豬支原體肺炎疫苗的免疫原理及應(yīng)用效果概述

華利忠，馮志新，劉茂軍，熊祺琰，甘 源，張小飛，邵國(guó)青

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獸醫(yī)研究所·農(nóng)業(yè)部獸用生物制品工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·國(guó)家獸用生物制品工程技術(shù)研究中心，南京 210014;2南京天邦生物科技有限公司，南京 211102)

豬支原體肺炎(Mycoplasma pneumonia of swine，MPS)又稱(chēng)豬氣喘病，是由豬肺炎支原體(Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp)感染引起的慢性呼吸道疾病，也是目前影響全球養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展的最重要疾病之一。豬肺炎支原體常通過(guò)病豬與健康豬接觸或通過(guò)飛沫經(jīng)空氣傳播［1－2］，其傳播距離一般可達(dá) 4.7 km［3］，最遠(yuǎn)可至 9.2 km［4］。豬肺炎支原體對(duì)一些消毒劑及一些惡劣環(huán)境如干燥具有抵抗力［5］，一旦傳入很難徹底撲滅。單純的藥物防控保護(hù)期短，必須長(zhǎng)期間隔或定時(shí)給藥，這樣不僅價(jià)格昂貴，而且易產(chǎn)生耐藥性，不利于豬支原體肺炎及其他呼吸道疾病的防控。自20世紀(jì)90年代豬支原體肺炎滅活疫苗在美國(guó)注冊(cè)后，大量研究已經(jīng)證實(shí)了支原體疫苗帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益［6］。目前德國(guó)仍將豬支原體肺炎疫苗列入標(biāo)準(zhǔn)的免疫程序內(nèi)。本文就豬支原體肺炎滅活疫苗和弱毒活疫苗的臨床應(yīng)用效果及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，指出未來(lái)疫苗免疫，特別是弱毒活疫苗免疫是豬支原體肺炎防控和凈化的關(guān)鍵措施之一。

1 豬支原體肺炎滅活疫苗

1.1 豬支原體肺炎滅活疫苗以體液免疫為主 豬支原體肺炎滅活疫苗主要激發(fā)機(jī)體的體液免疫［7］。Villarreal等［8］在5種豬支原體肺炎滅活疫苗免疫效果的研究中發(fā)現(xiàn)這些疫苗均能引起Mhp特異性抗體的升高，但肺部肉變指數(shù)與對(duì)照組相比差異均不顯著，說(shuō)明滅活疫苗主要激發(fā)機(jī)體的體液免疫。但是加入了佐劑的滅活疫苗能夠激發(fā)機(jī)體的細(xì)胞免疫［9］，如輝瑞公司的豬支原體肺炎滅活疫苗(StellamuneR○One)可以降低感染Mhp強(qiáng)毒株后支氣管相關(guān)淋巴組織內(nèi)巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)［10］。Okada等［11］也發(fā)現(xiàn)滅活疫苗可能通過(guò)降低TNF－a的濃度抑制肺部炎癥反應(yīng)，從而降低肺臟的損傷。然而，研究顯示滅活疫苗對(duì)外周血免疫細(xì)胞的比例影響不大［12］，所以滅活疫苗產(chǎn)生的細(xì)胞免疫較為有限。最新研究顯示，豬支原體肺炎疫苗可以降低外周血單個(gè)核細(xì)胞TLR6的表達(dá)，但品種之間有差異［13］，說(shuō)明滅活疫苗的免疫效果與豬的品種有關(guān)。

1.2 豬支原體肺炎滅活疫苗的有效臨界點(diǎn) 免疫豬支原體肺炎滅活疫苗具有積極意義。Tzivara等［14］選擇了兩個(gè)豬場(chǎng)進(jìn)行豬支原體肺炎滅活疫苗的療效試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組試驗(yàn)豬雖沒(méi)有臨床癥狀，但免疫組病變指數(shù)比非免疫組低，兩個(gè)豬場(chǎng)免疫組比非免疫組平均分別增重6 kg和4 kg。Reynolds等［15］在研究加入礦物油卵磷脂類(lèi)佐劑Amphigen的滅活疫苗療效的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是陰性場(chǎng)還是陽(yáng)性場(chǎng)，用過(guò)疫苗的試驗(yàn)組抗體滴度均比非免疫組高，肺臟評(píng)分均比非免疫組低。這些結(jié)果表明豬支原體肺炎滅活疫苗從免疫效果看確實(shí)有效。然而從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，滅活疫苗并不適合所有豬場(chǎng)。以平均肺部病變?cè)u(píng)分為依據(jù)，它的盈虧平衡點(diǎn)為5分，低于5分的豬場(chǎng)，其疫苗免疫的成本比Mhp感染造成的損失更大，不適合免疫滅活疫苗［16］。

