豬繁殖與呼吸綜合征疫苗研究進展

關(guān)秀春，葛忠凱，馮 陽，周忠號，黨啟峰

（青島易邦生物工程有限公司，山東 青島 266108）

豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）俗稱豬藍耳病，豬只感染該病后會出現(xiàn)豬繁殖障礙及呼吸系統(tǒng)癥狀的急性、傳染高的病毒性傳染病。該病的發(fā)生嚴(yán)重地阻礙生豬養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，在1980—1990年，該病在世界上各養(yǎng)豬的國家，或生豬養(yǎng)殖密集的區(qū)域廣泛流行，給世界生豬養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。自1996年我國研究人員從流產(chǎn)死胎中分離得到豬繁殖與呼吸綜合征病毒，證實我國存在該病。自2006年起該病在國內(nèi)各地區(qū)生豬養(yǎng)殖區(qū)域頻頻發(fā)生，對我國生豬養(yǎng)殖行業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失，該病也成為我國生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的嚴(yán)重阻礙，是影響生豬行業(yè)發(fā)展的疫病之一，而且對于該病的預(yù)防還沒有較好的預(yù)防措施，疫苗免疫依然是該病最為有效的預(yù)防措施。對于該病的疫苗主要存在有活疫苗、滅活疫苗、DNA 疫苗、亞單位疫苗、載體疫苗等不同類型疫苗，使生豬養(yǎng)殖過程中對該病的預(yù)防得到極大保證，但要更好地預(yù)防及控制該病的發(fā)生，還需更清楚地了解疫病的流行史、生物學(xué)特性、臨床癥狀及病理變化，并結(jié)合疫苗免疫研究，減少該病的發(fā)生及流行，促進生豬養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。

1 豬繁殖與呼吸綜合征流行史

豬繁殖與呼吸綜合征又被稱為豬藍耳病，豬只感染豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）后引起以繁殖障礙、呼吸障礙、高死亡率為特征的病毒性傳染病，動物衛(wèi)生組織將其列為B 類動物疫病，我國將其劃分為二類動物疫病。早在1987年該病在美國暴發(fā)并廣泛流行，在1987—1991年間，美國及加拿大遭受豬繁殖與呼吸綜合征的侵襲，給兩國的生豬養(yǎng)殖行業(yè)造成嚴(yán)重的損害，尤其是豬繁殖與呼吸綜合征病毒在不斷地變異，使全球各地對該病治療束手無策。1990年，該病開始在歐洲流行，對歐洲各國的生豬養(yǎng)殖行業(yè)造成了沖擊，其中荷蘭、英國等國家影響較為嚴(yán)重。在我國，研究人員于1996年首次分離到了豬繁殖與呼吸綜合征病毒，其后首次完成豬繁殖與呼吸綜合征病毒的全基因組的測序，在1996—1998年間PRRS 在我國各地廣泛流行，給我國的生豬養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失，如今可在各養(yǎng)豬場檢測出該病。目前，該病的免疫預(yù)防措施還有待加強，尤其是疫苗的研發(fā)，可以對該病的預(yù)防起到較好的效果。

2 豬繁殖與呼吸綜合征的危害

豬繁殖與呼吸綜合征，對全球各國生豬養(yǎng)殖業(yè)都造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，已是生豬規(guī)?；B(yǎng)殖場著重關(guān)注的疾病之一。豬只感染該病后，會造成母豬的高熱及流產(chǎn)，使母豬的流產(chǎn)率達50%～70%，同時增加患病豬的死亡率，其中使仔豬的死亡率增高到40%～80%。其次該病還是多種病原混合感染的源頭，在實驗室檢測中對豬藍耳病的檢出率為80%，也是引起豬呼吸道疾病綜合征的病原之一，該病與豬圓環(huán)病毒Ⅱ型混合感染后，導(dǎo)致仔豬出現(xiàn)斷奶后多系統(tǒng)綜合征。同時該病會破壞了豬只的肺泡巨噬細(xì)胞，使豬只免疫系統(tǒng)抑制，發(fā)生繼發(fā)性感染。如支原體肺炎及其他病毒性疾病。

