猪繁殖与呼吸综合征疫苗研究新进展.pdf
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1、中国畜牧兽医 2011年第38卷第11期 疾病防治 191猪繁殖与呼吸综合征疫苗研究新进展吴忆春(山东滨州职业学院生物工程学院,山东滨州 256603)摘要:当前疫苗免疫接种是预防和控制猪繁殖与呼吸综合征的重要手段。传统的猪繁殖与呼吸综合征疫苗在猪繁殖与呼吸综合征的防控过程中发挥了重大作用,近年来随着猪繁殖与呼吸综合征病毒变异的加快,传统的猪繁殖与呼吸综合征疫苗已不能充分发挥保护作用。随着基因工程技术的发展,一些新型疫苗发展十分迅速,部分疫苗已商品化投放市场,广泛应用到生产中去,它给人类以及动物疫病的预防和治疗带来了新的希望。尽管新型疫苗还存在缺陷,但随着分子生物学,免疫学等学科的发展,新型疫
2、苗经过不断改造,将会更理想地服务于人类和畜牧业的可持续发展。关键词:猪繁殖与呼吸综合征疫苗;传统疫苗;新型疫苗研究新进展中图分类号:s8525 文献标识码:A 文章编号:16717236(2011)11-019104猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive andrespiratory syndrome,PRRS)自20世纪80年代末期开始流行,1992年国际兽医局正式命名,主要感染猪,尤其是母猪,该病严重影响其生殖功能,临床主要特征为流产,产死胎、木乃伊胎、弱胎,呼吸困难,在发病过程中会出现短暂性的两耳皮肤紫绀,故又称为蓝耳病。该病在20世纪80年代末、90年代初,曾经迅
3、速传遍世界各个养猪国家和地区,在猪群密集、流动频繁的地区更易流行,常造成严重经济损失。近几年,该病在国内呈现明显的高发趋势,对养猪业造成了重大损失,已成为严重威胁中国养猪业发展的重要传染病之一。由于此病没有特效治疗药物,人们更重视其免疫机理及其疫苗的研究,并取得了较大进展。现就PRRS的疫苗研究进展情况做如下介绍。1传统常规疫苗传统疫苗是通过改变培养条件或在不同寄生动物上传代,使致病微生物毒性减弱,或通过物理或化学方法将其灭活来完成。传统疫苗包括弱毒疫苗和灭活疫苗。传统疫苗在猪的主要传染病防控过程中发挥了巨大的不可替代的作用,然而随着选择压力和环境变化,变异菌、毒株的出现和变异速度的加快,传统
4、疫苗对这些变异毒株的保护力不够,免疫后仍不能抵抗变异毒株的攻击,这也是很多管理良好的规模化猪场仍然发生这种疾病的原因之一。因此,采用更有针对性的疫苗是防控该病的重要手段。修回日期:201I-0718作者简介:吴忆春(1976一),女。安徽人,讲师,硕士,主要从事微生物学教学和研究工作。基金项目:滨州职业学院课题(10xykt06)。11 活疫苗 自20世纪90年代,首个商品化的PRRS弱毒疫苗成功开发,截至目前,已商品化的PRRS弱毒疫苗已达数十种(吴佳俊等,2010)。中国已批准投放市场的是研制成的PRRS活疫苗(CHlR株),该疫苗不但能有效抵抗经典毒株的攻击,而且对高致病性PRRS毒株也
5、有一定的免疫保护作用,显示了良好的安全性和免疫保护(石文达等,2010)。宋长绪等在两个流行PRRS的商品猪场用活疫苗进行全群普免,疫苗免疫后生产成绩均有明显改善,临床症状减轻,PRRS病例减少;木乃伊和死胎的母猪比例也降低;两个猪场中大猪死亡率与免疫前相比差异显著(PO05),其他参数表现持续下降趋势。PRRS弱毒疫苗具有免疫力坚强、免疫期长等优点,但人们在使用弱毒疫苗时极为慎重。在欧洲(如德国)禁止用活疫苗来预防PRRS,主要采取捕扑的方法净化猪群;美洲和亚洲国家提倡在未发生PRRS的猪场中避免使用弱毒疫苗,弱毒疫苗可用于存在PRRS的猪群。Joo等(1997)报道,弱毒疫苗适用于318周
6、龄的猪,接种疫苗后,可在7 d内产生免疫力,并至少在16周内可提供有效的保护。国外学者对猪繁殖与呼吸综合征活疫苗及其免疫效果的研究开展较早,也取得了较好的进展和效果。Benfield等(1992)测定出生前的胎猪和出生后仔猪的体重及增重情况表明,妊娠母猪接种弱毒疫苗对随后的强毒(NADC一8)攻击产生了一定程度的保护。同时也证实了同源株免疫保护的完全性,而NADC-8株子宫内接种对异源株(Lelystad株)攻毒仅提供有限的保护性免疫。Mengeling等(1999)报道了一种弱毒疫苗,怀孕后期接种后可产生病毒血万方数据192 疾病防治 中国畜牧兽医 2011年第38卷第11期症,但对接种母猪
