型疫苗的研究不斷涌現(xiàn)，包括載體疫苗、DNA 疫苗、外膜囊泡疫苗、納米顆粒疫苗等，但這些疫苗多數(shù)仍處于研究階段，而且面臨著免疫效果不佳、免疫保護(hù)時(shí)間較短、成本較高、工藝復(fù)雜等諸多挑戰(zhàn)［16］。與此相比，減毒疫苗可以更有效地激發(fā)機(jī)體的細(xì)胞免疫應(yīng)答，產(chǎn)生的保護(hù)力也更持久［17］，且減毒疫苗通常具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)的布魯氏菌減毒疫苗主要是通過(guò)篩選毒力較弱的布魯氏菌分離株或是對(duì)布魯氏菌分離株和強(qiáng)毒菌株進(jìn)行連續(xù)傳代致弱得到的［18］。

3.1基因工程減毒活疫苗人用布魯氏菌疫苗的研制較為困難，國(guó)外尚未有疫苗上市，我國(guó)唯一獲批的人用布魯氏菌疫苗為減毒活疫苗104M株［19］。104M 是一種皮上劃痕接種的減毒活疫苗，分離自前蘇聯(lián)地區(qū)感染布魯氏菌的胎牛體內(nèi)，經(jīng)連續(xù)傳代減毒獲得［20］。自 20世紀(jì)60年代在我國(guó)使用以來(lái)，其安全性和有效性得到一定驗(yàn)證，但是仍然存在劃痕接種復(fù)雜、疫苗免疫機(jī)制不明確、存在殘余毒力等問(wèn)題。人用布魯氏菌疫苗研制困難的主要原因可能在于布魯氏菌存在多個(gè)種型，且保護(hù)性抗原譜復(fù)雜，單一抗原很難發(fā)揮完全的保護(hù)作用［21］。流產(chǎn)雙歧桿菌104M自1965年獲得我國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)以來(lái)，已在我國(guó)廣泛用于控制和預(yù)防人類布魯氏菌。104M疫苗表現(xiàn)出生物型的典型性質(zhì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的低且穩(wěn)定的毒力以及強(qiáng)大的免疫原性。流產(chǎn)雙歧桿菌菌株S19（在我國(guó)也被稱為A19）可感染人類，引起布魯氏菌的典型特征，最初于1923年作為毒力菌株從澤西島奶牛身上分離出來(lái)?？稍谝鹊鞍酌复蠖谷鉁?7? ? ?℃下連續(xù)振蕩（220 r/min）］中培養(yǎng)流產(chǎn)雙歧桿菌［22］。

3.2亞單位疫苗亞單位疫苗是目前對(duì)于布魯氏菌感染保護(hù)性較高的一種疫苗，國(guó)外相關(guān)研究人員對(duì)亞單位疫苗的制備采取了L7/L12［23-24］等特殊方法，使其成為目前高效性最強(qiáng)的疫苗。此外，亞單位疫苗的成分比較單一，主要包括布魯氏菌外膜蛋白、包質(zhì)結(jié)合蛋白，L7/L12蛋白以及胞質(zhì)結(jié)合蛋白P39 等［25］，簡(jiǎn)單的成分使亞單位疫苗的安全性更高，這些優(yōu)勢(shì)使其在臨床上獲得了較為廣泛的應(yīng)用［26-27］。

3.3新型亞單位疫苗目前，關(guān)于布魯氏菌各型疫苗的研制已經(jīng)成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)，尤其以多種合成途徑為靶點(diǎn)研發(fā)的一系列疫苗研究均取得了不同程度的進(jìn)展［28］，但在研疫苗普遍存在穩(wěn)定性差、保護(hù)期短、免疫重復(fù)等不足。相較于減毒活疫苗［29］，亞單位疫苗不良反應(yīng)低，對(duì)血清學(xué)監(jiān)測(cè)不產(chǎn)生干擾；同時(shí)，由于布魯氏菌的同源性高，亞單位所產(chǎn)生的保護(hù)性覆蓋面較廣，1種亞單位疫苗即可對(duì)抗多種型別的布魯氏菌株的感染。目前，亞單位疫苗尚未推廣應(yīng)用，因大多數(shù)布魯氏菌疫苗未能達(dá)到目標(biāo)要求的保護(hù)性，或與疫苗載體種類的選擇或者改良有關(guān)［30］，也可能與所需的保護(hù)性免疫應(yīng)答的佐劑識(shí)別的缺乏有關(guān)。

通過(guò)使用乳酸球菌和克林病毒載體可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫性保護(hù)。有研究［31］利用重組痘苗病毒誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答反應(yīng)，但該免疫性對(duì)布魯氏菌抗原所產(chǎn)生的保護(hù)性水平并未達(dá)到預(yù)期。自此，相關(guān)研究調(diào)整方向，發(fā)現(xiàn)布魯氏菌感染多數(shù)發(fā)生在黏膜水平，而黏膜途徑的免疫方法可以激發(fā)大量的淋巴細(xì)胞對(duì)抗感染，并非依靠Ｔ淋巴細(xì)胞亞群維持免疫應(yīng)答［19］?；诖耍谖磥?lái)研制目標(biāo)疫苗最大的挑戰(zhàn)在于人體內(nèi)激發(fā)出能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的細(xì)胞免疫反應(yīng)。因此，這一實(shí)驗(yàn)證明了通過(guò)誘導(dǎo)IL-12和INF-γ對(duì)宿主免疫系統(tǒng)產(chǎn)生細(xì)胞反應(yīng)可以產(chǎn)生較好的保護(hù)性。

