李 琳,孫忠磊,崔艷麗
(1.哈藥集團(tuán)生物有限公司,哈爾濱 150069;2.黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所,哈爾濱 150070)
偽狂犬病病毒(PRV)屬于皰疹病毒科,水痘病毒屬。豬是該病毒唯一的自然宿主,病毒可以在豬體內(nèi)建立潛伏感染[1-3]。自從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,很多國(guó)家通過(guò)使用滅活疫苗或經(jīng)傳代致弱的活疫苗去控制該??;在重要的家畜病毒性傳染病中,偽狂犬病的防控被認(rèn)為是使用高效滅活和弱毒活疫苗的成功藍(lán)本,不過(guò)活疫苗一般要比滅活疫苗更有效,特別是在活疫苗含有很高的病毒滴度和佐劑時(shí)更顯著;活疫苗在豬體內(nèi)沒(méi)有或只有很低的毒力,并能夠在豬體內(nèi)穩(wěn)定傳代[4]。本文綜述偽狂犬病活疫苗及在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用。
第一個(gè)被致弱并用來(lái)作為活疫苗的是Bartha株。該毒株是通過(guò)在長(zhǎng)有大小不一的高毒力病毒蝕斑的細(xì)胞培養(yǎng)物中篩選穩(wěn)定的形成小蝕斑的突變株,自此成為了PRV疫苗中的經(jīng)典之作。另一個(gè)致弱疫苗叫做BUK,其來(lái)自高致病性的毒株Bucharest(BUK),在體外連續(xù)傳代獲得;BUK的衍生株是Norden株,也被廣泛應(yīng)用為弱毒活疫苗。隨后MK-2以及被進(jìn)一步弱化為It-21/07、Alfort26株、NIA-4等致弱的毒株,陸續(xù)被人熟知。
隨著基因工程時(shí)代的到來(lái)以及對(duì)PRV蛋白特性和功能認(rèn)知的不斷加深,新的基因改造活疫苗被研發(fā)出來(lái)。其中,編碼TK的基因被第一個(gè)作為靶標(biāo)用于失活,TK缺失的病毒株也是第一個(gè)獲得批準(zhǔn)使用的基因工程活疫苗。另一個(gè)作為靶標(biāo)的基因是gE,由Quint在1987年對(duì)NIA3毒株進(jìn)行缺失,gE缺失疫苗最終在世界范圍內(nèi)廣為流行。雙缺失gE和TK的突變株以及一些基于當(dāng)前PRV變異株的疫苗候選株也隨后被研發(fā)出來(lái)并且也得到了廣泛應(yīng)用,見(jiàn)附表。
附表 基因工程改造PRV活疫苗候選株
如果疫苗誘導(dǎo)免疫反應(yīng)與感染免疫不能互相區(qū)分,則在病原清除期間與清除后在血清學(xué)檢測(cè)中會(huì)較復(fù)雜。偽狂犬病就是將ELISA檢測(cè)應(yīng)用到DIVA策略的最早例子,廣泛使用的血清學(xué)檢測(cè)方法是gB/gE-ELISAs,該方法有很高的特異性和靈敏性,能夠檢測(cè)血清、血液或者初乳等樣品里的抗體。
偽狂犬病毒基因組上有很多的插入位點(diǎn)允許外源基因的整合和表達(dá),偽狂犬病毒就成為一個(gè)可以表達(dá)外源蛋白的工具,這樣的重組病毒作為疫苗能夠用于防治多種動(dòng)物傳染病。實(shí)際上PRV早已經(jīng)被用來(lái)作為載體插入和表達(dá)來(lái)自寄生蟲(chóng)、細(xì)菌和病毒的基因。很多重要?jiǎng)游锊《镜幕蛞呀?jīng)插入到PRV基因組中得到重組病毒,比如經(jīng)典豬瘟、豬流感和口蹄疫,而且口蹄疫PRV重組病毒中還額外插入了豬細(xì)小病毒的基因。
雖然PRV自身可以作為表達(dá)外源抗原的有效載體,PRV的基因也可以插入到其他病毒載體中。譬如腺病毒及桿狀病毒,已經(jīng)被廣泛使用于表達(dá)重組蛋白來(lái)作為疫苗。而且PRV的蛋白也被插入到過(guò)豬痘病毒和ORF病毒基因組上形成重組病毒來(lái)進(jìn)行表達(dá)。另外CRISPR/Cas9系統(tǒng)的發(fā)明徹底改革了基因工程方法,已經(jīng)被用來(lái)研發(fā)PRV重組疫苗。
PRV的糖蛋白能夠誘導(dǎo)很強(qiáng)的免疫反應(yīng)。因此Gerdt等在1997年將PRV編碼糖蛋白的基因插入到表達(dá)質(zhì)粒,制備了針對(duì)PRV的DNA疫苗。DNA疫苗有很多優(yōu)點(diǎn):方便構(gòu)建且可以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)質(zhì)粒,不必操作感染性病毒粒子,能誘導(dǎo)體液和細(xì)胞免疫反應(yīng),繞開(kāi)了來(lái)自母源的免疫力。相關(guān)報(bào)道也已經(jīng)證明針對(duì)偽狂犬病的DNA疫苗是非常有效的。然而,這些疫苗迄今還沒(méi)有商品化。
