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新型动物疫苗的研究现状及进展

L/VESTOCKANDfOULTRY|NDUsTRYNO.248 

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展.中国兽医杂志,2007(10):46-48 新型动物疫苗 

的研究现状及进展 

姚贵哲 · 祝超 张振梅z 崔尚金z 钱爱东- (1吉林农业大学,吉林 长春 130118;2中国农业科学院哈尔滨兽医研究 所兽医生物技术国家重点实验室猪传染病研究室) 

中图分类号:¥852.4 文献标识码:A 文章编号:1008—0414(2009)12—0016—03 

摘 要 近年来,免疫学、分子生物学、微生物学、生物化学和其它一些基础学 

科的飞速发展,为动物疫苗的研究指明了新的方向,并且提供了相关的技术条件保 

证,特别是基因工程学和蛋白质组学以及其它一些新的技术为主体的现代生物技术 

的发展更是大大促进了新型的疫苗研究的步伐.并使新型疫苗的应用朝着实用化迈 了一大步。目前,亚单位疫苗、基因缺失疫苗以厦栽体疫苗被公众认为是可以考虑作 

为替代传统疫苗的新型疫苗,该文对这些新型动物疫苗的研究现状和进展进行了综 述,以期能够进一步促进大家对其了解,并加快其发展,以便早日应用。 

关键词 疫苗学 动物疫苗 疫苗的研究进展 

1796年Edward Jenner发现接种 

牛痘可以抵抗天花.牛痘苗的发现标 

志着疫苗学的诞生.从而使得整个医 

学界发生了改变。在Jenner发现牛痘 

苗后一个半世纪里主要进行的是原理 

的研究.在其后的五十年里进行预防 

免疫接种的效果得到了证实.并在全 

世界范围内根除了天花并且有效地减 

少了其它一些烈性的传染病感染.例 如:脊髓灰质炎、白喉、破伤风、百日 

咳、麻疹、腮腺炎以及风疹病毒的感染 

等.这些也都证明了免疫接种是有效 

的预防、控制甚至根除传染病的方法 

【l】。 

作为一门多学科性的学科.疫苗学 

涉及了免疫学、微生物学、分子生物学、 

生物化学、统计学同时还涉及到一些规 章制度、许可标准、道德等方面的因素。 

兽医免疫学具有广泛的应用空 

间。最初的目的是用来预防和控制动 

物传染病、改善动物福利、降低肉用动 

物的生产成本1l 31。进行大规模的动物 

疫苗接种最主要的目的还是用来预防 

动物的传染病。除此之外,由于免疫接 

种程序的广泛应用,使用于治疗各种 

收稿日期:20o9—1O一25 作者简分:姚贵哲(1984-),男(蒙古族),硕士 研究生.主要从事动物病毒学方面的研究 通讯作者:崔尚金(197l一),男(汉族),副研 

究员,博士,硕士生导师,主要研究方向为 

猪病快速诊断与流行病学研究 · 不同疾病的药物明显减少.这就减少 

了药物对环境的影响和动物性产品中 

的药物的残留131。简单的说.兽用疫苗 不仅提高了动物的健康水平.也大大 

的提高了公共卫生水平。 

当前的传统疫苗主要是指灭活苗 

和弱毒苗。传统疫苗相当大的改善了 

动物健康和公共卫生的水平。但也存 

在着很难解决的弊端。如,常规疫苗生 

产成本高,需要佐剂和多种免疫接种 

方式才能引起有效地免疫保护.并且 容易受到母源抗体的干扰,而对新生 

幼畜具有很低或没有免疫保护作用13, 

类毒素可以引起体液免疫应答但是 

不产生或产生很少的细胞免疫应答: 

灭活苗中不能引起免疫应答的部分不 

仅对预防传染没有作用,反而有可能 

减弱能引起免疫反应部分产生的免疫 保护作用。灭活苗中还含有对机体有 

害的物质,例如,内毒素等{51。 

弱毒疫苗既可以产生体液免疫又 

能产生细胞免疫。但是弱毒疫苗仅适用 

于少数病原和免疫力低下的动物。并且 

弱毒疫苗存在着毒力返强的可能 。 

1 疫苗的组成和免疫程序 

大面积接种疫苗的主要目的是保 

护易感动物感染。接种的疫苗主要有基 

因缺失疫苗、灭活疫苗或者从感染动物 

分离得到的病原体I9i。选择合适的疫苗 

和免疫接种程序在诱导产生免疫保护 軎医研究.17. 

