
动物疫苗现状和研究展望
控制和消除畜禽传染病对保证养殖业健康发展具有重要意义。传染病防治的原则是消除传染源,切断传播途径,保护易感人群。这篇文章的主题是关于疫苗。疫苗免疫的主要功能是保护易感人群。显然,要有效控制甚至消灭传染病,仅靠疫苗是不够的,因为疫苗不能解决传染源和传播途径的问题。我国在应用疫苗控制动物疫病方面存在一些误区,即过于依赖疫苗关于疫苗。这一思想存在于相当多的决策领导中,也存在于一些操作人员和技术人员中。只有正确认识疫苗在控制乃至消除畜禽传染病中的作用,能否把握疫苗研究方向,正确使用疫苗(
疫苗根据是否含有活病原体可分为活疫苗和灭活疫苗;根据其研制方法和生产技术,可分为常规疫苗和新型疫苗。所谓“新疫苗”,是指20世纪70年代以来在重组DNA技术和分子生物学基础上发展起来的疫苗被称为重组疫苗或基因工程疫苗。无论何种疫苗,都必须考虑三个因素:安全性、免疫效果和价格可接受性。此外,疫苗使用的便利性也是一个需要考虑的因素。上述三个因素的价格可接受性对于动物疫苗来说尤为重要,因为动物疫苗与人类疫苗有很大的不同。例如,一种禽流感疫苗只需几分钱,而一种人流感疫苗则需60-70元/人(
就畜禽疫苗而言,常规疫苗在世界上仍占主导地位,中国也是如此。在未来相当长的一段时间内,传统疫苗仍将主导市场. 这是因为:(1)基因工程疫苗研制周期长,安全性评价要求更严格;② 目前针对仔猪腹泻的基因缺失疫苗只有伪狂犬病疫苗、沙门氏菌疫苗和大肠杆菌疫苗;③ 目前正在开发的基因工程疫苗很多,生产成本高,价格的可接受性是一个很大的问题。基于上述情况,我国畜禽疫苗的研究应该有两种途径:一是常规疫苗的研究,用新的常规疫苗来补充或替代现有的常规疫苗;二是加强新v的研发为控制和消除畜禽传染病研制有效疫苗。本文将从以下三个方面论述动物疫苗的发展:1)传统疫苗的主要缺陷及研究和改进的空间;② 对新疫苗的需求以及已经使用和正在研究的新疫苗;③ 新型疫苗的未来发展方向
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。最初的活疫苗实际上是一种野生病毒。例如,在唐代,天花病人的脓肿被用来接种疫苗以防止天花的严重爆发。现代一些国家和地区利用传染性喉气管炎(ILT)的野生病毒研制活疫苗。现在很少见,因为安全性太差。目前,大多数常规活疫苗都是以不同的方式进行人工减毒。由于这种弱化过程难以控制,疫苗病毒仍需在动物体内增殖诱导较强的免疫力,一般的活疫苗具有一定的残留毒力或致病性。疫苗的残余毒力和免疫反应往往是矛盾的。从安全角度看,疫苗的残留毒力越小越好,完全无毒,但这种活疫苗往往产生弱免疫力。这在传染性法氏囊病(IBD)活疫苗中尤其明显。在母体抗体存在的情况下,IBD完全减毒疫苗不能产生保护作用。另一方面,如果残余毒力达到一定水平,可以产生较强的免疫力,但也可以产生临床或亚临床疾病,在IBD疫苗的情况下,也可以对其他疾病产生免疫抑制。疫苗的残余毒力是引起免疫副作用的主要原因,如鸡使用IB和nd活疫苗引起的呼吸道疾病副作用,以及使用繁殖和呼吸综合征活疫苗引起的副作用猪的疫苗。减毒活疫苗除了残留毒力外,还有一个更大的问题,就是疫苗株与野生株的重组,导致新株的出现。这在IB活疫苗中尤为突出。如果疫苗病毒和野生病毒同时存在于鸡体内,可能会出现新的重组病毒,特别是S1基因重组。有时,疫苗病毒会逆转并增强致病性。例如,禽a亚群白血病病毒(ALV)的末端重复序列可以通过MDV血清型2检测到,疫苗的激活可以促进ALV的复制和肿瘤的发生。传统的活疫苗虽然存在这些安全性问题,但其安全性仍有待提高动物疫苗因其成本低、免疫性强、体液免疫、细胞免疫、局部黏膜免疫和非特异性免疫应答