7、是安全的,对胎儿没有或只有轻微的直接影响。Mengding等(2003)用不同毒株的强弱株进行免疫及攻毒试验,定期检测病毒情况,结果只有异源攻毒组分离到病毒,这种毒株免疫排斥具有显著的统计学意义,确定了PRRSV选择毒株免疫反应的株特异性。Joo等(1997)通过检测攻毒后病毒血症的减轻程度,比较了美洲血清型和欧洲血清型弱毒疫苗抗3种欧洲野毒株攻击的效果。在接种后4周攻毒,用同血清型病毒攻毒,产生的PRRSV特异性抗体平均效价均远高于异血清型病毒的攻毒情况;攻毒后,对照组猪PRRSV特异性抗体均为阴性。这种弱毒疫苗对同源免疫的保护高于对异源免疫的保护,也在其他试验中得到证实。这些研究成果在疫苗
8、开发上会有启发。弱毒疫苗在提供免疫保护的同时,还会持续散播疫苗病毒,使得病毒在猪场中循环存在,有时甚至引发PRRS的暴发,这一事实早已在丹麦得到证实。试验结果表明,PRRSV在感染诱导B细胞增生的同时,也导致这些猪免疫损伤(Lemke等,2004)。Mengeling等(2003)证明,免疫单株疫苗和多株疫苗在攻毒后都获得了高水平的免疫保护,但免疫多株疫苗的猪,无论是否进行攻毒都出现了淋巴结的明显肿大,所以多株疫苗在使用之前需要进行安全性研究。12灭活疫苗PRRS灭活疫苗具有安全、不存在散布病毒和造成PRRS新疫源的危险,便于贮存和运输,对母源抗体的干扰作用不敏感等优点,因此人们首选灭活疫苗来
9、预防和控制PRRS。李坤等(2010)用PRRSV SD毒株制备灭活疫苗,并进行了安全性试验,结果以3个剂量组分别免疫3月龄后备母猪和妊娠母猪,未见不良反应。田克恭等(2007)开展了高致病性PRRS高效灭活疫苗的研究,试验结果表明,疫苗安全,免疫猪能产生良好的免疫抗体,免疫28 d后能产生一定的免疫保护反应。西班牙的Cyblue灭活疫苗,可提高母猪的繁殖力,改善死胎状况(希尼尼根等,2004)。Plana等(1997)报道,应用西班牙毒株研制成一种灭活疫苗,对后备母猪和母猪进行两次基础免疫,起到保护作用。Rogan等的研究结果表明,用PRRS灭活疫苗免疫猪后,可刺激猪产生特异性抗体,可减少病
10、毒血症的发生,有效阻止肺部病变。国内分离的PRRSV CHla株制成油佐剂灭活疫苗,接种猪后20 d左右,抗体达到高峰,并可持续6个月左右,攻毒后免疫组产仔率明显高于非免疫对照组,表明该疫苗安全有效。利用国内分离的野毒株(SI毒株)研制出油佐剂灭活疫苗,对仔猪接种一次,保护期可达6个月以上,后备母猪和公猪接种2次,可提供终生保护。Nilubol等(2004)用灭活疫苗接种PRRSV感染猪,并对接种猪的病毒血症和中和抗体情况、口咽刮取物和7一干扰素(IFN一7)分泌细胞情况进行了检测,尽管不影响病毒排出,但接种猪的中和抗体滴度和IFN-7分泌细胞都有明显的升高。2新型疫苗21 DNA疫苗DNA疫
11、苗,又叫核酸疫苗。由于核酸疫苗可同时诱导细胞免疫和体液免疫,且对不同血清型的毒株具有交叉保护性,因此核酸疫苗有望成为重要研究方向。Jiang等(2004)用致弱的沙门氏菌携带含有PRRSV GP5基因的真核表达质粒(pcDNA3-GP5)在体内诱导了GP5的特异性免疫,在肠上皮检测到GP5蛋白,在血中检测到相应的中和抗体,这说明口服接种途径能诱导PRRSV体液免疫反应,沙门氏菌可作DNA疫苗的口服传递者。Verheije等(2003)对源于Lelystad毒株cDNA的3个引入突变的重组体vABV 688、vABV 707和vABV 746进行安全性及有效性试验,引入突变位点的重组体免疫8周龄
12、小猪,基因组突变体能保持在整个的病毒血症时期。用突变重组体免疫猪产生的病毒血症程度比免疫非突变重组体vABV 437的猪低,且持续时间短。二者都能保护同源毒的攻击,并保护病毒的晚期传播,但不能保护异源毒的攻击。另外,“自杀性”DNA疫苗也在PRRSV上有所探究。陈焕春等发明的“自杀性”DNA疫苗结合了常规DNA疫苗与自主复制型RNA疫苗的优点,具有制备工艺简单、运输保存方便、安全和免疫效果好等特点,可用于猪繁殖与呼吸综合征的防制。22重组活载体疫苗 Urniza等(1997)报道,用西班牙Olot91株ORF3的杆状病毒表达产物接种怀孕母猪,保护率达到688,这说明GP3具有抗原性,并可诱导细
