东莞市企石镇农业技术服务中心(东莞市企石镇畜牧兽医站、东莞市动物卫生监督所企石分所)
摘要:禽流感是一种重要的人兽共患病,给我国家禽养殖业和人民健康造成了严重威胁。流感病毒疫苗是目前防控流感病毒的有效方法,为了人类健康和养殖业的健康稳定发展,国内外学者不断研发不同类型流感病毒疫苗,以防控大流行性流感再次来袭。本文就禽流感病毒疫苗研究进展展开探讨。
关键词:禽流感病毒;疫苗;研究进展
引言
疫苗免疫是防止疾病传播的有效策略。2002年-2010年,在高致病性禽流感流行的国家,有1131万只家禽使用了超过1310亿羽份的H5亚型禽流感疫苗,对禽流感的暴发和流行控制起到了重要作用。但在疫苗免疫选择压力下,AIV很容易发生免疫逃逸性变异,需要及时升级疫苗来应对。除此之外,研制更加安全、广谱、免疫保护性好的疫苗是目前禽流感防控需要解决的问题。
1禽流感的发病特点
通常禽流感会与大肠杆菌病、传染性气管炎和支气管炎等形成混合感染,死亡率与发病率的高低受禽群性别、生长环境以及自身毒株等因素影响较大。例如,禽流感病毒进入到黏膜时,将促进大肠杆菌继发感染,从而导致禽流感病毒血凝作用进一步增强,进而造成禽群发病率与死亡率都相对较高。禽流感病毒的血清类型较多,不同类型之间的交叉保护功能较弱,同一类型血清中的不同毒株之间也存在较大差异。
2禽流感病毒疫苗的原理
疫苗是一种免疫保护性生物制品,经机体识别后,结合机体后产生免疫机制,诱导机体产生特异性抗体,以此抵抗病原体的侵袭,并产生细胞免疫和体液免疫,或仅一种免疫方式,同时产生记忆性免疫细胞,建立起长期抗感染或减小毒力作用。
3禽流感病毒的分类及致病性
(1)禽流感病毒的分类。根据病毒粒子表面的NA与HA,可以将禽流感病毒分成9个N亚型与15个H亚型。其中H5与H7这两个类型的禽流感病毒很容易转变为高致病性禽流感,如果没有在早期对其进行有效控制,将会在禽群中迅速传播和繁殖,所以受到养殖人员和科研人员的重点关注。(2)禽流感的致病性。从致病性程度方面来看,禽流感病毒可以分成非致病性、低致病性以及高致病性3种类型。而H5与H7亚毒株能够引发高致病性禽流感,这种禽流感病毒传播的速度非常快,潜伏期也比较短,同时发病也非常急,并且发病率与死亡率十分高,不过传播范围有限制。而低致病性禽流感则相反。当禽群感染低致病性禽流感后,若不及时采取合理措施,将难以根除,并且疫情会不断扩散,病毒毒力还将进一步增强。
4禽流感病毒疫苗的研发与应用
4.1禽流感病毒灭活疫苗
灭活疫苗是用甲醛或其他灭活剂灭活流感病毒鸡胚尿囊液或细胞培养液,再辅加佐剂制成。该灭活苗安全性高、免疫原性强、可制备多价苗、不出现返强和变异现象,是目前被广泛应用的疫苗,主要包括自然分离株和重组病毒研制的疫苗。自2003年起,农业部指定研制了禽流感灭活疫苗,如华南农业大学、扬州大学生物制品研究开发中心等研发的二类禽流感灭活疫苗(H9亚型:SS株),得到农业部批准,其作用安全有效。如今禽流感病毒灭活疫苗得到了有效的发展,如运用重组禽流感病毒(H5+H7)二价灭活疫苗对商品肉鸡进行免疫保护,对免疫商品鸡攻H5亚型和H7亚型禽流感强毒后,发现该灭活疫苗具有良好的免疫效果。运用鸡新城疫(ND)-传染性法氏囊病(IBD)-禽流感(AI)(H9亚型)三联灭活疫苗对雏鸡进行免疫,结果对7~14 d雏鸡免疫保护效果较好。