等优点而起主导作用,除活疫苗外,灭活疫苗仍在畜禽中使用,具有安全性好的优点。只有在少数情况下,事故发生由于不完全失活。但是,灭活疫苗的成本比活疫苗高,因此需要佐剂来提高免疫应答;另一个重要的缺点是它只能诱导体液免疫反应,因此虽然抗体水平很高,但不能阻止入侵毒力在肠道或呼吸道的复制和排泄生殖道。然而,灭活疫苗产生的高水平体液免疫会严重干扰后代的主动免疫。一些灭活疫苗,特别是大肠杆菌等全军灭活疫苗,也会引起严重的副作用(
2研究和改进的空间
上述常规疫苗的主要缺陷,但它们仍然是畜禽疫苗的主导产品。因此,在研究新疫苗的同时,不能放弃对新常规疫苗的研究。通过使用传统方法,仍然有可能开发出比现有疫苗更安全和/或免疫效果更好的活疫苗。例如,在我BD活疫苗,有的疫苗在母体抗体存在时不能产生强免疫,不能抵抗超强毒力的攻击,有的疫苗在母体抗体存在时能产生强免疫,能抵抗超强毒力的攻击,但残留毒力太强,而且在某些情况下会使鸡产生强烈的免疫抑制。利用常规方法研制出一种在一定母源抗体存在的情况下,能产生较强免疫力、抵抗超强毒力攻击而不引起鸡明显免疫抑制的新型疫苗,成为我们工作的突破口。作者研制的IBD中活性疫苗(NF8株)中国畜牧集团南京制药机械厂实验室具有上述特点。已生产推广近80亿,受到用户的广泛好评。另一个例子是,nd活疫苗也可以通过常规方法进行改进。目前或今后很长一段时间内,我国Nd的控制将主要依靠疫苗的使用。关键问题是,在免疫鸡中存在或进入强毒病毒仍能引起感染,并在随后的呼吸道或消化道粘膜中传播,复制和排泄,并在群内维持传播。因此,除了低毒力(ICPI≤ 0.4),无明显反应有呼吸道副作用,还需要刺激较强的免疫力,特别是呼吸道和消化道黏膜的高水平免疫力。该疫苗可显著降低接种鸡呼吸道和肠道Nd毒力感染和复制水平,有利于Nd的控制。维特最近在讨论鸡马立克氏病(MD)时指出,虽然经典的病毒学方法目前并不流行,但它们可能提供一些有前途的产品。在细胞培养中,他发现RMI株是mdvjm株中的一种减毒病毒,它整合了网状内皮组织增生症的LTR序列。RMI毒株对所有毒株都具有超强毒力的保护作用除此之外,传统的消防疫苗还有许多研究和改进的空间,如高效免疫佐剂、增强剂、工艺改进和高效复合疫苗的开发,etc(
2.对新疫苗的需求以及对新疫苗
1和新疫苗
2的需求。如上所述,用常规方法研究畜禽新疫苗仍有空间。然而,一般来说,传统的经典方法可以用来研制比现有疫苗更安全、更有效的活疫苗,这一过程是不可控的,而且往往是随机和偶然的。德新疫苗的开发远不如畜禽群疫苗的开发快。例如,IB新的致病类型和血清的出现、IBD超强毒力的流行以及MD病毒毒力的不断增强等,都要求研究新的、可在此过程中加以控制的定向疫苗。根据一些传染病控制和消除方案的实施情况以及免疫监测的要求,有必要将自然感染与疫苗接种产生的免疫应答区分开来。一般来说,传统疫苗很难做到这一点,但基于DNA重组技术和分子生物学的新型疫苗很容易实现切记。这是伪狂犬病基因缺失疫苗抢救中心
的一个很好的例子,对于大多数细菌性疾病,目前还没有用常规方法研制出活疫苗,但大多数灭活疫苗效果并不理想。我国细菌性疾病的控制依靠维生素、抗生素越来越严重,不仅增加了成本,而且对食品安全构成了重要威胁。因此,利用新的方法研究重要细菌性疾病的疫苗迫在眉睫。基于DNA重组技术和分子生物学的新型疫苗有几个共同的要求:(1)安全性要高于现有的常规疫苗(2)如果免疫效果不明显要比常规疫苗高一点,至少要与常规疫苗持平(3)价格大致与常规疫苗持平(4)解决一些常规疫苗无法解决的问题,如区分自然感染和疫苗应答
2.已使用和正在研究的新疫苗
