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豬圓環(huán)病毒2型疫苗研究進(jìn)展

2012-03-30 14:06寧蓬勃郭抗抗董福軍張彥明
關(guān)鍵詞:豬群載體疫苗

徐 磊,寧蓬勃,郭抗抗,董 平,董福軍,張彥明*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,陜西楊凌712100;2.靖邊縣動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,陜西靖邊718500)

豬圓環(huán)病毒(Porcine circovirus,PCV)于1974年首次在豬腎(porcine kidney,PK)細(xì)胞系中被發(fā)現(xiàn)[1]。PCV為圓環(huán)病毒科的成員,是動(dòng)物病毒中最小的病毒,能夠在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中自主復(fù)制。病毒粒子為二十面體,無囊膜,直徑17 nm。PCV有2種基因型,PCV-1在世界范圍的豬群內(nèi)廣泛存在,被認(rèn)為對(duì)豬沒有致病性,不會(huì)引起豬的任何臨床疾?。籔CV-2于20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)于加拿大,是斷奶仔豬多系統(tǒng)衰弱綜合征(Postweaning multisystemic wasting syndrome,PMWS)的病原體,并可以引起多種豬圓環(huán)病毒相關(guān)性疾?。≒orcine circovirus-associated diseases,PCVADs),主要侵害對(duì)象為斷奶仔豬和育肥豬。

PCV的基因組是大小1.7 kb的單鏈環(huán)狀DNA分子,包含ORF1和ORF2兩個(gè)主要的閱讀框(open reading frame,ORF)。ORF1稱為 Rep基因,編碼由314(PCV-1)、312(PCV-2)個(gè)氨基酸組成、大小為35.7 ku的蛋白質(zhì),與病毒復(fù)制有關(guān);ORF2稱為cap基因,編碼由233個(gè)氨基酸組成、大小為27.8 ku的衣殼蛋白,是病毒主要的免疫原性蛋白,與PCV-2特異性中和抗體產(chǎn)生密切相關(guān),是研制針對(duì)PCV-2新一代疫苗的研究熱點(diǎn)。除了ORF1和ORF2,有研究發(fā)現(xiàn)ORF3表達(dá)的蛋白雖然不是病毒在細(xì)胞中復(fù)制時(shí)所必須的,但與病毒引發(fā)細(xì)胞凋亡,從而使機(jī)體發(fā)病有關(guān)[2]。

在世界上養(yǎng)豬業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家,PCV-2被認(rèn)為是給養(yǎng)豬業(yè)帶來損失最多的病原體之一。美國獸醫(yī)協(xié)會(huì)建議使用“豬圓環(huán)病毒相關(guān)疾病”(Porcine circovirus-associated disease,PCVAD)這個(gè)涵蓋性術(shù)語來描述與PCV-2感染有關(guān)的疾病綜合征,其主要癥狀包括消瘦,死亡率增加,呼吸道癥狀,腸炎,繁殖失敗,豬皮炎腎病綜合征(Porcine dermatitis and nephropathy syndrome,PDNS),但是還沒有試驗(yàn)證據(jù)顯示PCV-2感染和PDNS的發(fā)生直接相關(guān)。在歐洲,文獻(xiàn)中使用豬圓環(huán)病毒?。≒orcine circovirus disease,PCVD)的表述更為常見。在試驗(yàn)條件下,豬單獨(dú)感染PCV-2并不會(huì)引起嚴(yán)重的PCVAD臨床癥狀,只有與豬繁殖與呼吸系統(tǒng)綜合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)、豬細(xì)小病毒(Porcine parvovirus,PPV)、豬肺炎支原體(Mycoplasma hyopnemoniae,Mhyo)其中的一個(gè)或多個(gè)混合感染才能誘導(dǎo)產(chǎn)生明顯的PCVAD臨床癥狀。但是,PCV-2單獨(dú)感染剖腹產(chǎn)-不吃初乳(Caesarean-derived,colostrum-de-prived,CD/CD)豬或者無菌豬,可以導(dǎo)致嚴(yán)重的PCVAD 臨床癥狀[3]。