3.4DNA疫苗布魯氏菌的生長(zhǎng)方式是胞內(nèi)寄生，理論上如果能夠提高患者對(duì)于特異性細(xì)胞所產(chǎn)生的介導(dǎo)免疫反應(yīng)，即可控制布魯氏菌的感染。目前，DNA疫苗能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答反應(yīng)，且DNA疫苗具有安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、制作方法較簡(jiǎn)單、成分低等多種優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為布魯氏菌疫苗研究的熱點(diǎn)［32］。

4人用布魯氏菌疫苗的局限性

布魯氏菌已被世界衛(wèi)生組織列為威脅人類健康和造成貧困的七大“被忽視的人畜共患病”之一［33］。作為一種具有高度傳染性的細(xì)菌性疾病，布魯氏菌主要從動(dòng)物傳播給人類，每年約有50萬(wàn)例新發(fā)人類感染病例。目前，僅接種疫苗無(wú)法滿足預(yù)防需求，需要監(jiān)測(cè)和屠宰受感染動(dòng)物控制布魯氏菌的發(fā)生發(fā)展［34］。然而，由于最具保護(hù)性的疫苗可能影響血清學(xué)監(jiān)測(cè)結(jié)果，進(jìn)而影響及時(shí)診斷，最終可能導(dǎo)致布魯氏菌防控和治療的失?。?5］。通過(guò)檢測(cè)光滑脂多糖的布魯氏菌細(xì)胞壁O-多糖（OPS）成分的抗體，可用于該病的診斷，該分子對(duì)目前部署的獸用全細(xì)胞疫苗具有重要的保護(hù)功效。這引發(fā)了一個(gè)長(zhǎng)期存在的悖論，即雖然布魯氏菌OPS賦予疫苗保護(hù)功效，但存在導(dǎo)致受感染和接種疫苗的動(dòng)物具有相似的抗體譜。因此，不可能將感染者與接種疫苗的動(dòng)物（DIVA）區(qū)分開(kāi)來(lái)，限制了該疾病的預(yù)防性診療［36］。最近研究［37］表明，布魯氏菌OPS作為2個(gè)寡糖序列的嵌段共聚物，為利用僅在該疾病的血清學(xué)測(cè)試中通過(guò)化學(xué)合成獲得的獨(dú)特寡糖提供了機(jī)會(huì)。與當(dāng)前商業(yè)測(cè)試中使用的天然聚合物相比，這些寡糖顯示出優(yōu)異的敏感性和特異性，并有助于鑒別布魯氏菌與由幾種具有OPS的細(xì)菌引起的感染。在這些合成抗原的合成和免疫化學(xué)評(píng)估過(guò)程中，很明顯存在創(chuàng)造多糖-蛋白質(zhì)偶聯(lián)疫苗的機(jī)會(huì)，該疫苗不會(huì)產(chǎn)生在感染診斷測(cè)試中出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果的抗體［38］。這一目標(biāo)在被簡(jiǎn)化的小鼠免疫實(shí)驗(yàn)［39］中表明，在基于M抗原的診斷測(cè)試中，可以在不反應(yīng)的情況下開(kāi)發(fā)布魯氏菌A抗原抗體。這種類型的結(jié)合疫苗可以很容易地開(kāi)發(fā)用于人類和動(dòng)物。然而，隨著化學(xué)方法的進(jìn)步和現(xiàn)代細(xì)菌工程方法的成熟，預(yù)計(jì)這些研究闡明的原理可以應(yīng)用于開(kāi)發(fā)一種廉價(jià)且具有成本效益的疫苗，以對(duì)抗動(dòng)物地方性布魯菌?。?0］。

5展望

布魯氏菌主要是發(fā)展中地區(qū)，特別是撒哈拉以南非洲地區(qū)的地方性疾病。受當(dāng)前衛(wèi)生、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化和政治等因素影響，布魯氏菌的流行率正在上升［41］。目前，布魯氏菌疫苗相關(guān)研究重點(diǎn)應(yīng)著眼于潛在的候選疫苗、DNA疫苗的能力、易于給藥的載體疫苗以及幾種重組和亞單位疫苗。雖然接種疫苗可能是最合適的疾病控制措施，但致病性布魯氏菌屬在許多其他牲畜或野生動(dòng)物中的持久性可能導(dǎo)致預(yù)防失敗，或者只能在一定程度上減少人類感染。因此，開(kāi)發(fā)在野外條件下高效和安全的新型疫苗，解決宿主物種的多樣化問(wèn)題，同時(shí)改善布魯氏菌監(jiān)管計(jì)劃的其他組成部分，可能對(duì)世界范圍內(nèi)防控布魯氏菌的人類感染流行發(fā)揮更大作用。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。作者貢獻(xiàn)聲明：安紀(jì)紅負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)，文獻(xiàn)檢索，撰寫(xiě)論文；杜田田參與修改論文；王占國(guó)負(fù)責(zé)指導(dǎo)撰寫(xiě)文章并最后定稿。

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收稿日期：2023-05-01；錄用日期：2023-06-13

本文編輯：邢翔宇

引證本文：AN JH， DU TT， WANG ZG.? Research advances in human brucellosis vaccines［J］. J Clin Hepatol， 2023， 39（8）： 2012-2016.