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(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所國家口蹄疫參考實(shí)驗(yàn)室家畜疫病病原生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室農(nóng)業(yè)部畜禽病毒學(xué)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730046)

口蹄疫(Foot and mouth disease，F(xiàn)MD)是由FMD病毒(FMDV)引起的偶蹄動(dòng)物的烈性傳染病，患病動(dòng)物的口、舌、唇、蹄、乳房等部位發(fā)生水泡，水泡破潰后形成爛斑。由于該病傳染性強(qiáng)，造成的經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)將該病列為實(shí)時(shí)通報(bào)的傳染病之一。目前，疫苗接種已作為特異性免疫預(yù)防的可靠工具和有效手段，并在FMD的防控中廣泛應(yīng)用。但由于FMDV血清型、血清亞型眾多，以及病毒抗原變異現(xiàn)象的存在，現(xiàn)有疫苗并不足以應(yīng)對FMD的突發(fā)。在確定了流行病毒株與疫苗株的抗原關(guān)系后，疫苗庫貯存的抗原可以立即用于緊急免疫，有效防控FMD的流行。

自世界第一個(gè)FMD疫苗庫于1976年在丹麥建立以來，世界各地相繼建立了許多疫苗庫，其中有4個(gè)世界級疫苗庫與12個(gè)國家級疫苗庫，大部分分布于歐洲和南美洲。疫苗庫儲備的疫苗抗原具有長期穩(wěn)定的抗原性，可在低溫保存至少12年~13年。這些疫苗庫曾為巴爾干地區(qū)、土耳其、日本、朝鮮等多個(gè)國家和地區(qū)提供過緊急免疫疫苗。目前以在英國的國際疫苗庫(IVB)和美國的北美疫苗庫(NAVB)為首，一個(gè)國際性、交互作用性的世界疫苗庫體系正在逐步的建立、完善。當(dāng)前疫苗庫中的疫苗抗原應(yīng)用的數(shù)量還相對較少，但隨著FMD在全球范圍內(nèi)傳播的風(fēng)險(xiǎn)日益加劇以及可能出現(xiàn)的生物恐怖主義威脅，疫苗庫在防控上的意義不容忽視。本文將從FMDV疫苗庫的歷史、應(yīng)用、相關(guān)研究、未來發(fā)展和亟待解決問題等方面進(jìn)行綜述。

1 FMD疫苗庫的歷史

FMD疫苗庫是疫苗工藝發(fā)展以及社會需求的產(chǎn)物。FMDV經(jīng)滅活處理并濃縮后可在低溫(尤其是液氮的氣相中)長期保存，并且抗原性喪失很少，一旦需要，這些凍存的抗原可以立即應(yīng)用于疫苗的制備，這是建立疫苗庫的技術(shù)基礎(chǔ)[1]。諾森伯蘭調(diào)查委員會曾報(bào)道英國1967年～1968年間FMD造成的巨大損失，并建議進(jìn)行疫苗儲備，以應(yīng)對突發(fā)疫情，但當(dāng)時(shí)由于技術(shù)限制，只能貯備成品疫苗[2]。直到1974年，隨著抗原的生產(chǎn)、純化、濃縮、低溫貯存等一系列的新技術(shù)的出現(xiàn)，世界上第一個(gè)國家級的FMD疫苗庫才于1976年在丹麥建立。隨后，剛獲得無FMD地位的西歐部分國家和FMD早已銷聲匿跡的北美、大洋洲的一些國家，逐漸認(rèn)識到了FMD有可能卷土重來，也迫切希望得到緊急免疫疫苗供應(yīng)。這些國家一方面堅(jiān)持實(shí)行FMD撲殺措施，另一方面積極創(chuàng)造有利于緊急疫苗免疫所需的社會、經(jīng)濟(jì)環(huán)境。在20世紀(jì)五六十年代，許多生產(chǎn)FMD疫苗的廠商都停止了疫苗的生產(chǎn)，另外，西歐在1991年終止了FMD的計(jì)劃免疫。商品化疫苗的短缺，不能夠應(yīng)對突發(fā)的FMD疫情，這些因素使得FMD疫苗貯備成為亟待解決的問題。為促進(jìn)世界各國FMD疫苗庫的協(xié)作與信息交流，OIE曾于2004年和2005年兩次召開特別會議，討論相關(guān)內(nèi)容[3]。