近年來至少鑒別出了3種有明顯區(qū)別的PCV-2基因 型,PCV-2a、PCV-2b 和 PCV-2c。PCV-2a和PCV-2b都不同程度的與PCVAD的發(fā)生相關(guān);PCV-2c僅在丹麥的一些無臨床癥狀的豬群中有過報(bào)道[4]。2003年以前,歐洲和中國都出現(xiàn)過PCV-2a和PCV-2b,美國和加拿大只出現(xiàn)過PCV-2a。自2003年以來,伴隨著PCVAD臨床癥狀越來越嚴(yán)重,商品化豬群中的優(yōu)勢(shì)亞型逐漸變成了PCV-2b。PCV-2a和PCV-2b序列上的差異主要存在于cap基因上,包括一個(gè)“特征性氨基酸模體”區(qū)域[5]。盡管還沒有識(shí)別PCV-2a和PCV-2b的抗原結(jié)構(gòu),但目前基于PCV-2a的疫苗都能夠提供針對(duì)PCV-2b的交叉保護(hù)。就針對(duì)田間PCV-2b野毒株的保護(hù)力來說,現(xiàn)在還不確定基于PCV-2b的新型疫苗是否能夠提供比目前基于PCV-2a的疫苗更高的保護(hù)力。在此,我們將討論目前市面上商業(yè)化疫苗的效果和一些新型實(shí)驗(yàn)性疫苗的研究進(jìn)展。

1 商品化疫苗

1.1 現(xiàn)有的商品化疫苗

2004年,第一個(gè)商品化的PCV-2疫苗在法國和德國面世。目前市場(chǎng)上用于預(yù)防豬群中PCVAD發(fā)生的商品化疫苗一共有5種,其分別是Merial生產(chǎn)的 Circovac HT5SS?,Boehringer Ingelheim 生產(chǎn)的Ingelvac CircoFLEX?,Intervet(Merck)生產(chǎn)的Circumvent?,Schering-Plough(Merck)生 產(chǎn) 的 Porcilis?PCV,Pfizer生產(chǎn)的 FosteraTMPCV(Suvaxyn?PCV-2 One Dose?升級(jí)版),這些都是基于PCV-2a基因型的生產(chǎn)的。

Circovac?(Merial)是用滅活的 PCV-2a病毒生產(chǎn)而成的,可以用于免疫大于3周齡的健康仔豬,也可以用于免疫健康經(jīng)產(chǎn)母豬。用Circovac?免疫仔豬一般需要一次肌肉內(nèi)注射,免疫后備母豬或者經(jīng)產(chǎn)母豬一般需要在交配前3周~4周免疫2次,分娩前2周~4周加強(qiáng)免疫1次。

Ingelvac CircoFLEX?(Boehringer Ingelheim),Circumvent?(Intervet/Merck),和 Porcilis?PCV(Schering-Plough/Merck)都是基于桿狀病毒中表達(dá)的PCV-2a Cap蛋白生產(chǎn)的亞單位疫苗,也已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售,都可用于免疫大于3周齡的健康仔豬。這種疫苗是將PCV-2基因組中編碼Cap蛋白的片段克隆到昆蟲桿狀病毒中,通過培養(yǎng)昆蟲桿狀病毒,快速、大量獲得具備免疫原性的PCV-2Cap蛋白,再將其制成疫苗。大量田間試驗(yàn)表明,該類疫苗可為仔豬提供良好的免疫保護(hù)。

FosteraTMPCV (Pfizer Animal Health Inc.)最近也已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng),它是Suvaxyn?PCV-2 One DoseTM(Fort Dodge Animal Health Inc.)的升級(jí)版。FosteraTMPCV疫苗是滅活的減毒嵌合病毒,其是將PCV-2a的cap基因克隆入無致病性PCV-1基因組骨架中。用FosteraTMPCV免疫大于3周齡的仔豬需只要一次肌肉內(nèi)注射,就能預(yù)防PCV-2感染和其引起的毒血癥。