世界上已获得许可并正在使用和研究的新疫苗有四种:一种是灭活产品,如重组蛋白疫苗;二是灭活产物,如重组蛋白疫苗;第2类产品是由基因缺失病原体制成的基因缺失疫苗;有三种类型是向量表达插入基因的基因;四种类型是基因疫苗和活DNA疫苗。一类产品重组α 以及γ 干扰素和其他细胞因子。α 干扰素能抑制某些病毒的感染γ 干扰素能增强MHCП 它还可以改善体重增加。由在真核细胞或原核细胞中表达的重组蛋白制成的亚单位疫苗也属于这一类,但很少有亚单位疫苗被批准用于动物疫苗领域。两种产品是基因缺失疫苗或标记疫苗,可以删除或改变与毒力和抗体产生相关的特异基因,在血清学检测中可以区分野生病毒感染和疫苗应答。最成功的考试畜禽基因缺失疫苗有猪伪狂犬病、肠炎沙门氏菌(SE)疫苗和鼠伤寒沙门氏菌(typhimurium)疫苗,由于致病基因是从疫苗株中删除的,所以使用起来非常安全。在这三种产品中,以鸡痘病毒、马立克氏病病毒(HVT和MDVⅠ型)、腺病毒和沙门氏菌为载体。载体疫苗的研究已有近20年的历史。涉及到多种动物疫苗。以鸡痘病毒为载体的MD疫苗和ND疫苗已在世界范围内得到认可,但迄今为止,大规模应用的还很少。其原因是该载体的母源抗体或先前的免疫干预重组疫苗的免疫效果。有些重组病毒经多次细胞培养后,在动物体内不能很好的复制,这使得重组疫苗的效果不佳,有待改进。通过近10年的不懈努力,本实验室解决了母源抗体严重干扰重组鸡痘病毒疫苗免疫效果的问题,克服了载体疫苗产业化的障碍。DNA疫苗的优点是能同时诱导细胞免疫和体液免疫。然而,DNA释放到APC中的效率还有待提高,在安全性、免疫效率、生物相容性等方面还有很长的路要走价格和价格。最近,FDA批准了两种DNA疫苗,一种用于鱼类,另一种用于人类(
3。新疫苗
的未来发展方向如上所述,使用疫苗的目的是控制甚至消除重要的传染病。根据我国畜禽疫病的流行和控制情况,新型疫苗的研制应重点关注以下几个方面。首先,该国需要区域根除和国家根除规划。根据世界各国实施这一计划并成功消灭部分传染病的经验,从停止使用所有常规活疫苗(灭活疫苗、灭活疫苗)到目前为止还有一个阶段n)在这个过程中停止使用所有疫苗。在中国,这个阶段可能比较长。此时,需要新的疫苗来取代现有的常规活疫苗和灭活疫苗。这些疫苗的反应可与野生病毒感染的反应区分开来;应能弥补常规灭活疫苗不能产生细胞免疫和有效局部免疫的不足。二是现有的常规疫苗存在很大的缺陷,用PRRS等常规方法难以在短期内克服。第三,使用这种疫苗可以大大减少畜禽抗生素的使用量。第四,一些重要的传染病有更好的常规疫苗。新研制的疫苗应具有1-2个重要特性,比常规疫苗好得多。因此,它们可以作为常规疫苗
的补充,在今后的新型动物疫苗研究中应特别注意以下几个问题:
1(
2)对于一些免疫机制尚不清楚的疾病,如猪的PRRS和pvc-2感染,鸡贫血和rev感染,疫苗的研制必须建立在发病机制和免疫机制研究的基础上,I~ZK
3与21世纪病原基因组学和蛋白质组学的研究相结合,人类已经进入后基因组时代。确定最重要的传染病病原体的完整基因序列并不遥远。目前,大多数病毒病原体都有完整的基因序列。近年来,病原菌全基因组序列已超过20个,一些基于病原菌全基因组序列的新技术平台,如RNA病毒反向遗传技术、DNA病毒亚基因组片段制备传染性病毒技术等,为新一代病毒疫苗的研制提供了更广阔的空间。反向疫苗学以细菌基因组学和蛋白质组学为基础,采用大规模、高通量、自动化和计算机分析方法进行筛选在短时间内从整个细菌基因组中获得大量具有保护性免疫应答的候选抗原,并完成克隆、表达和纯化,无疑将为开发针对某些复杂病原体特别是细菌病原体的新型疫苗开辟一条新的途径。研制B亚群脑膜炎奈瑟菌疫苗是一个成功的例子。然而,无论哪种新型疫苗,除了安全性外,仍难以提高商品化畜禽群体的免疫效果(
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