运用三价灭活油乳剂疫苗,对感染H5N8亚型高致病性禽流感病毒和毒性基因型VII新城疫病毒的SPF鸡进行免疫,该三价灭活苗具有显著的临床保护作用。
4.2基因工程亚单位疫苗及病毒样颗粒疫苗
基因工程亚单位疫苗是将病毒粒子中具有保护性的亚单位抗原成分,通过真核或原核表达系统表达并纯化后,加入佐剂制备而成。通常使用的表达系统有真核表达系统、酵母表达系统、原核表达系统和植物表达系统。基因工程亚单位疫苗的另一个优点是可以发挥佐剂的功效,通过添加相应的佐剂可以提高疫苗的免疫原性。将H5N1(A/Indnesia/05/05)血凝素球状结构域的HA1基因扩增并克隆到pET-28a表达载体中,在大肠埃希菌BL21中表达目的蛋白并纯化,获得了表达正确折叠的HA1抗原,用90μg HA1蛋白加壳聚糖佐剂免疫兔,兔可产生针对HA1的中和抗体。利用合适的表达系统可以获得大量的特异性抗原蛋白,大大降低生产成本,具有很好的商业前景。病毒颗粒样疫苗(VlPs)是含有一个或多个AIV结构蛋白的不含病毒遗传物质的空心颗粒。以A/chicken/Korea/Gimje/2008(H5N1)母本构建病毒样颗粒,使用杆状病毒表达系统表达单独的HA(HA-VlP)或者是HA和基质蛋白(M1;HAM-VLP),免疫鸡后HA-VlP和HAM-VlP可以诱导出与全病毒灭活苗相当的HI抗体水平。构建针对AIV HA(H5N1、H7N3、H9N2)蛋白的VlPs,同时还包括流感病毒N1和逆转录病毒gag蛋白,免疫鸡后,用异源HPAIV H5N2和H7N3攻毒未免疫鸡出现死亡,而对照组全部死亡;LPAIV H9N2攻毒的鸡模型中也检测到抗体,表明制备的VlPs对鸡可以提供异源AIV保护能力。VlPs不含核酸,因此可以完全避免其他病毒的感染,安全性很高,并且可以有效刺激机体的抗体产生,同时还可以大规模生产,因此也是现在的研究热点。
4.3疫苗的应用
基因工程技术的不断应用和新型佐剂的涌现,更加速了疫苗研发的脚步。不断研究更为安全有效的禽流感疫苗,克服传统疫苗的缺陷,更好地防控禽流感,成为科研人员关注的焦点。进入二十一世纪以来,生物技术取得了突飞猛进的发展,其中基因工程技术的深入研究和应用,促使疫苗相关技术不断取得突破。我国研究人员将鸭肠炎病毒为载体插入H5亚型HA基因,制成H5亚型病毒活载体疫苗,可在保护鸭群免受H5N1亚型禽流感以及鸭肠炎病毒感染方面具有良好的效果。哈尔滨兽医研究所分别以鸡痘病毒与新城疫病毒为载体插入H5亚型HA基因,制成H5亚型禽流感减毒活载体疫苗,经由农业部批准投入实际应用中。2013年中国科学家26日在杭州宣布,成功研发出人感染H7N9禽流感病毒疫苗株,这也是中国自主研发的首例流感病毒疫苗株。现阶段,我国能够研制与应用的疫苗主要有灭活全病毒苗、DNA疫苗、亚单位疫苗、重组活载体疫苗和通用疫苗、反向遗传重组疫苗、转基因植物疫苗等。
结语
随着生物技术的不断发展,科技工作者们研制出许多基于新技术的新型疫苗,在预防禽流感方面取得了可喜的成绩。但也应该看到,AIV在抗原性和致病性方面不断变化,给禽流感的防控带来了挑战。所以应加强禽流感疫苗的研发,一方面是研制广谱性疫苗,应对禽流感病毒不断变异的局面;另一方面是研制标记疫苗,满足扑灭和净化高致病性禽流感的技术需求。
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