1.2 現(xiàn)有商品化疫苗的免疫效果

在對(duì)照攻毒試驗(yàn)中,市售PCV-2疫苗的效果已得到了廣泛的檢驗(yàn)。由于普通豬單獨(dú)感染PCV-2產(chǎn)生的臨床癥狀有限,大多數(shù)研究疫苗免疫效果采用的攻毒模型是用幾種豬病原體混合感染。使用混合感染模型攻毒的優(yōu)點(diǎn)在于其更接近野外條件下的真實(shí)感染情況,現(xiàn)已經(jīng)知道有多種豬病原體能夠在混合感染后加劇PCVAD的臨床癥狀,例如與PRRSV的混合感染能夠加劇豬感染PCV-2,從而導(dǎo)致PCV-2在口鼻分泌液和排泄物中的含量增加。

用Suvaxyn?PCV-2 One Dose?免疫豬,免疫接種后(postvaccination,dpv)28 d后就有中和抗體產(chǎn)生。用PCV-2和PRRSV聯(lián)合攻毒,與未免疫組相比,免疫組肺臟損傷、排泄物排毒、血清中PCV-2含量降低、淋巴損傷顯著減少。有研究在不同動(dòng)物模型上攻毒,比較 Suvaxyn?PCV-2 One Dose?,Circumvent?,CircoFLEX?的免疫效果,發(fā)現(xiàn)每一種疫苗都能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體。與未免疫的組相比,免疫組在 PCV-2、豬流感病毒(Swine influenza virus,SIV)和PRRSV聯(lián)合攻毒后血清中PCV-2病毒含量降低、淋巴損傷減少[6]。PCV-2 免疫時(shí),PRRSV的感染狀況并沒有影響免疫效果,免疫已有PCV-2毒血癥的豬則能降低 PCV-2、PRRSV、PPV聯(lián)合攻毒后的PCV-2毒血癥和淋巴組織中PCV-2含量[7]。用Suvaxyn?PCV-2 One Dose?來免疫公豬后,以PCV-2和MHYO聯(lián)合攻毒,與未免疫豬相比,免疫豬血液中PCV-2含量減少,排泄物與精液中病毒排出量降低,從而可以預(yù)防嚴(yán)重臨床癥狀的發(fā)生[8]。 用 Suvaxyn?PCV-2 One Dose?或 者 CircoFLEX?免疫豬,與未免疫的豬相比,免疫豬血清中病毒含量降低,淋巴損傷減少,增重提高。

很多研究都是在對(duì)照試驗(yàn)條件下研究疫苗免疫效果的,其都證明了這些商品化疫苗在對(duì)抗PCV-2感染時(shí)的良好效果。在普通豬上使用能夠復(fù)制PCVAD臨床癥狀的混合感染模型,證明免疫接種能夠有效的降低PCV-2復(fù)制到系統(tǒng)水平的能力。所以說,即使豬群在復(fù)雜外界條件下可能暴露于各種感染性的豬病原體,使用市售疫苗而產(chǎn)生的保護(hù)性免疫可以很好的保護(hù)豬群。

2 實(shí)驗(yàn)性疫苗

現(xiàn)在市面上的商品化PCV-2疫苗都是基于PCV-2a基因型的且效果確實(shí),但是現(xiàn)在世界范圍內(nèi)豬群PCV-2的主要流行亞型是PCV-2b基因型。盡管亞單位和滅活苗有其穩(wěn)定和安全的優(yōu)點(diǎn),但是一些新的疫苗技術(shù)已經(jīng)被用于誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)PCV-2的免疫反應(yīng),從而預(yù)防PCV-2感染。與滅活苗或亞單位苗相比,改良減毒活疫苗(modified live-attenuated vaccines,MLV)能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞免疫反應(yīng)和體液免疫反應(yīng);DNA疫苗和其他一些載體疫苗亦具有將PCV-2抗原遞呈給宿主的能力,具有發(fā)展為新型疫苗的巨大潛力。