中非常重要。理想的疫苗应该是低成 

本、稳定、适宜大量生产并且可以产生 

持久有效的免疫保护.同时对接种的动 

物没有或者具有很小的副作用t”。 

活疫苗存在致病力并且有污染的 

风险.一般说来灭活苗安全但和活疫 

苗相比其产生免疫保护的时间短并且 

保护力弱。而活疫苗中存在致病毒株 

和其它病原体的风险非常高。在澳大 

利亚和日本就发生过由于马立克病毒 

造成的疫苗污染而导致的鸡网状内皮 

组织增生病的暴发lit J。利用胎牛血清 

培养细胞生产疫苗。存在着牛源病毒 

污染的风险。例如.牛腹泻病毒和牛海 

绵状晒病因子的污染…l。现在疫苗的 

生产向着应用灭活疫苗和利用无血清 

培养基生产疫苗的方向发展。灭活疫 

苗产生的免疫保护较弱,还需要利用 

合适的佐剂和增加免疫剂量来诱导有 

效的免疫保护。这就增加了成本,且注 

射疫苗后容易发生局部反应,以及多 次注射产生的不适导致的动物性产品 

产量的减少。由于常规疫苗的这些缺 

点以及伴随新技术的发展,使得新型 

疫苗的研究成为了焦点。 DNA疫苗、重组蛋白、活载体以及 

病毒载体的免疫原性都得到了提高可 

作为有效地抗原递呈载体系统。但至 

今为止,这些载体系统大多数并没有 

引起令人满意的T细胞反应,这点也是 目前新型疫苗的研究热点。 

2亚单位疫苗 

n前,科学家们正在研究同时针对 

不同病原的同时具有免疫原型和保护 

原性的疫苗。在生物科学领域有很多的 

抗原分子经纯化后可以在动物模型上 

甚至是自然宿主中引起免疫保护作用。 

日前,在人用亚单位疫苗方面已经得到 

_『成功应川,例如:多糖结核疫苗、B型 

流感嗜血轩菌结核疫苗、无细胞的百日 

咳疫莳、乙型肝炎表面抗原疫莳ll 1 

结台疫苗和结合技术的主要目的 

是增强弱抗原的免疫原性,像T细胞非 

依赖性抗原和多肽类抗原t 。这些抗原 

被称为半抗原。这些抗原与 r细胞依赖 

的载体蛋白结合,会显著的增加针对 

这些半抗原的抗体的 。任几种重要 的动物疫病中已经显示r结合技术的 

效力。研究发现羊绦虫45W抗原与载体 蛋白结合的合成肽疫苗也具有免疫原 

型㈣.猪瘟病毒的E2 ̄'F膜蛋白与牛血清 白蛋白相结合的合成肽疫苗对高致病 

性的猪瘟病毒具有完整的保护作用㈣。 

在兽用疫苗学方面结合技术也应 用于免疫催化疫苗和免疫避孕疫苗方 

面。如,利用促性腺激素释放素与卵清 

白蛋白结合可以作为对母猪进行去势 

的一种方法 。犬透明带糖蛋白3与白 喉类毒素相结合后再与小鼠透明带糖 

蛋白3的多肽结合,可以有效的控制犬 

和野生鼠的数量[1Z 。虽然控制生育力 

可以有效控制野生动物的数量,但是对 

于肉用动物的生产.提高生育能力是面 

临的一个主要问题。利用牛抑制素肽与 

人类血清白蛋白结合免疫接种小母牛 可以提高母牛的排卵率㈣。结合技术在 

兽用疫苗方面得到了很好的效果,但由 

于高额的成本目前还没有商业化的结 

合疫苗,所以解决高成本以及其它方面 

存在的障碍是目前的主要技术问题。 

3基因缺失疫苗 

病毒性疫苗是最早得到应用的活 

疫苗,例如天花病毒活疫苗的应用成 

功的根除了天花。致弱的活的病原与 

