安徽省池州市貴池區(qū)動物疫病預防與控制中心 247000
禽流感病毒屬于正粘病毒科,根據(jù)核蛋白(NP)和基質(zhì)蛋白(M)的蛋白抗原性不同,將禽流感分為A、B和C三種類型。由于禽流感表面糖蛋白血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)的抗原性不同,A型禽流感病毒可以進一步分為多個亞型。根據(jù)A型禽流感病毒致病性的不同,可分為高致病性禽流感病毒和低致病性禽流感病毒。由高致病性禽流感病毒引起的禽流感我國將其列為一類傳染病。禽流感的防治一直是世界性的難題,為此各國都投入了大量的物力和人力致力于疫苗的研究。隨著分子生物學技術的快速發(fā)展,人們正在嘗試研發(fā)不同類型的禽流感疫苗,并不斷應用到生產(chǎn)中。
全病毒滅活苗一般是用甲醛或β-丙內(nèi)酯滅活禽流感病毒雞胚增殖的尿囊液,并輔以佐劑制成的油乳劑疫苗。我國已經(jīng)成功地制備了禽流感H5亞型滅活苗,有 Re-1株、Re-4株、Re-5株、Re-6株和 Re-8株。該種疫苗的免疫效果好,抗原成分齊全,不會出現(xiàn)毒力返強和變異等危險。但是全病毒液存在著許多缺點,該方法生產(chǎn)疫苗的過程涉及禽流感活病毒的操作,存在生物安全風險。由于禽流感病毒容易變異,需要不斷篩選新毒株與流行毒株匹配,而且獲得有效的疫苗候選毒株需要較長過程,在生產(chǎn)過程中受到雞胚的限制。禽流感滅活苗在不同的亞型之間不能產(chǎn)生免疫交叉保護,而且免疫周期短,需要反復接種,肌肉注射時并不能引起細胞免疫反應[1,2]。
重組活載體疫苗以無病原性或弱病毒性為載體插入外源基因構(gòu)成,能夠表達重組病毒。以此種病毒為疫苗免疫動物,重組病毒在動物體內(nèi)不斷增殖并且能夠表達,這類疫苗不僅能引起體液免疫,也能引起細胞免疫。目前用于活載體的病毒有禽痘病毒、新城疫病毒、皰疹病毒、鴨瘟病毒和傳染性喉氣管炎病毒等。1988年首個以禽痘病毒為載體禽流感疫苗能夠控制禽流感H5N2[3]。Qiao[4]等利用禽痘病毒為載體表達HA基因和NA基因的重組活載體疫苗,具有較好的免疫保護性。Ge和Nayak[5]等將H5N1禽流感HA基因插入新城疫病毒載體中,用重組的新城疫疫苗免疫雞群,能夠誘導產(chǎn)生針對高致病性禽流感病毒H5N1和速發(fā)型新城疫病毒特異性的抗體。Li[6]等將H7的HA基因定向插入皰疹病毒UL45-UL46之間,構(gòu)建重組皰疹病毒載體的禽流感H7疫苗,該疫苗免疫1天后,攻毒結(jié)果表明雞群無排毒現(xiàn)象、無任何臨床特征、保護率達100%。Liu[7]等以鴨瘟病毒為載體構(gòu)建重組禽流感H5N1疫苗,在免疫1周后能夠產(chǎn)生抵抗高致病性禽流感病毒的抗體。Pav1ova[8]等人利用傳染性喉氣管炎病毒為載體構(gòu)建重組禽流感H5疫苗,能夠抵抗同源性和異源性高致病性禽流感H5N1病毒。