2.1 改良減毒活疫苗

一般來說,改良減毒活疫苗能同時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng),與現(xiàn)在的亞單位苗或滅活苗相比,能產(chǎn)生更好的保護(hù)力。有報(bào)道稱,在細(xì)胞上連續(xù)傳代使PCV-2野型減毒的方法是可行的,PCV-2在PK-15細(xì)胞上傳代120次之后,cap基因的兩個(gè)核苷酸發(fā)生了突變。傳代120次的病毒(P120)包含了cap基因上P110A和R191S的突變,這種突變能夠提高PCV-2在體外的生長能力,但又使其在體內(nèi)是減毒的,說明P120是MLV很有潛力的候選毒株[9]。但是這種策略的缺點(diǎn)在于MLV有恢復(fù)到致病性表型的可能性,并最終可能導(dǎo)致豬發(fā)病。

研制嵌合疫苗是一種更合理更安全的方法。盡管主要的表型不同,無致病性的PCV-1和與PCVAD相關(guān)的PCV-2是遺傳學(xué)上非常接近的病毒,有著相似的基因組結(jié)構(gòu),而且有報(bào)道顯示PCV-1和PCV-2的復(fù)制基因(rep)是可以互換的。有人將PCV-2a型的ORF2克隆到缺失ORF2的PCV-1型的骨架中,獲得PCV1-2a重組嵌合病毒,這種嵌合病毒是減毒的但具有感染性[10]。用滅活的PCV1-2a免疫豬后,對(duì)免疫豬群用PCV-2a野毒攻毒,結(jié)果表明滅活的PCV1-2a嵌合病毒能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)PCV-2a的保護(hù)性免疫應(yīng)答[9]。還有其他研究表明活的嵌合病毒也是減毒的,具有免疫原性且遺傳特性穩(wěn)定,能夠提供與現(xiàn)在市售的滅活苗和亞單位苗相似的針對(duì) PCV-2a和PCV-2b的保護(hù)力[7]。另一種制備嵌合病毒的方法是將PCV-2b的ORF2克隆到PCV-1骨架中。因?yàn)橐恍┝餍胁W(xué)方面的研究表明,自然感染PCV-2的豬群中流行亞型是PCV-2b,且PCV-2b的毒力似乎比PCV-2a更強(qiáng)一些,進(jìn)一步的系統(tǒng)發(fā)育評(píng)估表明,PCV-2a在進(jìn)化上比PCV-2b更加古老,從PCV-2a到PCV-2b的轉(zhuǎn)變與PMWS的發(fā)生密切相關(guān)[4]。而現(xiàn)在市場(chǎng)上的商品化疫苗都是基于PCV-2a研制而成的滅活疫苗或重組疫苗。因此,也有人用PCV-2b的ORF2替換PCV-1的ORF2,包裝出了一種新的嵌合病毒。這種嵌合病毒在動(dòng)物體內(nèi)是減毒的,能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫保護(hù),并且可以產(chǎn)生對(duì)PCV-2a的交叉保護(hù),可以作為一種改良減毒活病毒疫苗[3]。在另一項(xiàng)研究中,用 嵌 合 PCV1-2b免疫豬后,以 PCV-2b、PRRSV、PPV三重感染模型聯(lián)合攻毒,顯示豬得到了良好保護(hù)[11]。嵌合的PCV1-2b病毒可以在豬群中正常接觸時(shí)傳播但依舊保持其減毒的特性,說明PCV1-2b的復(fù)制并沒有在PRRSV出現(xiàn)時(shí)變化。

將嵌合PCV1-2a和PCV1-2b作為改良減毒活疫苗的研究表明,嵌合PCV1-2a和PCV1-2b病毒是減毒的,能夠在普通豬上誘導(dǎo)廣泛的保護(hù)性免疫應(yīng)答,作為一種改良活減毒疫苗具有很大的潛力。與通過連續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)傳代來使PCV-2野型減毒的傳統(tǒng)方法不同,嵌合PCV1-2病毒從根本上消除了人們對(duì)于MLV毒力返強(qiáng)的擔(dān)心。雖然現(xiàn)在市面上的PCV-2疫苗十分有效,但是在豬群中使用更安全的改良活減毒疫苗不但可以降低免疫成本,而且能同時(shí)誘導(dǎo)針對(duì)PCV-2的細(xì)胞免疫和體液免疫。