3 豬繁殖與呼吸綜合征病原學(xué)特性

豬繁殖與呼吸綜合征病毒屬于動脈炎病毒科、動脈炎病毒屬，該病毒有囊膜存在，對有機溶劑敏感，病毒對熱敏感，在37℃存活18 h，56℃存活15 min 以內(nèi)，且在過酸過堿的環(huán)境中，易失活。病毒是單股正鏈RNA 病毒，復(fù)制時易出現(xiàn)突變現(xiàn)象，該病毒高度變異、易重組。病毒直徑約為50 ～70 nm，呈正二十面體的結(jié)構(gòu)；主要存在兩個基因型LV 株為代表的歐洲型（I型）和以VR2332 株為代表的美洲型（Ⅱ型），病毒的基因組大小為15.1 ～15.3 kb，存在9 個開放閱讀 框ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6、ORF7，編碼16 個結(jié)構(gòu)蛋白和8 個非結(jié)構(gòu)蛋白，病毒主要由核衣殼蛋白（N）、病毒基因組、膜基質(zhì)蛋白（M）、囊膜蛋白（E、GP5）等結(jié)構(gòu)蛋白與含有Nsp1-12 等非結(jié)構(gòu)蛋白組成。其中ORF5 編碼GP5蛋白，可誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體，與體內(nèi)病毒的增殖相關(guān)，能誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生凋亡；Nsp2 有高度可變性，成為該病病毒變異的重要原因，在疫苗的研究中GP5、Nsp2 也研究的重點。

4 豬繁殖與呼吸綜合征疫苗研究進展

對發(fā)生豬繁殖與呼吸綜合征的養(yǎng)殖場，還沒有較為有效的治療措施，對此預(yù)防該病已成為養(yǎng)殖場重點關(guān)注的疾病，通過對豬群進行科學(xué)有效的疫苗免疫，可以減少該病發(fā)生的風(fēng)險。因此對豬繁殖與呼吸綜合征疫苗的研究也成為生豬養(yǎng)殖業(yè)重點關(guān)注對象，如今在該病的疫苗有很多，滅活疫苗、弱毒活疫苗、基因工程苗等，其中基因工程苗又可以分為DNA 疫苗、重組亞單位疫苗、活載體疫苗、基因缺失疫苗、合成肽疫苗等，對此根據(jù)養(yǎng)殖場的具體情況，選擇合適的疫苗對豬群進行有效的疫苗接種，以減少該病的發(fā)生，保證生豬養(yǎng)殖場的健康發(fā)展。以下對不同疫苗進行簡單介紹。

4.1 滅活疫苗

滅活疫苗是指通過對病毒的擴繁后，通過物理或化學(xué)的方法把有感染性的病毒滅活，并保持抗原顆粒的完整性，使病毒失去致病力的同時保留抗原性。其中豬繁殖與呼吸綜合征滅活疫苗是將PRRSV 通過細(xì)胞培養(yǎng)擴繁后，通過一系列方法制成的死毒疫苗。但因為該病的病毒變異性較強，選擇生產(chǎn)疫苗的毒株就需要具有一定的代表性，要與地方流行毒株有高度同源性，疫苗才能降低當(dāng)?shù)刎i群感染該病的風(fēng)險。在國外已有多種針對不同毒株的商品化滅活疫苗。雖然我國的豬繁殖與呼吸綜合征疫苗研制起步時間晚，但如今也有很多的豬繁殖與呼吸綜合征滅活疫苗，其中最為常見的是經(jīng)典毒株CH-1a 研制的疫苗，該毒株是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所在2000年分離的，通過該毒株哈獸研制出了豬繁殖與呼吸綜合征油佐劑滅活疫苗。并在2005年CH-1a 毒株商品化疫苗開始進入市場。其次是高致病毒株NVDCJXA1 株，中國疫病預(yù)防控制中心在2007年研制出NVDC-JXA1 株滅活疫苗，其后出現(xiàn)的豬繁殖與呼吸綜合征滅活疫苗（M-2 株）。這些疫苗的研制與運用為預(yù)防豬繁殖與呼吸綜合征起到重要作用。還有滅活疫苗研制生產(chǎn)過程簡單、運輸與保存較為方便。但缺點是免疫效果低，豬群要進行多次免疫，可能會出現(xiàn)疫苗應(yīng)答不平衡，或誘發(fā)其他疾病。