1.3 豬支原體肺炎滅活疫苗的改良 如今，各類(lèi)豬支原體肺炎滅活疫苗已在世界范圍內(nèi)推廣，在豬支原體肺炎的防控方面有其現(xiàn)實(shí)意義。然而，以體液免疫為主的滅活疫苗也有其不足，仍待改進(jìn)。首先，它受母源抗體的影響較大，使用時(shí)應(yīng)避開(kāi)母源抗體的影響。傳統(tǒng)的滅活疫苗在感染壓力大的豬場(chǎng)實(shí)施兩次免疫可以誘導(dǎo)更好的保護(hù)，減輕肺炎支原體引起的肺部病變，其效力明顯高于單次免疫［17］，但成本會(huì)加倍。其次，抗原的制備工藝是滅活疫苗生產(chǎn)的主要瓶頸，其高滴度和高純度抗原生產(chǎn)工藝仍是國(guó)際支原體組織(International Research Programme on Comparative Mycoplasmology，IRPCM)在2012年大會(huì)上的五項(xiàng)主要議題之一。再次，對(duì)肺炎支原體而言，疫苗誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體水平和阻止病原移行及疾病的發(fā)生聯(lián)系不大，疫苗抗體水平不一定與保護(hù)正相關(guān)，只為參考性指標(biāo)。局部粘膜免疫和細(xì)胞免疫才是防控MPS的關(guān)鍵。最后也是最重要的是豬支原體肺炎滅活疫苗不能阻止野毒的感染［18］。Pieters［19］用套式 PCR 的方法檢測(cè)了免疫滅活疫苗94 d和214 d豬肺組織的Mhp的感染情況，結(jié)果顯示檢出率和未免疫組差異均不顯著，說(shuō)明滅活疫苗并不能阻止野毒的感染。Villarreal等［20］和 Chae［21］的最新研究也得出了同樣的結(jié)論。這是因?yàn)樨i支原體肺炎滅活疫苗的免疫僅僅是聯(lián)合佐劑刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫，以殺滅進(jìn)入機(jī)體的豬肺炎支原體野毒，然而這并不能阻止野毒侵入并感染機(jī)體。所以，豬支原體肺炎滅活疫苗可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改良:①篩選高效低毒的佐劑以促進(jìn)機(jī)體的細(xì)胞免疫和減少免疫應(yīng)激;②改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高抗原培養(yǎng)濃度及濃縮和純化效率;③篩選具有更好免疫原性的抗原或菌株。Simionatto等［22］用對(duì)所表達(dá)的34個(gè)豬肺炎支原體重組蛋白的免疫原性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)蛋白有較高的免疫原性，且部分蛋白可以在感染過(guò)程中表達(dá)，這一結(jié)果可能對(duì)研發(fā)更高效的豬支原體肺炎疫苗提供依據(jù)。

2 豬支原體肺炎弱毒活疫苗

2.1 豬支原體肺炎弱毒活疫苗可突破母源抗體屏障 目前在我國(guó)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并廣泛使用的豬支原體肺炎弱毒活疫苗主要是豬支原體肺炎弱毒活疫苗(168株)。該疫苗通過(guò)肺內(nèi)注射可突破母源抗體屏障，有效激發(fā)機(jī)體的細(xì)胞免疫和局部粘膜免疫。Feng等［23］發(fā)現(xiàn)，肺內(nèi)注射豬支原體肺炎弱毒活疫苗后支氣管灌洗液中IFN－γ和sIgA的濃度有所上升，外周血淋巴細(xì)胞增值活性增強(qiáng)，這一結(jié)果表明豬支原體肺炎弱毒活疫苗能突破母源抗體的影響激發(fā)機(jī)體的細(xì)胞免疫和局部粘膜免疫。此外，佐劑也能增加豬支原體肺炎弱毒活疫苗(168株)的免疫作用。Li Y等［24］發(fā)現(xiàn)，豬支原體肺炎豬支原體肺炎弱毒活疫苗(168株)添加佐劑可以大大增加鼻腔內(nèi)IL－10和IFN－γ的濃度，氣管上皮細(xì)胞內(nèi)淋巴細(xì)胞的數(shù)量，肺內(nèi)和肺門(mén)淋巴結(jié)中CD4+和CD8+的數(shù)量以及血清特異性IgG的濃度。這些結(jié)果表明佐劑能增加疫苗的細(xì)胞免疫、粘膜免疫和體液免疫的效果。