自丹麥?zhǔn)紫冉MD疫苗庫以來，歐美各地的疫苗庫也相繼建成。如1982年建立的北美疫苗庫(NAVB)，主要為美國、加拿大、墨西哥提供疫苗儲備；1985年英國在波布萊特建立國際疫苗庫(IVB)，至少儲備了A15Thailand、 A22Iraq 24/64、 A24Cruzeiro、 Asia 1India 8/79、C1Oberbayern、O1Lausanne、O1Manisa 等病毒抗原各50萬頭份，主要為英國、澳大利亞、新西蘭、芬蘭、愛爾蘭、挪威、瑞典以及后來加入的馬耳他提供疫苗儲備；歐盟疫苗庫(EUVB)于1991年成立并于兩年后投入使用，至少在法國里昂和意大利布雷西亞兩個(gè)國家研究所儲備了O1Manisa、O1BFS、A24Cruzeiro、A22Iraq、C1Noville、 Asia 1Shamir、 A Iran 96、 A Iran 99、 A Malaysia 97和SAT1、SAT2、SAT3型病毒抗原各500萬頭份，經(jīng)歐洲獸醫(yī)行政中心批準(zhǔn)后可在歐洲境內(nèi)外使用。1999年阿根廷也建立了疫苗庫，儲備了O1Campos、A24Cruzeiro、A79Argentina、A87Argentina、C3/85Argentina、C3Indaial等病毒抗原各50萬頭份，SAT1、SAT2、Asia1型病毒抗原各3.5萬頭份[4]。至2001年，西歐又有十幾個(gè)國家加入了疫苗儲備的行列，其中最大的疫苗庫位于德國，該庫儲備了7型FMDV成品疫苗各10萬頭份，凍存抗原各50萬～100萬頭份[5]。與此同時(shí)，丹麥的FMD疫苗庫則退出了歷史舞臺，其疫苗儲備將依賴于歐聯(lián)盟疫苗庫。

2 FMD疫苗庫的應(yīng)用

作為一種疫苗儲備，疫苗庫中的疫苗抗原主要用于牛的緊急免疫，其它情況較少被應(yīng)用。如歐聯(lián)盟疫苗庫首次提供疫苗是在1996年為前南斯拉夫共和國和前阿爾巴尼亞提供48萬頭份的A22FMDV抗原，但只在前阿爾巴尼亞得到應(yīng)用[6]。1999年，歐聯(lián)盟疫苗庫為韓國提供了O型FMD疫苗進(jìn)行免疫，但同時(shí)為日本提供的百萬頭份的O型疫苗在FMD的控制中未發(fā)揮太大作用。2000年以及2006年，該庫兩次為土耳其提供130萬頭份的O-A-Asia1三價(jià)苗，用于在巴爾干半島東部建立疫苗免疫帶[7-8]。2009年，為應(yīng)對A型FMD在中東地區(qū)大流行的危險(xiǎn)，該庫為伊拉克提供了合計(jì)50萬頭份的FMD A型、O型、Asia1型疫苗[9]。2001年英國暴發(fā)FMD期間，英國國際疫苗庫提供了50萬頭份貯存抗原用于疫苗制備[10]。阿根廷疫苗庫在2001年間提供了50萬頭份的三價(jià)苗并全部用于免疫[6]。2011年1月，北美疫苗庫為韓國提供牛、豬疫苗共250萬頭份并立即用于緊急免疫，以阻止韓國國內(nèi)的FMD流行[11]。