4.2 弱毒活疫苗

弱毒疫苗是通過用人工致弱或自然篩選的弱毒株制備的疫苗，該種疫苗雖然病原致病力減弱但仍具有活力的完整病原疫苗。常見的豬繁殖與呼吸綜合征弱毒活疫苗有CH-1R 毒株研制的疫苗，該毒株是通過CH-1a 毒株體外連續(xù)傳代獲得，在2007年通過哈爾濱獸醫(yī)研究所研制CH-1R 株的弱毒疫苗，也是市場占有率較高的疫苗，還有2008年由中國動物疫病預(yù)防控制中心通過高致病毒株JXA1-R 株研制的高致病性JXA1-R 毒株活疫苗，對各種毒株的豬藍耳病都有較好的免疫效果，還有由中國農(nóng)科院哈爾濱獸醫(yī)研究所研究人員通過將高致病性豬藍耳病毒毒株HuN4 連續(xù)傳代致弱研制的高致病性毒株HuN4-F112 株活疫苗，對高致病性豬藍耳病毒毒株感染的預(yù)防效果比較理想。還有通過中國獸醫(yī)藥品檢查所和關(guān)東永順聯(lián)合研發(fā)高致病性豬繁殖與呼吸綜合征活疫苗GDr180 株，經(jīng)180代的傳代致弱。該疫苗毒僅存在于免疫豬只扁桃體內(nèi)，不會形成水平傳播。還有高致病性毒株TJM-F92株是自然基因缺失株，也是首個高致病性豬繁殖與呼吸綜合征、豬瘟二聯(lián)活疫苗（TJM-F92 株+C 株）的研發(fā)獲得成功。弱毒疫苗可以使病原在免疫動物體內(nèi)繁殖，使用的劑量小，免疫期較長，使用方便。但弱毒株毒力存在返強現(xiàn)象，有一定的危險性，運輸與保存有限制。

4.3 DNA 疫苗

DNA 疫苗又稱核酸疫苗或基因疫苗，是指應(yīng)用基因工程技術(shù)進一步編碼相應(yīng)蛋白質(zhì)抗原的重組真核表達載體，并將其注射到動物的體內(nèi)，從而讓外源基因在動物體內(nèi)表達，進一步產(chǎn)生出抗原而激活動物機體的免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生特異性的體液免疫和細(xì)胞的免疫應(yīng)答的過程。常見的豬繁殖與呼吸綜合征DNA疫苗的研究是通過研究豬呼吸與繁殖綜合征病毒基因片段上ORF5 開放閱讀框編碼的GP5 結(jié)構(gòu)蛋白，因為ORF5 的基因質(zhì)粒DNA 可以誘導(dǎo)豬只產(chǎn)生抗GP5 特異性中和抗體，使得GP5 重組蛋白存在的時候，豬只外周血單核細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使得GP5 特異性細(xì)胞免疫的產(chǎn)生。其次還有中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的PRRSv-BJ24 株GP5 的DNA 重組質(zhì)粒，在小鼠免疫和豬體免疫試驗均會產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫，并伴有淋巴細(xì)胞的增殖和NK 細(xì)胞殺傷活性。但DNA 疫苗還沒有在生豬養(yǎng)殖業(yè)廣泛應(yīng)用，對它的安全存在疑慮，但是與其他的疫苗比較，DNA 疫苗工藝簡單，安全性高，存在潛在的使用前景。

4.4 重組亞單位疫苗

重組亞單位疫苗稱為生物合成亞單位疫苗，通過受體菌、細(xì)胞高效表達獲得保護性抗原蛋白在通過與佐劑聯(lián)合后制成疫苗，該疫苗安全性及穩(wěn)定性良好，免疫原性低。研究人員通過構(gòu)建病毒的ORF2-ORF7 的表達載體進行動物免疫試驗，得到GP3 和GP5 有較好的效果，可以作為研究亞單位疫苗的基因。也有人通過用大腸桿菌作為表達載體的PRRSv-GP5 亞單位疫苗做免疫攻毒試驗，表達后有包涵體的形成，目的蛋白沒有相應(yīng)生物活性，而使用桿狀病毒或酵母真核的表達系統(tǒng)進行免疫攻毒試驗，可以取得較好的效果。亞單位疫苗與傳統(tǒng)疫苗比更加安全，疫苗免疫后，沒有持續(xù)感染，對疾病的預(yù)防效果較好，重組亞單位疫苗的應(yīng)用前景廣闊。但該疫苗的生產(chǎn)成本較高，免疫時長較短，要與佐劑聯(lián)合使用，在使用亞單位疫苗時要注意選擇合適的佐劑，保證疫苗的免疫效果。