2.2 DNA疫苗

已經(jīng)有報(bào)道可以在再小鼠和豬模型上用DNA誘導(dǎo)特異性免疫反應(yīng),有人直接將帶有PCV-2基因組的質(zhì)粒DNA注射到豬的肝臟、淋巴結(jié)、肌肉中,可以產(chǎn)生與接種感染性病毒相同的感染。肌肉內(nèi)直接注射包含有二聚嵌合PCV1-2a基因組的質(zhì)粒DNA,也可以誘導(dǎo)豬產(chǎn)生保護(hù)性免疫[10]。因此,包含有二聚嵌合PCV1-2a基因組的質(zhì)粒DNA可以當(dāng)做MLV,以DNA的形式直接投飼給豬,使用包含有二聚嵌合PCV1-2a基因組的質(zhì)粒DNA作為MLV有一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì),其就是大規(guī)模生產(chǎn)高純度的質(zhì)粒DNA相對(duì)容易,因此可以降低免疫成本。

有報(bào)道稱,在豬和小鼠肌肉內(nèi)注射編碼PCV-2單個(gè)基因的質(zhì)粒DNA,同樣可以誘導(dǎo)針對(duì)PCV-2的免疫反應(yīng)。帶有PCV-2 cap基因的質(zhì)粒(p ORF2)可以誘導(dǎo)豬產(chǎn)生保護(hù)性免疫[12]。也有在小鼠模型上研究DNA免疫的,在小鼠上用“基因槍”投遞p ORF2產(chǎn)生了PCV-2特異性抗體的血清轉(zhuǎn)化。在小鼠模型上,在刺激產(chǎn)生PCV-2特異性中和抗體時(shí),遞呈p ORF2比單獨(dú)遞呈Cap蛋白更加有效。與未免疫的小鼠相比,用p ORF2免疫后的小鼠能降低攻毒后淋巴結(jié)腫的PCV-2病毒含量和微觀組織損傷。亦有報(bào)道稱,將編碼ORF1或ORF3的DNA與p ORF2同時(shí)投遞,將會(huì)干擾p ORF2單獨(dú)提供的保護(hù)性免疫[13]。有趣的是,另一個(gè)研究發(fā)現(xiàn)小鼠的DNA“基因槍”免疫方法在聯(lián)合投遞p ORF2/pORF3或p ORF1/p ORF2/p ORF3時(shí)效果最好[14]。因?yàn)楣芾碚呱系脑?,這些DNA疫苗的前景還不甚明朗。然而,美國境內(nèi)已經(jīng)批準(zhǔn)了第一個(gè)農(nóng)業(yè)部(USDA)執(zhí)照的針對(duì)馬西尼羅熱病毒(Horse West Nile virus)的DNA疫苗,打開了未來相似疫苗進(jìn)入市場(chǎng)的大門。

2.3 載體疫苗

現(xiàn)在市售的亞單位疫苗都是基于桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)的Cap蛋白的,盡管也有人探索其他生產(chǎn)和遞呈抗原的表達(dá)方法。

有人用乳酸球菌作為遞呈載體來表達(dá)PCV-2抗原蛋白(Cap蛋白)從而制備口服疫苗[15]。其將一段刪除核定位信號(hào)序列的Cap基因(d Cap)克隆到大腸埃希菌/乳酸球菌的穿梭載體pSEC:LEISS中。將細(xì)菌培養(yǎng)物通過口服途徑免疫小鼠,可以在小鼠血清中檢測(cè)到PCV-2特異性IgG抗體的顯著提高。而且不同于大腸埃希菌或桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng),乳酸球菌是食用級(jí)細(xì)菌,它沒有任何致病力,非常適合用作生產(chǎn)口服疫苗。以化學(xué)方法合成帶有酵母優(yōu)化的密碼子使用序列 (yeast-optimized codon usage sequence)的cap基因(opt-cap),將其克隆到大腸埃希菌/酵母穿梭載體p YES2中??诜曃菇湍副磉_(dá)系統(tǒng)表達(dá)的PCV-2 Cap蛋白,也能在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)抗PCV-2的抗體[16]。