3 緊急免疫疫苗的相關(guān)研究

緊急免疫的關(guān)鍵在于使動(dòng)物迅速產(chǎn)生保護(hù)性免疫。國外對牛、羊、豬的相關(guān)實(shí)驗(yàn)顯示，家畜在接受緊急免疫后的2d～4d能夠獲得保護(hù)性免疫[12]，雖然豬在7d內(nèi)，牛在14d內(nèi)還能夠繼續(xù)傳播FMD，但能夠保證免疫動(dòng)物不會發(fā)病[13-14]。與常規(guī)的成品疫苗相比，儲備的抗原具有很多優(yōu)點(diǎn)，一方面，它們可以用于制備單價(jià)/多價(jià)疫苗，還可與不同的佐劑進(jìn)行配伍，以應(yīng)對疫病的流行；另一方面，它們在需要時(shí)可以隨時(shí)應(yīng)用，但有效期相對較短(一般為12個(gè)～18個(gè)月)。以疫苗庫貯備抗原所制備的疫苗以氫氧化鋁佐劑疫苗和油佐劑疫苗兩種最為常見。油苗通常應(yīng)用于反芻動(dòng)物，尤其在南美洲應(yīng)用較多，在免疫產(chǎn)生的速度和免疫持續(xù)期上與氫氧化鋁苗效力相當(dāng)。豬對氫氧化鋁佐劑的反應(yīng)較弱，而液體疫苗和油乳苗對豬的免疫效果較好。Cox等研究表明利用Montanide ISA 206和ISA 25油佐劑能夠提高疫苗的免疫效力，并簡化疫苗的配制[12]。Barnett等利用該佐劑研制出一種分層降溫疫苗，其水相和抗原相分層凍存，注射時(shí)只需將兩相混勻即可[15]。疫苗的效力取決于免疫的有效抗原量、抗原譜的廣度以及免疫持續(xù)期的長短。OIE推薦緊急免疫每頭份疫苗應(yīng)含6PD50的有效抗原，而疫苗庫中的凍存疫苗每頭份的抗原量已經(jīng)超過了6PD50，如英國國際疫苗庫的牛用疫苗每頭份抗原量可達(dá)9PD50甚至112PD50，歐聯(lián)盟疫苗庫的有效抗原量也在OIE推薦之上[16]。

4 未來疫苗庫的發(fā)展趨勢

疫苗庫的國際化是其發(fā)展趨勢。2006年，在澳大利亞疫苗庫、歐盟疫苗庫、北美疫苗庫、墨西哥疫苗庫的電視會議上，建立國際FMD疫苗庫合作網(wǎng)絡(luò)的提議獲得全票通過[17]。疫苗庫之間進(jìn)一步的國際化分工合作可使疫苗的儲備更加合理化。如歐洲疫苗庫的單價(jià)牛苗儲備至少有7000萬頭份，疫苗庫中儲備的抗原卻很少使用，對于一些無FMD的國家而言，在疫苗庫中的投入要遠(yuǎn)小于一旦疫情侵入時(shí)撲滅FMD所需的費(fèi)用。屬于一個(gè)國家的抗原儲備，在一些情況下可以提供與他國享用。疫苗庫的成員國在提出自己需求時(shí)，具有優(yōu)先權(quán)。在這種情況下，疫苗庫成員國越多，平均成本和風(fēng)險(xiǎn)就越小。這種國際化可以降低成本，但也不可避免的會帶來一些問題。為了保證疫苗庫參與國在需要時(shí)能夠及時(shí)獲得疫苗抗原，緊急免疫疫苗的抗原型、疫苗株要盡可能豐富，并且必須有充足的貯備，以滿足不同流行株的緊急免疫所需。如英國國際疫苗庫的參與國包括澳大利亞、新西蘭、愛爾蘭、法國、荷蘭等八國，其中澳大利亞和新西蘭兩國在相互進(jìn)出口方面的限制很少，兩國其一發(fā)生FMD，疫情會隨之蔓延到另一國。在歐洲，問題同樣如此，比如2001年英國發(fā)生FMD期間，疫情迅速蔓延到愛爾蘭、法國和荷蘭，此時(shí)各國在緊急疫苗需求方面會產(chǎn)生沖突。另外，在疫情突發(fā)時(shí)需要大規(guī)模地對易感動(dòng)物進(jìn)行緊急免疫，但現(xiàn)在還沒有哪一個(gè)疫苗庫對某一株疫苗抗原儲備能達(dá)到500萬頭份，抗原儲備還遠(yuǎn)不能滿足此需要。比如澳大利亞，其牛、羊、豬的存欄量分別為2700萬、11500萬、250萬，一旦發(fā)生疫情，若不能及時(shí)撲滅，緊急免疫所需疫苗將遠(yuǎn)超過現(xiàn)有疫苗儲備計(jì)劃。再如，2001年英國FMD爆發(fā)期間，其牛羊豬的存欄量分別為1100萬、2700萬、600萬，而獲得的緊急免疫疫苗只有英國國際疫苗庫提供的50萬頭份和歐聯(lián)盟疫苗庫提供的500萬頭份。