灭活的病原相比能引起更强的免疫保 

护。利用分子生物学技术可以对病原 

进行目的性的致弱,同时,结合不同病 

原的病理学观察,从而确定出可以应 

用的致弱病原株。病原的致病因子的 

确定是毒株致弱的第一步。 

在强毒中利用重组技术除去有关 

毒力的特异基因从而减弱病毒的病原 

性与致病力,降低对宿主组织侵害。敲 

除表达毒力因子的基因的主要目的是 

在减弱病毒的毒力时不影响病原的免 

疫原型。因而,理想的疫苗株是无毒力 

却具有完整的免疫原型。产生无毒的 

免疫毒株并不是容易的,往往得到的 

无毒的毒株由于毒力减弱而不能够产 

生明显的免疫保护,反之亦然。出于安 

全方面的考虑,减毒株应该具有遗传 

t的稳定性和具备两种或更多的致弱 

缺失以防止病毒的反强,同时,弱毒力 

应成为疫苗株的固有属性。最后,为r 

保护宿主,该弱毒必须不依赖于宿主 

的免疫系统,并且该弱毒须容易培养、 

储存和管理 

在细菌类病原体中.沙门氏菌是 个应用基因缺失技术得到的无毒疫 

苗株的成功例子。详细了解沙门氏菌 

基因后.可以通过操控细菌的基因组 

及其它一些方法来构建没有毒力但是 

能引起免疫的沙门氏菌株 ”。几个致 

弱的沙门氏菌株经过试验已经证明具 有遗传上的稳定性并且在I临床上安全 

有效。然而,在活沙门氏菌疫苗进行商 

业化的生产之前.规程和公众接受方 

面的问题还需要解决。伪’狂犬病毒 

(PRV)、牛疱疹病毒1型(BHV—1)、牛 

病毒性腹泻病毒(BVDV)、I:1蹄疫病毒 

(FMD)、牛呼吸系统综合征病毒以及 

其它一些动物病原体作为活修饰性疫 

苗也具有广阔的研究空间。 

不同的基因缺失疫苗之间的相互 

作用是另一个值得关注和研究的问 

题。如单价苗和多价苗的免疫程序的 

比较。在一个商业化的饲养厂中通过对 

牛进行免疫接种牛传染性鼻气管炎单 

价疫苗或牛传染性鼻气管炎、副流感一3 

病毒、BVDV和牛呼吸道合胞病毒的多 

价疫苗进行比较.结果显示.无论是活 

的动物还是屠宰后的动物体重、最终体 

重、增加的体重、每日平均体重,多价疫 

苗组都优于单价疫苗免疫组。而且.接 

种多价苗免疫组的发热比例明显低于 

单价苗免疫组。所以除管理简单之外, 

多价苗还具有经济的优点阎。 

4载体疫苗 

根据当前的分子生物学技术可以 

通过设计构建来自不同病原体基因的 

载体疫苗来预防多种疾病。载体疫苗 

似乎拥有理想疫苗的大多数特征,例 

如没有或者只有很低的副作用、减少 

了投药、接种稳定和无需佐剂。重组载 体疫苗类包括活载体疫苗及裸露DNA 

疫苗。植物疫苗同样是载体疫苗.在兽 

医学中具有巨大的潜力 

4.’ 活载体 

经典的活载体是致弱的细菌或病 

毒,除诱导抗其自身免疫应答外.还可 作为载体表达其它病原体的免疫抗 

原。因此,能够预防多种疾病。这种疫 

苗构建可以通过在减毒疫苗株的基因 

组中插入一种或多种外源病原体的保 

护性抗原基因来完成 

另一种策略是活的致弱嵌合重组 

技术。这种方法是将特定的致弱疫苗毒

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