曹增國,王化磊,王麗娜,楊松濤,夏咸柱
委內(nèi)瑞拉馬腦炎(Venezuelan equine encephalitis,VEE)是一種由蚊媒傳播的人獸共患病毒性傳染病[1],可引起人和馬輕微發(fā)熱,或?qū)е聡?yán)重的腦炎癥狀[2]。該病主要經(jīng)蚊蟲叮咬傳播,還可經(jīng)實(shí)驗(yàn)室感染[1]。也有研究證實(shí)氣溶膠也是一種重要的傳播途徑[3]。該病的病原為VEE病毒(VEE virus,VEEV),是披膜病毒科甲病毒屬的VEEV復(fù)合物中的一種。VEEV復(fù)合物由6種抗原上相關(guān)但又不完全相同的病毒組成,包括6種抗原亞型(Ⅰ~Ⅵ),Ⅰ和Ⅲ亞型又分別包括5個(gè)和3個(gè)變異株(即ⅠAB、ⅠC~ⅠF以及ⅢA~ⅢC)[1]。VEEV屬于Ⅰ亞型,是最主要的致病因素[4]。VEEV囊膜中含有2種糖蛋白E1和E2,其中E2蛋白是主要的保護(hù)性抗原,可刺激機(jī)體產(chǎn)生中和抗體和血凝抑制抗體[4]。
我國雖然尚未發(fā)現(xiàn)VEE病例,但有些地區(qū)陸續(xù)分離到與其同屬的東、西方馬腦炎病毒或在人群和動(dòng)物中檢測(cè)到相關(guān)抗體[5-9],且隨著國際交流及人員往來的日益頻繁,該病傳入我國的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。本病目前尚無特效藥及療法,疫苗免疫注射是控制該病的主要方法。目前尚無已獲批的人用及獸用疫苗,但滅活疫苗C-84和弱毒疫苗TC-83已處于新藥臨床研究階段[10-12]。本文綜述了VEE疫苗的最新研究進(jìn)展,旨在為該病的新型疫苗研究及防控策略制定提供參考。
最初制備的VEE疫苗是滅活疫苗,如福爾馬林滅活疫苗C-84,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明其可刺激機(jī)體產(chǎn)生高效價(jià)的抗體[4],在制備之初通過對(duì)志愿者試驗(yàn)證明了其免疫原性,但由于少數(shù)志愿者出現(xiàn)輕微或全身臨床癥狀,提示仍存在一定的危險(xiǎn)性[13]。滅活疫苗較低的免疫原性也在一定程度上限制了該類疫苗的發(fā)展[14]。由于C-84須多次免疫注射才能使中和抗體維持在有效保護(hù)水平,現(xiàn)基本已被弱毒疫苗所取代[4,10]。
目前應(yīng)用最多的為弱毒疫苗,如利用強(qiáng)毒株(Trd株)通過豚鼠胎兒心臟細(xì)胞連續(xù)傳代研制的弱毒疫苗TC-83現(xiàn)已作為臨床研究用新藥被廣泛應(yīng)用于各類實(shí)驗(yàn)[15]。目前,TC-83主要應(yīng)用于馬的預(yù)防免疫中[16],且已有很長一段時(shí)間的安全史。相關(guān)研究表明,TC-83不僅可以預(yù)防ⅠAB和ⅠC亞型VEEV感染,對(duì)ⅠD和ⅠE亞型也有一定的預(yù)防作用[4]。有研究利用反向遺傳技術(shù)構(gòu)建了野毒株Trd的全長cDNA感染性克隆,通過定點(diǎn)突變構(gòu)建出弱毒疫苗株 V3526[1,17]。Fine 等[18]在靈長類動(dòng)物中評(píng)估其免疫原性和神經(jīng)毒性,證明其不僅可刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng),且通過皮下途徑注射后基本無神經(jīng)毒性。馬的免疫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)皮下注射102PFU的弱毒疫苗V3526時(shí),即可對(duì)強(qiáng)毒株Trd的攻擊產(chǎn)生有效保護(hù)[17]。Reed等[19]實(shí)驗(yàn)證明,弱毒疫苗株V3526不僅能使非人的靈長類動(dòng)物如猴子產(chǎn)生對(duì)ⅠAB型病毒氣溶膠感染的保護(hù),而且還能產(chǎn)生對(duì)ⅠE型病毒感染的保護(hù),從而提示V3526作為預(yù)防VEEV氣溶膠感染的候選疫苗株的可能。但目前由于弱毒疫苗缺乏較好的免疫原性,并且可引起較為嚴(yán)重不良反應(yīng),而未能廣泛應(yīng)用于人類[10,20]。
重組活載體疫苗是把保護(hù)性外源基因插入到病毒或細(xì)菌基因組中,構(gòu)建表達(dá)該外源基因的重組病毒或細(xì)菌,用該重組病毒或細(xì)菌免疫動(dòng)物后可表達(dá)外源目的蛋白,刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。腺病毒、痘病毒和皰疹病毒等是常用的病毒表達(dá)載體。Rosas等[21]將VEEV的結(jié)構(gòu)基因插入到Ⅰ型馬皰疹病毒(EHV-1)疫苗株RacH中,構(gòu)建出重組病毒rH-VEEV,該重組病毒可使小鼠對(duì)致死性VEEV的攻擊產(chǎn)生完全保護(hù)力,且在不產(chǎn)生中和抗體的情況下,該保護(hù)力主要與細(xì)胞毒性T細(xì)胞和VEEV特異性IgG抗體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有關(guān)。