动物疫苗现状和研究展望

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畜禽传染病的控制和消灭对保证养殖业的健康发展至关重要。传染病控制的原理是针对引起流行的三个环节，即消灭传染源、切断传播途径和保护易感群体。本文的主题是讲疫苗。疫苗免疫的作用主要是保护易感群体。显然，要有效控制乃至消灭传染病，单靠疫苗是不够的，因为没有解决传染源和传播途径的问题。我国在应用疫苗控制畜禽疫病中存在认识误区，即过分地依赖疫苗，这种思想存在于相当一部分决策的领导人中，也存在于一些经营者和技术人员中。我们只有正确认识疫苗在控制乃至消灭畜禽传染病中的作用，才能把握疫苗研究的方向，才能正确使用疫苗。

　疫苗根据其是否含活的病原体可分为活疫苗和灭活疫苗两大类;根据其研制方法和生产技术又可分为常规疫苗和新型疫苗。所谓“新型疫苗”是指上世纪70年代以后建立在重组DNA技术和分子生物学基础上研发的疫苗，又称重组疫苗或遗传工程疫苗。无论是何种疫苗，必须考虑3个要素：安全性、免疫效力和价格可接受性。此外，疫苗使用的方便程度也是要考虑的一个因素。上述3要素中价格的可接受性对动物疫苗尤其重要，这是与人用疫苗很不同的地方。如禽流感疫苗仅几分钱一羽份，而人流感疫苗则需60-70元一人份。

　就畜禽用疫苗而言，现在全世界仍以常规疫苗为主，我国也是如此。在今后相当长一段时间内常规疫苗仍然会在市场上占主导地位。这是因为：①遗传工程疫苗研制的周期长，安全性评价要求更严；②免疫效力达到乃至超过常规疫苗的还不多，目前仅有伪狂犬病、沙门氏菌等基因缺失疫苗和仔猪下痢大肠杆菌疫苗少数几种；③有不少研制中的基因工程疫苗，其生产成本高，价格的可接受性是个大问题。基于以上情况，我国畜禽疫苗的研究应有两手：一是常规疫苗研究，用新的常规疫苗补充或替代现有的常规疫苗；二是加大新型疫苗研究开发的力度，研制出能用于畜禽传染病控制和消灭计划的高效疫苗。下面将讨论畜禽疫苗研制的3个方面：①常规疫苗的主要缺陷和研究改进的空间；②新型疫苗的需求和已经使用及正在研究中的新型疫苗；③新型疫苗未来发展的方向。

　一常规疫苗的主要缺陷和研究改进的空间

　1、主要缺陷

　常规活疫苗最大的问题是安全性问题。原始的活疫苗实际上是野毒，如我国唐代用天花患者的脓汁入工接种以预防天花的严重爆发，有些国家和地区近代还用鸡传染性喉气管炎（ILT）野毒制活疫苗的例子，现在已很少见，因为安全性太差。现在使用的常规活疫苗，其毒种大多数是经不同方式人工致弱而成。因为这种致弱过程很难控制，而且疫苗病毒仍需在动物体内增殖以诱发坚强的免疫力，所以一般的活疫苗均有一定的残余毒力或致病性。疫苗的残余毒力和引起的免疫应答往往是一对矛盾。从安全性考虑疫苗的残余毒力越小越好，最好是完全无毒，但这样的活疫苗往往产生的免疫力不坚强。这在鸡传染性法式囊病（IBD）活疫苗表现特别明显，完全致弱的IBD活疫苗在有母源抗体存在的条件下不能诱发保护作用。另一方面，如果残余毒力到一定程度，虽然能产生坚强免疫，但本身可产生临床或亚临床疾病，在IBD疫苗的情况下还产生对其他病得免疫抑制。疫苗残余毒力是免疫副反应的主要原因，如鸡群中使用IB和ND活疫苗引起呼吸道病副反应，猪群使用繁殖和呼吸综合症（PRSR）活疫苗也产生副反应，这些都常见。除残余毒力外，弱毒活疫苗存在一个更大的问题是疫苗毒株和野毒株之间发生重组，导致新毒株的出现。这在IB活疫苗尤其突出，疫苗病毒和野毒同时在鸡体内持续存在，就可能出现新的重组病毒，特别是S1基因重组，有时出现疫苗病毒逆转而使致病性增强，如鸡群A亚群白血病病毒（ALV）的末端重复序列可被MDV血清2型疫苗激活，而增强ALV的复制和肿瘤发生。常规活疫苗虽然存在这些安全性问题，但其成本低廉，一般产生的免疫力坚强，能同时诱发体液免疫、细胞免疫和局部粘膜免疫以及非特异免疫应答，因此目前仍是动物疫苗的主角。