有研究在λ噬菌體表面展示來源于PCV-2 cap基因的特定免疫顯性表位,在豬上免疫后可以誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)PCV-2的特異性中和抗體[17]。λ噬菌體的小衣殼蛋白D在噬菌體表面形成三聚體,與D蛋白融合的多肽能夠在大腸埃希菌質(zhì)粒中表達(dá),且仍具可溶性。其構(gòu)建了一個(gè)共表達(dá)系統(tǒng)來展示PCV-2 Cap(CAP)蛋白的4個(gè)主要抗原區(qū),將其展示在λ展示粒子上(lambda display particles,LDP),LDP-DCAP在對(duì)豬進(jìn)行免疫時(shí)表現(xiàn)出了良好的免疫原性,可以同時(shí)誘導(dǎo)針對(duì)PCV-2的細(xì)胞和體液免疫及中和抗體的產(chǎn)生。且在不添加佐劑的條件下,用LDPD-CAP蛋白來免疫豬,即可得到較強(qiáng)免疫效果。

桿狀病毒作為一種新興的具有吸引力的哺乳動(dòng)物細(xì)胞基因遞呈載體,近年來越來越受到人們的重視。有人用帶有水皰性口炎糖蛋白(VSV-G)的假型桿狀病毒作為載體來表達(dá)Cap蛋白,其受到巨細(xì)胞病毒立即早期(CMV-IE)增強(qiáng)子/啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄水平的控制[18]。得到的重組桿狀病毒(BV-G-OFR2)能夠在哺乳動(dòng)物細(xì)胞上高效的轉(zhuǎn)入和表達(dá)蛋白。直接用1×108或者1×109pfu/每鼠的BV-G-OFR2免疫小鼠,能夠誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生較高的PCV-2特異性的中和抗體和細(xì)胞免疫反應(yīng)。即使在1×108pfu/鼠的劑量下,與DNA疫苗相比,BV-G-OFR2表現(xiàn)出了更好的免疫原性。BV-G-OFR2既有較高的免疫原性,又有假型桿狀病毒的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),包括易于操作、擴(kuò)大培養(yǎng)簡單、無毒性、宿主無預(yù)先存在的針對(duì)桿狀病毒的抗體。

偽狂犬病也是一種重要的豬病,經(jīng)常與圓環(huán)病毒合并感染。有報(bào)道稱用偽狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV)作為活病毒疫苗載體的研究工作中取得突破性進(jìn)展[19],為研制抗豬圓環(huán)2型和偽狂犬病毒感染的二價(jià)疫苗提供了可能。有人構(gòu)建了能表達(dá)Cap蛋白的重組PRV,能夠誘導(dǎo)豬產(chǎn)生針對(duì)PCV-2和PRV的體液免疫反應(yīng)[20]。其方法是將豬圓環(huán)2型病毒ORF2基因插入pIECMV質(zhì)粒,并與偽狂犬病病毒 Tk-/g E-/LacZ+共轉(zhuǎn)染至IBRS-2細(xì)胞系中,產(chǎn)生 Tk-/gE-/ORF2+重組病毒。以重組病毒免疫接種4周齡的仔豬后,仔豬獲得了很高的針對(duì)PCV-2和PRV的體液免疫。另一組研究人員將PCV ORF1和部分ORF2基因片段經(jīng)插入到轉(zhuǎn)移載體內(nèi),重組轉(zhuǎn)移質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染至IBRS-2細(xì)胞中,得到能表達(dá)PCV ORF1-ORF2融合蛋白的PRV,其在細(xì)胞中的生長特性和原載體病毒類似。在Balb/c小鼠和豬體的動(dòng)物試驗(yàn)中,通過PRV中和試驗(yàn)、針對(duì)PCV-2的ELISA檢測(cè)和PCV-2特異性淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)驗(yàn)證了PRV-PCV-2重組病毒可以誘導(dǎo)產(chǎn)生高水平的抗PRV和抗PCV-2抗體;并在致死性PRV/Ea株的攻毒試驗(yàn)中有著較好的保護(hù)效果,這項(xiàng)研究與另一項(xiàng)研究結(jié)果一致[20]。但是由于一些國家的RPV凈化計(jì)劃,還不能確定PRV載體能否用于豬群免疫。