DNA疫苗又稱為核酸疫苗,是將保護性抗原蛋白的基因克隆到真核表達載體上,再直接導入到動物體內(nèi)后,保護性抗原蛋白基因表達的抗原蛋白經(jīng)過內(nèi)源性呈遞給免疫系統(tǒng),誘導機體產(chǎn)生特異性的體液免疫和細胞免疫反應。Jiang[9]等構(gòu)建禽流感H5亞型HA的DNA疫苗pCAGGoptiHA,免疫雞群后能誘導機體產(chǎn)生較高的保護性抗體。與傳統(tǒng)疫苗相比,DNA疫苗具有能產(chǎn)生細胞免疫和體液免疫、生產(chǎn)成本低和不受母源抗體的限制等優(yōu)點。但是DNA疫苗也存在著一些缺點,外源基因進入宿主體內(nèi)后有可能整合到宿主的基因組DNA上,容易將健康的細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┳兗毎硗釪NA疫苗也容易產(chǎn)生免疫耐受。因此DNA疫苗在投入生產(chǎn)時必須保證目的基因在宿主體內(nèi)不發(fā)生變異。
亞單位疫苗是指從病毒粒子中提取具有免疫原性物質(zhì),加入佐劑制備而成的疫苗。血凝素蛋白是流感病毒的主要表面抗原和保護性抗原,也是研究流感病毒亞單位疫苗的主要靶標抗原。隨著基因工程技術的發(fā)展,人們將HA基因克隆到表達載體上,然后導入表達系統(tǒng),在表達系統(tǒng)中大量地進行擴增和表達,可以獲得大量的HA蛋白。通過這種方式生產(chǎn)HA蛋白,不僅產(chǎn)量高而且成本低。1999年Crawford[10]等人利用桿狀病毒系統(tǒng)表達H5、H7亞型禽流感重組的HA亞單位疫苗,在免疫后第21天即檢測到較高的抗體,用同一亞型致死性的禽流感病毒攻毒,保護率達100%。López-Macías C[11]等通過桿狀病毒表達系統(tǒng)獲得的禽流感病毒樣顆粒疫苗已經(jīng)進入臨床Ⅱ期,Treanor[12]等利用桿狀病毒表達系統(tǒng)生產(chǎn)的重組HA蛋白也已經(jīng)被證實能使人產(chǎn)生抗體,Cox MM[13,14]等利用桿狀病毒系統(tǒng)表達F1uB1ok(流感疫苗)已經(jīng)完成安全性和免疫原性臨床試驗。2013年1月16日美國食品和藥品監(jiān)督管理局(FDA)宣布已批準F1ub1ok上市,這是第一個用桿狀病毒表達系統(tǒng)和重組DNA技術制造的三價流感疫苗 (包含流感H1N1、H3N2和1株乙型流感病毒株的重組 HA)(http://www.F1ub1ok.com/)。Lakey[15]等在桿狀病毒系統(tǒng)表達禽流感亞型H1N1和H3N2重組HA蛋白在臨床實驗初期具有較好的免疫原性和安全性。禽流感亞單位疫苗的主要成分是病毒表面的主要抗原,具有很好的安全性,不存在毒力返強、病毒擴散和環(huán)境污染等問題,不產(chǎn)生針對禽流感病毒內(nèi)部蛋白的抗體,因此不會干擾禽流感病毒的血清學調(diào)查。但是亞單位疫苗的制備技術含量較高,制備過程復雜,成本不易控制。
由于禽流感病毒變異頻繁,血清型多,各血清型之間無交叉免疫保護,給疫苗的研制帶來了極大困難。雖然目前已經(jīng)研制出多種抵抗禽流感病毒的疫苗,但是這些疫苗總是存在著這樣或那樣的問題,例如全病毒滅活疫苗在生產(chǎn)過程中容易散毒?;钶d體疫苗雖然有很多優(yōu)點,但是會影響二次免疫,同時自身載體問題也會影響免疫效果。DNA疫苗雖然生產(chǎn)成本低、免疫原性好,但是免疫期長,需要多次免疫,不適用于緊急預防。亞單位疫苗免疫原性好,不影響禽流感病毒血清學調(diào)查,但是生產(chǎn)成本高。因此,研發(fā)出免疫保護期更長、免疫效果好、生產(chǎn)簡單、成本低的疫苗具有重要的意義。