　除活疫苗外，畜禽还是使用灭活疫苗，其优点是安全性好，只在少数情况下因灭活不完全才发生事故。但灭活疫苗的费用比活疫苗贵，需要用佐剂提高免疫应答，往往需每只注射；另一重要缺点是仅能诱发体液免疫应答，因此虽有高水平抗体，却不能阻止侵入的强毒在肠道或呼吸道复制排出。而由灭活苗产生的高水平体液免疫的种畜禽，对后代主动免疫会产生严重干扰。有些灭活疫苗，特别是大肠杆菌等全军灭活疫苗还能引起严重的副反应。

　2研究改进的空间

　前面提到常规疫苗存在的主要缺陷，但它们目前仍是畜禽疫苗的主导产品，因此我们在研究新型疫苗的同时，不应放弃研究新的常规疫苗。应用常规的方法仍可以研究出安全性和/或免疫效力比现有疫苗好的活疫苗。例如在IBD活疫苗方面，现有的有些疫苗在有母源抗体的情况下不能产生坚强的免疫力，不能抵抗超强毒的攻击，而另一些疫苗能在母源抗体存在的情况下产生坚强免疫，并能抵抗超强毒攻击，但是残余毒力太强，在有些情况下能使鸡群产生较强的免疫抑制。用常规的方法研究出能在有一定母源抗体条件下产生坚强的免疫并抵抗超强毒攻击，同时又不引起鸡群发生明显的免疫抑制的新疫苗，就成为我们工作的切入点。笔者的实验室与中牧集团南京药械厂联合研制的IBD中等活力疫苗（NF8株）就具有上述特点，现已生产推广近80亿羽，得到用户普遍好评。又如ND活疫苗也有用常规方法研究改进的空间。我国对ND的控制，目前或今后相当长的时间内将主要依赖使用疫苗，关键的问题是免疫鸡群有强毒存在或进入是仍能引起感染并在呼吸道或消化道粘膜复制并排出，在群内维持传播。因此研究新的新城疫活疫苗，除了要求毒力低（ICPI≤0.4）不产生明显的呼吸道副反应外，还要求能刺激产生坚强的免疫力，特别是产生高水平的呼吸道和消化道粘膜免疫。这种疫苗将大大降低免疫鸡群ND强毒感染和在呼吸道和肠道复制的水平，有利于ND的控制。Witter最近在讨论鸡马立克氏病（MD）时指出，虽然用经典病毒学方法研制新疫苗目前不受青睐，但却可能提供一些有希望的制品。他在细胞培养中发现RMI株，是MDVJM株中整合了网状内皮增生症LTR序列的致弱病毒，能在所有品系鸡提供对超超强毒的攻毒保护，实质上比CVI988疫苗更有效。

　在常规灭火苗方面也有不少研究改进的空间，如高效免疫佐剂、增强剂，工艺改进研制高效联苗等，这里救不展开讨论。

　二、新型疫苗的需求和已经使用及正在研究中的新型疫苗

　1、新型疫苗的需求

　前面提到用常规方法研究新的畜禽疫苗仍有一定的空间，但从总体上说用传统的经典方法研制出安全性和免疫效力都比现有疫苗号的活疫苗，这一过程是不能控制的，往往是随机的和碰运气的，新疫苗的研制远没有畜禽群体中疫苗变化来得快、如IB新的致病型和血清不断出现，IBD超强毒的普遍存在和MD病毒的毒力越来越强，均需要研究过程能够控制的、定向的新型疫苗。从一些传染病控制和消灭规划实施和免疫监测要求来看，很需要将自然感染和接种疫苗所产生的免疫应答区分开。一般来说，常规疫苗很难做到这一点，但以DNA重组技术和分子生物学喂基础的新型疫苗却很容易做到这以点，伪狂犬病基因缺失疫苗救所一个很好的例子。

　对大多数细菌性疾病来说，都无用常规方法研究出来的活疫苗，而大多数的灭活疫苗效果均不理想。我国对细菌性疾病的控制主要靠维生素，因抗生药越来越严重，不仅使成本增高，而且对食品安全构成重要威胁。因此用新的方法研究重要细菌病的疫苗已经很为迫切。对基于DNA重组技术和分子生物学的新型疫苗，有几点共同的要求：（1）安全性应高于现有的常规疫苗；（2）免疫效力如不能显著高于查过规疫苗，至少应于常规疫苗相当；（3）价格大致于常规疫苗相等；（4）解决一些常规疫苗无法解决分问题，如区分自然感染和疫苗应答等。