13、胞免疫。同年,其又用纯化的GP2、GP3、GP5和N蛋白进行怀孕母猪免疫保护试验,结果重组GP3和GP5免疫组对强毒的保护率分别为684和50。Kreutz等也应用杆状病毒表达GP3和GP5,初步试验表明重组疫苗可产生显著保护。Balasuriya等(2002)在研究马动脉炎病毒(EAV)的活病毒载体疫苗时发现,ORF5与ORF6共表达的重组病毒疫苗能诱发很强的体液免疫与细胞免疫反应,并能抵抗强毒攻击。韩松等(2010)构万方数据中国畜牧兽医 2011年第38卷第11期 疾病防治 193建了1株表达猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF5ORF6基因的重组鸡痘病毒,并进行了小鼠免疫试验,对其诱导BALB
14、c小鼠产生体液免疫和细胞免疫反应的能力进行了评价。重组鸡痘病毒能够刺激免疫鼠产生特异性PRRSV ELISA抗体,促进特异性T淋巴细胞增殖。对免疫小鼠血清中细胞因子检测结果表明,IFN一7的分泌显著提高。结果表明,所构建重组鸡痘病毒可以对小鼠起到良好的免疫效果,具有成为抗PRRSV感染新型疫苗的潜力。仇玉等(2011)用3株构建好的分别表达猪繁殖与呼吸综合症病毒GP5蛋白、M蛋白和GP5一M融合蛋白的重组鸡痘病毒接种BALBc小鼠进行免疫学试验,对其诱导小鼠产生体液免疫和细胞免疫反应的潜力进行了评价。结果表明,表达GP5一M融合蛋白的重组鸡痘病毒相对于其他各组能够刺激免疫鼠产生高水平的特异性中
15、和抗体和ELISA抗体;显著促进IFN一7的分泌和特异性T淋巴细胞增殖。提示表达GP5一M融合蛋白的重组鸡痘病毒可显著增强小鼠的体液免疫和细胞免疫,这为防治PRRSV感染的新型疫苗研究提供了新的思路(仇玉等,2011)。3 PRRSV疫苗的改进为提高PRRS疫苗的安全性及有效性,对免疫佐剂和免疫方式进行合理的优化选择会收到较好的效果。为了同时提高对同源和异源PRRSV攻击的更好保护,可用细胞因子作为PRRS疫苗佐剂。研究结果表明,在接种PRRS疫苗时,加入外源性IFN-a对促进TH 1免疫应答的产生有重要影响(Royaee等,2004)。a型干扰素在体内天然的抗感染及抗病毒中起着重要的作用,它
16、们可通过多种机制对把天然免疫和适应性免疫联系起来发挥着重要的作用。所以病毒感染的结果可通过对干扰素的诱导及干扰素对病毒反应的敏感性表现出来。用弱毒疫苗诱导的IFNp反应较弱,为了提高免疫反应,Meier等(2004)将编码IFN一7或IL-12的质粒佐剂同弱毒疫苗共同使用,在佐剂试验组中观察到原始病毒3倍的特异性IFN一7反应,而且这种反应在6周时仍很明显,这种效应也出现在基因有差异的PRRSV攻毒组上;而应用IL一12质粒试验组中,这种作用则是短暂的(I周)。可见IFN一丫诱导的THl型反应明显增强,这种干扰素能够用在抗PRRSV的疫苗免疫程序中。经口投递的霍乱毒素(choleratoxin
17、,CT)是较好的黏膜佐剂和免疫原。为验证炎性细胞因子和细菌内毒素能否作为佐剂危险信号刺激更强烈的免疫应答,在用弱毒疫苗接种猪1周内,同时注射IL1、IL-6、IL-12或CT,结果表明,IL-12可增强对PRRSV的IFN一丫应答,影响对抗原特异性T细胞应答的诱导;接种CT佐剂的猪产生较强的针对GP5的抗体反应(抗体产生时间更早,持续时间更长),表明CT是有效的黏膜佐剂,特别是对于抗体反应;没有迹象表明PRRSV对其他无关抗原(包括圆环病毒)产生免疫抑制(Foss等,2002)。Xiao等(2004)通过检测感染PRRSV的4月龄猪的外周血单个核细胞发现,可溶性8一葡聚糖通过增加IFN一7分泌