4.5 活載體疫苗

活病毒載體在豬繁殖與呼吸綜合征疫苗研究中有巨大潛力，活載體疫苗是通過基因工程技術(shù)把病毒抗原基因重組后，表達出外源性病毒蛋白活載體中研制成的疫苗，該疫苗能直接引起動物機體特異性免疫的產(chǎn)生。該疫苗主要以痘病毒、腺病毒等為載體來表達豬繁殖與呼吸綜合征病毒的主要免疫原性基因。已有研究人員構(gòu)建出表達GP5 蛋白的重組傳染性胃腸炎病毒，可以檢測到GP5 特異性抗體。但活載體疫苗是否與野生毒株或弱毒疫苗株結(jié)合后變強還不得而知，但隨著科技進步，該疫苗的研發(fā)與使用前景廣泛。

4.6 基因缺失疫苗

基因缺失疫苗是指使用基因工程技術(shù)，把強毒株毒力基因切除后構(gòu)建而成的活疫苗，基因缺失疫苗的安全、返祖現(xiàn)象不易出現(xiàn)，免疫有效期長，可適用于局部接種，誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫力，是較為理想的疫苗。在2012年有研究人員獲得豬繁殖與呼吸綜合征基因缺失疫苗毒株TJM-F92 并將其研制成疫苗，給豬只接種后，3 d 有抗體產(chǎn)生，在短期內(nèi)可抵抗該病的自然感染。還有研究人員發(fā)現(xiàn)豬繁殖與呼吸綜合征病毒中檢測到Nsp2HV 中的5 個基因缺失，為豬繁殖與呼吸綜合征基因缺失疫苗的研發(fā)給了研究方向?；蛉笔б呙绶刀就蛔?yōu)閺姸局晔窃撘呙绱嬖诘膰?yán)重問題，同時也是研發(fā)豬繁殖與呼吸綜合征新型疫苗的主要方向。

4.7 合成肽疫苗

合成肽疫苗是僅含免疫決定簇組分的小肽，通過人工合成的方法將病毒蛋白氨基酸序列按天然蛋白質(zhì)的氨基酸順序，合成保護性短肽，并與載體連接，再加入相應(yīng)的佐劑制成的疫苗，合成肽疫苗也是較為理想的疫苗，克服了常規(guī)疫苗的缺點。但合成肽疫苗免疫的動物其免疫保護作用并不優(yōu)于常規(guī)疫苗，表明合成肽疫苗的免疫效果受到多種因素影響。研究人員通過重疊PCR擴增得到缺失信號肽和跨膜序列的截短的GP5 基因，并原核表達載體pET32a，誘導(dǎo)表達、純化后，進行免疫攻毒動物試驗，可以誘導(dǎo)動物的體液及細(xì)胞免疫應(yīng)答。證明合成肽疫苗對疫病防控有巨大潛力。

5 小結(jié)

近年來，隨著我國生豬養(yǎng)殖行業(yè)的發(fā)展，生豬養(yǎng)殖從傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式，向著高度集約化規(guī)?；B(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)變。為追求養(yǎng)殖效益，養(yǎng)殖戶不斷擴大養(yǎng)殖規(guī)模，增加養(yǎng)殖數(shù)量，導(dǎo)致豬繁殖與呼吸綜合征在養(yǎng)殖場頻發(fā)，嚴(yán)重影響是生豬養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展及養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖效益。養(yǎng)殖場對豬繁殖與呼吸綜合征的預(yù)防更為重視，但該病高發(fā)，變異快使得該病的預(yù)防難度加大，特別是在部分豬場為保證養(yǎng)殖場的發(fā)展，從其他區(qū)域進行引種，導(dǎo)致該病的防控要求更高，特別是在各大豬場高致病性豬藍耳病還在廣泛流行，變異毒株還在不斷出現(xiàn)，弱毒株出現(xiàn)反祖反強，使得該病的防控形勢嚴(yán)峻。而對該病的預(yù)防主要靠疫苗免疫，文章介紹了該病疫苗研究進展，也為該病的疫苗研制提供了研發(fā)方向，為控制和消滅豬繁殖與呼吸綜合征提出方向。