　2、已经使用和正在研究中的新型疫苗

　世界上已经获得许可正在使用和正在研究的新型疫苗有4类：1类是灭活产品，如重组蛋白疫苗；2类产品为基因缺失的病原体制成的基因缺失疫苗；3类是表达插入基因的载体基因；4类是基因疫苗活DNA疫苗。1类产品有重组α和γ干扰素，和其他细胞因子。α干扰素对有些病毒感染有明显抑制作用，而γ干扰素则有增强MHCП类分子表达，提高增重等作用。用真核或原核表达的重组蛋白制成的亚单位疫苗，也属于这一类，但在动物疫苗领域已批准使用的还不多。2类产品是基因缺失疫苗或标记疫苗，将毒力相关和抗体产生相关的特定基因删除或改变，血清学检测时能区分野毒感染和疫苗应答。畜禽用基因缺失疫苗最成功的例子是猪伪狂犬病和肠炎沙门氏菌（SE）疫苗及鼠伤寒沙门氏菌疫苗，因为疫苗株均删除了致病基因，使用很安全。3类产品中用作载体的有鸡痘病毒、鸡马立克氏病毒（HVT和MDVⅠ型）、腺病毒等，和沙门氏菌等细菌。载体疫苗的研究已有近20年的历史，涉及的动物疫苗有很多种，全世界已被批准的有鸡痘病毒为载体的MD疫苗、ND疫苗等，但到目前为止获得大规模推广应用还不多。究其原因，是对载体的母源抗体或先前的免疫对重组疫苗的免疫效力产生干扰，有些重组病毒经在细胞上多次培养而导致在动物体内复制不佳，这两方面都使重组疫苗有待完善。作者的实验室通过近10年的不懈努力，解决了母源抗体对重组鸡痘病毒疫苗免疫效力严重干扰的问题，克服了该载体疫苗产业化的障碍。4类为DNA疫苗，其优点是能同时诱发细胞免疫和体液免疫，但其DNA释放进入APC的效力有待提高，要能在安全性、免疫效力和价格几方面都能被接受在畜禽中使用，有很长的路要走。最近美国FDA批准两种DNA疫苗，一种用于鱼，另一种用于人。

　三、新型疫苗未来发展方向

　上文已经提到使用疫苗的目的是为了控制乃至消灭重要的传染病。根据我国畜禽疫病发生流行和控制的情况，新型疫苗研究的重点应放在以下几类疾病。一是国家需要区域性消灭和全国性消灭规划一类疾病。根据世界各国实施这种规划并成功消灭一些传染病的经验，在这一过程中都有停止使用一切常规活疫苗（可以使用灭活疫苗）到停止使用一切疫苗的阶段，在中国这一阶段可能会比较长，这时需要有能替代现有常规活疫苗和灭活疫苗的新型疫苗。这些疫苗的应答能与野毒感染的应答区分开；应能补充常规灭活疫苗不产生细胞免疫和有效局部免疫的不足。二是现有常规疫苗存在较大缺陷，用常规方法改进短期难以克服的一类疾病，如PRRS等。三是传统上依赖抗生素控制的重要细菌性疾病，这类疫苗的使用可大大减少畜禽抗生素的用量。四是一些目前有较好常规疫苗的重要传染病，研制的新型疫苗应有1－2个重要特性大大优于常规疫苗，因此可作为常规疫苗的补充。

　在未来新型动物疫苗的研究中应特别注意下列几个问题：

　1、将一个病新疫苗的研制与一个国家和地区该病原体的分子流行病学研究相结合；

　2、对于一些发病的免疫机理尚不很明确的疾病，如猪的PRRS和PVC-2感染，鸡的传染病贫血和REV感染等，疫苗的研制必须建立在发病和免疫机理研究大基础上；i~Zk

　3与病原体基因组学和蛋白质组学研究相结合。

　进入21世纪人类已步入后基因组时代，测定出大多数重要传染性病原体的全基因序列已为期不远，目前大多数病毒病原体都有全基因序列，近几年来每年完成的病原细菌的全基组序列均在20种以上。以病原体全基因组序列为基础的一些新的技术平台如RNA病毒的反向遗传技术，DNA病毒亚基因组粘粒片段产生传染性病毒技术，为新一代病毒疫苗研制提供了更广阔的空间。以细菌基因组学和蛋白质组学为基础发展起来的反向疫苗学（Reversevaccinology）,采用大规模、高通量、自动化和计算机分析的研究方法，短期内从细菌全基因组水平来筛选出大量具有保护性免疫反应的候选抗原，并完成克隆表达和提纯，无疑将为一些复杂病原体特别是细菌病原体新疫苗的研制开辟新途径，对B亚群脑膜炎奈瑟氏球菌疫苗的研制就是一个成功的例子。但不论是何种新型疫苗，除了安全性以外，提高在商业畜禽群体种的免疫效力，仍是需要努力克服的难点。