18、细胞来增强抗原依赖性细胞免疫反应,而不溶性葡聚糖则没有增强抗PRRSV的天然免疫应答的功能。总之,PRRSV的疫苗研究取得了很大进步。今后,对于猪繁殖与呼吸综合征相关疫苗的研究方面,将重点开发结合疫苗和联合疫苗。结合疫苗是将疫苗与蛋白质连接,因为蛋白质可诱发T细胞依赖性免疫结合。联合疫苗通过联合数种疫苗抗原,在减少注射次数的同时可预防更多的疾病。多联或多价疫苗能降低生产成本,简化免疫程序,将是PRRSV基因工程疫苗的主要发展方向。通过基因工程方法构建多价疫苗,如果在此基础上再插入能表达增强免疫力的细胞因子基因,将会成为理想的新型疫苗。美国和加拿大巳着手进行这方面的研究,一旦研制成功将会在生产实
19、践中产生巨大的经济效益。参 考 文 献l仇玉,壬明珍猪繁殖与呼吸综合征病毒三种不同基因活载体疫苗的免疫性研究J广东畜牧兽医科技,2011(1):28312石文达,刘永刚壬洪峰,等猪繁殖与呼吸综合征病毒CHIR株全基因组序列测定及遗传变异分析J中国预防兽医学报,2010(7):5125163吴佳俊赵婷,遇秀玲,等猪繁殖与呼吸综合征弱毒疫苗研究进展刀中国预肪兽医学报,2010(8):6506544李坤。吴家强。张金强,等猪繁殖与呼吸综合征病毒WF-1株的分离鉴定及NSP2和ORF5基因的变异分析J西南农业学报,2010(4):126412705高诗敏,王敏功。邓瑞林,等猪繁殖与呼吸综合征病毒GD-
20、ZQ变异株的分离及遗传变异分析J中国畜牧兽医,2011,38(5):1211256韩松。金宁一,鲁会军,等表达猪繁殖与呼吸综合征病毒ORFSORF6基因重组鸡痘病毒的构建与小鼠免疫试验JJ中国兽医学报,2010(1):157 Balasuriya U B R,Heidner H W,Davis N L,et a1Alphavirusreplicon particles expressing the“two major envelope proteins ofequine arteritis virus induce high level protection against chaI-万方数据
21、194 疾病防治 中国畜牧兽医 2011年第38卷第11期lenge with virulent virus in vaccinated horsesJVaccine,2002,20(11-12):1609 16178 Bastos R G,Dellagostin O A,Barletta R G,et a1Immune response of pigs inoculated with Mycobacterium 6D讲j BCG expressing a truncated form of GP5 and M protein of porcine reproduetive and respi
22、ratory syndrome virusJVaccine2004。22(3-4):4674749 Benfield D A,Nelson E,Collins J E,et a1Characterization ofswine infertility and respiratory syndrome(SIRS)virus(isolateATCC VR一2332)JJournal of Veterinary Diagnostic Investigation。1992,4(2)l 12710 FossDL,ZillioxM JMeierW。et a1Adjuvant danger signalsi
23、ncruse the immune response to porcine reproductive and respiratory syndrome virusJViral Immunol,2002,15(4);55756611 Jiang P,Jiang W,Li Yet a1Humoral immune response inducedby oral administration of Styphimurium containing a DNA vaccine against porcine reproductive and respiratory syndrome virusJVet
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