與其他表達(dá)載體相比,腺病毒(Adenovirus)載體具有許多優(yōu)點(diǎn),例如:①基因結(jié)構(gòu)與功能清晰;②能感染多種細(xì)胞和組織;③復(fù)制迅速,能夠產(chǎn)生高滴度的病毒;④不插入染色體,不會(huì)引起插入突變;⑤有較強(qiáng)被外源基因插入的能力。因此,在重要的人類和動(dòng)物疾病方面,腺病毒已廣泛應(yīng)用于基因疫苗和基因治療中。γ干擾素(interferon gamma,IFN-γ)是一種由激活的CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞和自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子。IFN-γ具有抗病毒活性和佐劑樣效果的雙重作用,具有顯著的免疫調(diào)節(jié)活性。而且有很多研究證實(shí),包含細(xì)胞因子和保護(hù)性抗原的融合基因通常具有協(xié)同效應(yīng),與單獨(dú)的抗原相比,能夠誘導(dǎo)更佳的免疫反應(yīng)。因此,有人構(gòu)建了能夠編碼PCV-2Cap蛋白和豬IFN-γ的重組腺病毒,命名為r Ad-ORF2-IFN-γ[21]。將其轉(zhuǎn)染AD293細(xì)胞后能夠收集到滴度高達(dá)109.899TCID50/mL的病毒。這種重組病毒能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生較高的PCV-2特異性中和抗體??贵w水平比單獨(dú)r Ad-ORF2或單獨(dú)者腺病毒誘導(dǎo)的都高。以PCV-2攻毒后,與未免疫豬相比,免疫豬有更高的增重和較低的淋巴結(jié)微觀病變與毒血癥發(fā)病率。

也有研究采用大腸埃希菌表達(dá)系統(tǒng),引入密碼子優(yōu)化的cap基因,表達(dá)并純化得到PCV-2 Cap蛋白[22]。用優(yōu)化的大腸埃希菌密碼子來替代ORF2 5'端的精氨酸密碼子后,克服了原核表達(dá)系統(tǒng)病毒蛋白表達(dá)量過低的問題。每升細(xì)菌培養(yǎng)物的蛋白產(chǎn)量可達(dá)10 mg,采用單陽離子交換層析法純化后可得到均一度超過95%的蛋白。盡管大腸埃希菌表達(dá)的Cap蛋白不能自我組裝成病毒樣顆粒(virus-like particles,VLPs),但用重組Cap蛋白免疫小鼠后產(chǎn)生的特異性抗體與自然感染PCV-2病毒后產(chǎn)生的相同。

以桿菌屬的減毒菌株支氣管炎博德特菌(Bordetella bronchiseptica)為載體可以表達(dá)PCV-2 Cap蛋白,經(jīng)滴鼻途徑免疫小鼠和豬后,采用ELISA方法可在被免疫的動(dòng)物血清中檢測(cè)到特異性抗體。用構(gòu)建的活苗免疫豬,以PCV-2進(jìn)行攻毒,免疫豬淋巴結(jié)內(nèi)PCV-2含量顯著降低,從而達(dá)到了用活疫苗免疫來預(yù)防PCV-2感染的目的[23]。雖然研究人員在以細(xì)菌為載體的PCV-2基因工程疫苗領(lǐng)域進(jìn)行了很多探索和嘗試,但目前尚沒有這方面的PCV-2疫苗在市場(chǎng)上銷售。

總之,活載體疫苗能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生很強(qiáng)的針對(duì)PCV-2的免疫反應(yīng),而不會(huì)有PCV-2感染的風(fēng)險(xiǎn)。然而人們對(duì)活載體疫苗的使用還是有些擔(dān)心,首先是使用的載體其免疫原性也許會(huì)干擾針對(duì)PCV-2的免疫;其次是在田間使用活載體疫苗的過程中活疫苗載體毒力可能會(huì)返強(qiáng)。