研究表明,對(duì)豬群滴鼻免疫gE缺失疫苗可以產(chǎn)生更好的免疫力,現(xiàn)在通過(guò)皮下接種疫苗能夠刺激表皮的抗原遞呈細(xì)胞[5]。研究表明,1次皮下免疫PRV糖蛋白就能觸發(fā)家豬皮膚的先天免疫并能提供呼吸道保護(hù)性免疫。口腔免疫PRV弱毒活疫苗也被測(cè)試,并表明能為家豬和野豬提供對(duì)抗野毒株感染的保護(hù)力[6]。還有研究表明,gE缺失的PRV疫苗可以給小豬喂食提供免疫力,而且是安全的[7]。
疫苗只有作為動(dòng)物疫病綜合防控策略的一部分才是成功的。雖然基因改造的PRV活疫苗在商業(yè)化疫苗中被廣泛使用,但是沒(méi)有一個(gè)PRV載體疫苗獲得臨床應(yīng)用或商業(yè)化。原因是現(xiàn)有的疫苗已經(jīng)證明是有效的安全的,不必使用高科技的產(chǎn)品替代;而且一個(gè)好的疫苗需要有很高的病毒滴度,這一先決條件重組病毒往往不能滿(mǎn)足;另外在一個(gè)種群中比如野豬本身就有針對(duì)PRV的免疫力,這也限制了PRV作為病毒骨架的應(yīng)用。另一個(gè)需要考慮的因素是PRV作為骨架對(duì)在非豬科動(dòng)物的殘余毒力,特別是肉食動(dòng)物。而擁有最大程度弱化的PRV骨架,例如TK/gE缺失毒株則可以作為CSFV/PRV重組疫苗。
隨著我國(guó)偽狂犬病的反彈和流行,其疫苗研究再次成為熱點(diǎn),盡管有這么多挑戰(zhàn),現(xiàn)代的PRV載體疫苗為促進(jìn)預(yù)防性疫苗藥物的發(fā)展提供了新的視野。比如為解決細(xì)菌耐藥問(wèn)題,利用PRV載體疫苗作為對(duì)抗細(xì)菌感染的備選策略以減少抗生素的使用將是一條非常有前景的道路。
[1] An T Q,Peng J M,Tian Z J,et al.Pseudorabies virus variant in Bartha-K61-vaccinated pigs,China,2012[J].Emerging Infectious Diseases,2013,19(11):1 749-1 755.
[2] Xin C,Lei J L,Xia S L,et al.Pathogenicity and immunogenicity of a gE/gI/TK gene-deleted pseudorabies virus variant in susceptible animals[J].Veterinary Microbiology,2016,182:170-177.
[3] Dong B,Zarlenga D S,Ren X.An overview of live attenuated recombinant pseudorabies viruses for use as novel vaccines[J].Journal of Immunology Research,2014(1):824 630.
[4] Hirschberg H J,Van R E,Oosterhoff D,et al.Animal models for cutaneous vaccine delivery[J].European Journal of Pharmaceutical Sciences Official Journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences,2015,71:112-122.
[5] Hu R M,Zhou Q,Song W B,et al.Novel pseudorabies virus variant with defects in T K,gE and gI protects growing pigs against lethal challenge[J].Vaccine,2015,33(43):5 733-5 740.
[6] Lei J L,Xia S L,Wang Y,et al.Safety and immunogenicity of a gE/gI/TK gene-deleted pseudorabies virus variant expressing the E2 protein of classical swine fever virus in pigs[J].Immunology Letters,2016,174:63-71.
[7] Maresch C,Lange E,Teifke J P,et al.Oral immunization of wild boar and domestic pigs with attenuated live vaccine protects against Pseudorabies virus infection[J].Veterinary Microbiology,2012,161(1-2):20-25.