2.2 占位效應(yīng) 占位效應(yīng)是弱毒活疫苗獨(dú)特的免疫機(jī)制之一。如豬偽狂犬基因缺失弱毒活疫苗的滴鼻免疫能有效防控仔豬早期野毒的感染，其原理之一可能是在仔豬接觸偽狂犬野毒之前疫苗株能在局部黏膜或神經(jīng)系統(tǒng)增殖形成占位效應(yīng)以阻止野毒的感染［25］。所以很多人建議把滴鼻免疫作為凈化豬場(chǎng)偽狂犬病或減少偽狂犬病對(duì)豬場(chǎng)危害的常規(guī)免疫程序［26］。同樣，豬支原體肺炎弱毒活疫苗可能也可以通過(guò)占位效應(yīng)阻止野毒的感染。豬支原體肺炎弱毒活疫苗可能利用仔豬在出生后5～7 d不會(huì)自然感染Mhp的空隙，通過(guò)肺內(nèi)注射直接到達(dá)肺泡黏膜表面，在肺泡細(xì)胞表面形成優(yōu)勢(shì)占位，借助黏膜蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量繁殖，最終占據(jù)肺泡表面所有可占用的空間(大約需1～2周時(shí)間)。此時(shí)，如果仔豬再次吸入感染肺炎支原體野毒，肺泡表面已缺乏可占據(jù)的空位，從而減少豬支原體肺炎的發(fā)生［27］。

2.3 豬支原體肺炎弱毒活疫苗的臨床效果 由于弱毒活疫苗獨(dú)特的占位效應(yīng)和誘導(dǎo)的體液免疫、粘膜免疫和細(xì)胞免疫，其免疫效果非常好。劉茂軍等［28］進(jìn)行了7000多頭豬的臨床試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)免疫豬支原體肺炎(168株)弱毒株的豬群支原體肺炎發(fā)病率減少，肺部病變減輕，有效控制率達(dá)80%以上，許多豬場(chǎng)達(dá)90%，生產(chǎn)指標(biāo)有明顯提高。

2.4 保證豬支原體肺炎弱毒活疫苗高效免疫的措施 三項(xiàng)免疫措施可保證弱毒活疫苗的高效免疫。①早期免疫:弱毒活疫苗免疫前后應(yīng)避免使用敏感抗生素，所以選擇5～7日齡的早期免疫，此時(shí)仔豬還未感染Mhp野毒，且這時(shí)仔豬只吃初乳，透過(guò)母乳屏障而間接吸入藥物濃度較小，難以達(dá)到最小抑菌程度(如泰妙菌素和泰樂(lè)菌素的最小抑菌濃度分別為 0.015 μg/mL 和 0.1 μg/mL)［29］，而此時(shí)乳豬接觸飼料中的抗生素的可能性較小，可保證弱毒疫苗的活力。②肺內(nèi)免疫:采用肺內(nèi)免疫的方式，操作簡(jiǎn)單。③選用Mhp非敏感抗生素:如果豬場(chǎng)有豬呼吸道疾病綜合征或其他疾病存在，一般選擇青霉素、鏈霉素、頭孢噻呋鈉和磺胺等藥物，疫苗株對(duì)這些藥物不敏感，不會(huì)對(duì)其免疫產(chǎn)生影響。近年來(lái)，弱毒活疫苗在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額越來(lái)越大，不僅說(shuō)明豬場(chǎng)正在逐步接受弱毒活疫苗，更表明了人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到弱毒活疫苗在防控豬支原體肺炎上的積極意義。

3 結(jié)語(yǔ)

豬呼吸道疾病綜合征(PRDC)是豬場(chǎng)的主要疾病，控制好豬支原體肺炎是防控PRDC的關(guān)鍵。如何防控豬支原體肺炎已成為養(yǎng)豬業(yè)急需解決的難題，對(duì)它的防控應(yīng)建立以疫苗免疫、藥物防控和科學(xué)管理為主的標(biāo)準(zhǔn)防控體系和凈化方案。其中，弱毒活疫苗通過(guò)其獨(dú)特的占位效應(yīng)和較高的免疫效應(yīng)在阻止豬肺炎支原體野毒感染及殺滅已感染野毒方面的免疫效應(yīng)越來(lái)越突出，可能成為今后防控和凈化豬支原體肺炎的關(guān)鍵措施之一。

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