2.4 標(biāo)記疫苗

由于豬群中PCV-2感染的廣泛存在,發(fā)展一種能夠區(qū)別自然感染和免疫產(chǎn)生抗體的方法就顯得尤其重要。用具有新型抗原表位的疫苗免疫豬后,可用血清學(xué)方法將免疫豬和自然感染豬區(qū)分開來。最近,有報(bào)道稱研發(fā)了一種ELISA方法(Bacucheck-TM,Intervet/Schering Plough/Merck),可以來用來確認(rèn) Porcilis PCV (Schering-Plough/Merck)免疫后豬的免疫狀態(tài)。這種ELISA方法能夠檢測(cè)到Porcilis PCV疫苗免疫后出現(xiàn)的針對(duì)baculomarkers的抗體(baculomarkers是疫苗中Cap蛋白的一個(gè)特征性標(biāo)記),從而證明豬體內(nèi)的抗體是來源于免疫還是自然感染[24]。然而,還沒有其他的類似產(chǎn)品來證明其他市售疫苗的免疫狀態(tài)。

表達(dá)具有感染性的PCV-2和嵌合PCV1-2b表面的新穎抗原表位,是生產(chǎn)標(biāo)記疫苗的新途徑。有報(bào)道稱PCV-2基因組cap基因的C端至少容許插入27個(gè)氨基酸,而且插入后的氨基酸剛好是暴露在病毒粒子表面。減毒活嵌合PCV1-2a病毒能展示短抗原表位標(biāo)簽,從而誘導(dǎo)感染豬產(chǎn)生抗PCV-2抗體和抗表位標(biāo)簽抗體,從而給后續(xù)的特異性抗體檢測(cè)帶來便利[25]。這項(xiàng)研究隨后被另一個(gè)試驗(yàn)證實(shí),其成功在PCV-2cap基因的C端插入11個(gè)氨基酸標(biāo)簽后,病毒在小鼠模型上具有感染性和免疫原性[26]。因此,減毒的帶抗原表位標(biāo)簽的PCV-2或嵌合PCV1-2,可以作為一種優(yōu)秀的標(biāo)記MLV,能夠給追蹤豬群中疫苗毒的傳播帶來便利。

3 展望

現(xiàn)在市面上的所有PCV-2疫苗都能有效的降低PCV-2感染農(nóng)場(chǎng)中臨床疾病的發(fā)生,提高豬群生產(chǎn)指數(shù)。雖然疫苗免疫接種并不能夠完全防止PCV-2的感染和傳播,但是能夠極大的降低毒血癥、系統(tǒng)水平的病毒含量和病毒的外排,從而降低環(huán)境中的病毒含量??紤]到豬病原體的混合感染給豬群健康和生產(chǎn)指數(shù)帶來的影響,對(duì)豬進(jìn)行免疫從而最大限度的減少其他健康豬群暴露于PCV-2是很重要的。

盡管現(xiàn)在市面上的疫苗都是基于PCV-2a基因型的且具有較好的免疫效果,但下一代的疫苗應(yīng)該是基于PCV-2b基因型的,由于目前PCV-2主要的流行亞型已經(jīng)逐漸變成PCV-2b。已經(jīng)有證據(jù)顯示,在豬群中可以自然發(fā)生PCV-2不同亞型的混合感染,并且已經(jīng)發(fā)生了PCV-2a和PCV-2b的重組體的感染[27]?;赑CV-2b的新型疫苗技術(shù),包括標(biāo)記疫苗和安全的改良減毒活疫苗,能夠在提高細(xì)胞免疫和體液免疫的同時(shí)降低PCV-2免疫成本。

分子生物學(xué)的飛速發(fā)展為改良減毒活疫苗、DNA疫苗、載體疫苗、標(biāo)記疫苗這樣的新型疫苗的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的材料。但是需要強(qiáng)調(diào)的是,研發(fā)一個(gè)成功而實(shí)用的疫苗,并不是僅僅依據(jù)基因工程原理和分子生物學(xué)理論即可完成的,還必須考慮到病毒的病原特性、疾病的發(fā)病機(jī)理、動(dòng)物的免疫保護(hù)機(jī)制以及病毒感染的流行病學(xué)特點(diǎn)。相信隨著研究的深入,最終將會(huì)研發(fā)出更加安全高效的疫苗,從而控制PCV-2的流行,減少養(yǎng)豬業(yè)的損失。

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