5 亟待解決的問題

首先，疫苗庫中保存的抗原范圍必須足以應(yīng)對所有可能突發(fā)疫情。這就對基本病毒株、疫苗株的數(shù)量、疫苗組成中不同病毒株之間抗原量的配比等問題提出了更高要求。疫苗庫的意義在于預(yù)見性的儲備抗原以應(yīng)對可能暴發(fā)的血清型和亞型的FMD。如果在緊急疫情出現(xiàn)時(shí)，疫苗庫中的抗原完全不能與流行病毒株匹配，疫苗庫的存在也就失去了意義，所以疫苗血清型和病毒株的選擇一直是疫苗庫決策中的關(guān)鍵。過去，在新流行病毒株出現(xiàn)，而現(xiàn)有疫苗不能匹配的情況下，通常采用同血清型的FMD疫苗進(jìn)行大劑量緊急免疫，并在3周～4周后進(jìn)行二免，直至新疫苗病毒株研制成功。而新疫苗株的研制絕非易事，在許多情況下，新疫苗株并不能夠很好的適應(yīng)組織培養(yǎng)，其產(chǎn)生的抗原量、免疫原性都比較低。因此，對世界流行的FMD進(jìn)行廣泛、深入的流行病學(xué)監(jiān)測顯得尤為重要，這方面還有許多問題亟待解決。由于有許多國家和地區(qū)的有關(guān)信息無法獲得，因此積極參與FMD研究的國際組織，或與周邊國家加強(qiáng)疫情監(jiān)測聯(lián)絡(luò)，以及加入國際疫苗庫網(wǎng)絡(luò)很有必要。

其次，用于緊急免疫的抗原在制備、純化技術(shù)等方面還需完善，以提高抗原的穩(wěn)定性，在免疫后容易和自然感染動(dòng)物區(qū)分。FMDV細(xì)胞培養(yǎng)物在經(jīng)滅活、濃縮時(shí)，一些蛋白酶也容易隨之留存于疫苗抗原中，這在一定程度上有可能影響疫苗抗原的穩(wěn)定性。雖然在短期內(nèi)不會對疫苗的效力有太大影響，但會給疫苗的長期保存造成不利。另外，現(xiàn)代FMD疫苗在制備過程中雖然可以除去大部分非結(jié)構(gòu)蛋白，而動(dòng)物在多次免疫后還會產(chǎn)生針對非結(jié)構(gòu)蛋白的抗體。解決這一問題的關(guān)鍵在于最大限度的降低成品疫苗中的非結(jié)構(gòu)蛋白抗原，此外還需要建立疫苗抗原中的非結(jié)構(gòu)蛋白污染最大限度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

最后，緊急免疫疫苗在激發(fā)動(dòng)物保護(hù)性免疫的時(shí)效方面還有待改進(jìn)，從而降低免疫后帶病毒動(dòng)物繼續(xù)向易感動(dòng)物傳播病原的危險(xiǎn)。目前對于FMD的免疫相關(guān)研究取得了較大進(jìn)展，如疫苗免疫的體液反應(yīng)、先天性免疫、細(xì)胞免疫、細(xì)胞因子、粘膜免疫等其它方面的免疫機(jī)制，這些問題的闡明，有助于在提高FMD疫苗免疫效力的研究上取得新的進(jìn)展。

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