Williams等[22]通過對(duì)重組腺病毒活載體疫苗的VEEV結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行優(yōu)化,通過增加密碼子的使用率和提高信使RNA的水平,使蛋白表達(dá)水平得以提高。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明優(yōu)化VEEV結(jié)構(gòu)基因的重組腺病毒活載體疫苗,小鼠的特異性抗體水平提高10倍,亦可提高攻毒保護(hù)。研究還證明此疫苗可聯(lián)合制備多聯(lián)疫苗。Rossi等[23]將腦心肌炎病毒的內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(internal ribosome entry site,IRES)插入到VEEV弱毒株上,構(gòu)建了1株不穩(wěn)定的定點(diǎn)突變株,此毒株免疫小鼠可產(chǎn)生抗體,并對(duì)致死性氣溶膠VEEV感染有一定的保護(hù)力,但是該突變株的免疫原性及保護(hù)效率有待進(jìn)一步提高。在上述研究的基礎(chǔ)上,Guerbois等[24]將亞基因組啟動(dòng)子應(yīng)用于弱毒疫苗株TC-83中,并且使IRES僅調(diào)控VEEV衣殼蛋白的表達(dá),構(gòu)建了VEEV/IRES/C疫苗候選株。該疫苗株在小鼠體內(nèi)連續(xù)傳代仍可保持穩(wěn)定的減毒性狀,且對(duì)乳鼠的毒力更低,但對(duì)VEEV的強(qiáng)毒保護(hù)水平與TC-83弱毒疫苗株相當(dāng),該研究將有效的免疫原性和保護(hù)力同更低的毒力結(jié)合在一起,同時(shí)降低毒株在自然狀態(tài)下傳播的可能。
DNA疫苗又稱基因疫苗,是指將編碼某種蛋白抗原的重組真核表達(dá)質(zhì)粒直接注射到動(dòng)物體內(nèi),宿主細(xì)胞攝取后轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)出抗原蛋白,此抗原蛋白能刺激機(jī)體產(chǎn)生非特異性和特異性2種免疫應(yīng)答,從而起到免疫保護(hù)作用。Ljungberg等[25]研制出一種由質(zhì)粒介導(dǎo)的以VEEV復(fù)制子為載體的DNA疫苗,即將現(xiàn)有的安全模式和加強(qiáng)了免疫原性的病毒復(fù)制子結(jié)合起來的新型基因工程疫苗,該DNA復(fù)制子可通過轉(zhuǎn)入的VEEV 26S啟動(dòng)子表達(dá)高水平蛋白,并且在小鼠體內(nèi)通過維持糖蛋白的細(xì)胞免疫,同時(shí)啟動(dòng)Th1型細(xì)胞免疫應(yīng)答。該疫苗的使用劑量比其他疫苗小很多,從而說明其具有更好的免疫原性。Dupuy等[14]在體外重組了VEEVⅠAB、VEEVⅠE、穆坎博病毒、東方馬腦炎病毒、西方馬腦炎病毒的E1或E2蛋白基因,在巨細(xì)胞病毒啟動(dòng)子的介導(dǎo)下使嵌合基因表達(dá)多種蛋白。該研究通過定向分子進(jìn)化制備了重組突變株DNA疫苗,從而刺激機(jī)體產(chǎn)生中和抗體。
VLPs 是由某種病毒的一個(gè)或多個(gè)蛋白的多拷貝自主包裝形成的空衣殼結(jié)構(gòu),擁有與天然病毒或亞病毒粒子相同的抗原結(jié)構(gòu),能有效刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答,免疫原性好[26-27]。由于VLPs不含遺傳物質(zhì),不能自主復(fù)制,所以具有良好的安全性?;谝陨蟽?yōu)點(diǎn),軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所已開展針對(duì)VEEV VLPs疫苗的研究,并取得階段性成果,為研制安全、高效的新型疫苗提供了技術(shù)儲(chǔ)備。
國際交流的日趨頻繁大大增加了VEE傳入我國的風(fēng)險(xiǎn),且我國部分地區(qū)已有東方馬腦炎、西方馬腦炎等與VEEV同屬病毒所引起病例的出現(xiàn),提示必須提高警惕。本著“關(guān)口前移,人病獸防”的原則,應(yīng)從源頭做好人獸共患病的防控工作,對(duì)外來動(dòng)物疫病應(yīng)嚴(yán)防嚴(yán)控[28]。目前,對(duì)于VEE的防控還主要依靠弱毒疫苗和滅活疫苗,隨著分子生物學(xué)技術(shù)及基因工程技術(shù)的迅猛發(fā)展,新型疫苗的研發(fā)取得突破性進(jìn)展,但多種前景良好的疫苗仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用及商品化還有很長的路要走。隨著研究的不斷深入,VEE疫苗研究領(lǐng)域必將迎來新的階段。
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