乳酸菌口服疫苗在豬病防治中的應(yīng)用研究

■文/諸城市畜牧獸醫(yī)管理局 莊夕棟

乳酸菌口服疫苗在豬病防治中的應(yīng)用研究

■文/諸城市畜牧獸醫(yī)管理局 莊夕棟

乳酸菌口服疫苗能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生有效的黏膜免疫、體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答，具有其他疫苗不可比擬的優(yōu)勢，目前已成為疫苗研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)。本文綜述了乳酸菌口服疫苗的作用機(jī)理、特點(diǎn)及其在豬病防治中的應(yīng)用研究，并對其存在的問題及應(yīng)用前景進(jìn)行分析和展望，以期為更好地防治豬病提供參考。

乳酸菌；口服疫苗；豬??；防治；應(yīng)用

乳酸菌(Lactic acid bacteria)是一類能將碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性細(xì)菌，屬食品級、非侵襲、非致病性微生物，被公認(rèn)為安全級微生物。近年來利用一些乳酸菌在胃腸道、泌尿、生殖系統(tǒng)中或黏膜部位黏附存活且無病原性等特點(diǎn)，開展動物活菌口服疫苗研究，受到極大的關(guān)注，已成為目前疫苗研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)。以乳酸菌作為表達(dá)載體制成的動物口服疫苗安全無毒，通過胃腸黏膜進(jìn)行抗原呈遞，能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生有效的體液免疫、黏膜免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答。本文綜述了乳酸菌口服疫苗的作用機(jī)理、特點(diǎn)及其在豬病防治中的應(yīng)用研究，并對其存在的問題及應(yīng)用前景進(jìn)行分析和展望，以期為更好地防治豬病提供參考。

1 乳酸菌口服疫苗的作用機(jī)理

1.1 乳酸菌的生物學(xué)功能

乳酸菌嗜酸性，最適生存pH為5.5～6.0，但在pH 3.0～4.5時仍然能生存，且在無芽孢桿菌中耐酸力最強(qiáng)。乳酸菌在自然界中分布廣泛，目前已從動物的口腔、胃、腸道和糞便等部位分離到了各種乳酸菌。乳酸菌絕大多數(shù)對動物無害，而且擔(dān)負(fù)著動物體內(nèi)重要的生理功能，如調(diào)節(jié)腸道內(nèi)正常菌群的平衡，抑制腸道內(nèi)有害菌的定植和有毒物質(zhì)的產(chǎn)生；制造營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)組織細(xì)胞的發(fā)育等。乳酸桿菌的生物學(xué)功能與動物機(jī)體的生命活動息息相關(guān)。乳酸菌以其益生性、佐劑效應(yīng)、制備簡單及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于各種病原抗原的傳遞載體研究，在疾病防制方面具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。

1.2 乳酸菌口服疫苗的作用機(jī)理

乳酸菌口服疫苗是以乳酸菌為載體菌，通過基因工程技術(shù)重組病毒、細(xì)菌或寄生蟲等病原基因，構(gòu)建能表達(dá)外源抗原或攜帶外源DNA疫苗的重組乳酸菌。這些重組菌能通過口服或滴鼻的途徑將抗原傳遞至宿主黏膜系統(tǒng)，進(jìn)而在黏膜水平刺激免疫宿主產(chǎn)生免疫反應(yīng)。其可同時激發(fā)機(jī)體體液免疫、細(xì)胞免疫和黏膜免疫應(yīng)答，且免疫過程和病原感染一致，能在黏膜水平預(yù)防病原感染。重組乳酸菌不僅具有疾病預(yù)防作用，而且對已發(fā)生的病毒感染同時具有一定的治療和抑制作用。

1.3 乳酸菌口服疫苗的的特點(diǎn)

乳酸菌口服疫苗具有生產(chǎn)成本低廉、制備方法簡單、不需要DNA疫苗或多肽疫苗制備過程的分離純化、易于標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。該疫苗飼喂方便，免疫成本低，安全性好、無副作用、沒有減毒活疫苗的毒力返強(qiáng)等危險(xiǎn)性的存在，本身具有佐劑效應(yīng)，能同時誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫，并刺激黏膜免疫系統(tǒng)產(chǎn)生局部sIgA黏膜免疫，尤其適合大規(guī)模養(yǎng)殖場的動物群體免疫。

2 乳酸菌口服疫苗在豬病防治中的應(yīng)用研究

2.1 豬傳染性胃腸炎

豬傳染性胃腸炎是由豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)引起的一種以嚴(yán)重腹瀉、嘔吐和脫水為臨床癥狀的高度傳染性疾病，尤其對2周齡以內(nèi)的仔豬具有很高的致死率，死亡率可達(dá)100%。該病呈世界性分布，給各國養(yǎng)豬業(yè)均造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。唐麗杰等(2007)將TGEV的S基因構(gòu)建到分泌型表達(dá)載體上并成功導(dǎo)入乳酸乳球菌中，小鼠口服免疫后，結(jié)果證明小鼠腸道內(nèi)產(chǎn)生了特異性的黏膜免疫且抗體水平較高。薛瑞雪(2015)使用TGEV乳酸菌口服疫苗口服免疫小鼠，能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生較高水平的體液免疫和細(xì)胞免疫，同時可以促進(jìn)脾臟T淋巴細(xì)胞的增殖以及刺激IFN-γ、IL-4的產(chǎn)生，在刺激產(chǎn)生黏膜抗體方面具有顯著作用，為TGEV口服疫苗的臨床應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

2.2 豬輪狀病毒病

豬輪狀毒病是由豬輪狀病毒感染引起仔豬暴發(fā)消化道功能紊亂的一種急性腸道傳染病，主要癥狀為厭食、嘔吐、下痢，中豬和大豬為隱性感染，沒有癥狀。胡靜濤等(2008)、葉麗萍等(2010)先后表達(dá)豬輪狀病毒VP4、VP7蛋白的重組乳酸菌能誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生明顯的血清和黏膜抗體，促進(jìn)細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答，并為免疫組小鼠提供極其明顯的攻毒保護(hù)。

2.3 豬細(xì)小病毒病

豬細(xì)小病毒(PPV)是引起母豬繁殖障礙的主要病原之一，PPV感染主要引起胚胎和胎兒死亡、重吸收、流產(chǎn)、木乃伊胎等，但母豬本身不表現(xiàn)明顯的癥狀。衣殼蛋白VP2是PPV的主要結(jié)構(gòu)蛋白，決定著PPV的組織嗜性、毒力和血凝活性，并且能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生中和抗體。徐義剛等(2008)將構(gòu)建的細(xì)胞表面表達(dá)和分泌表達(dá)PPV VP2蛋白的重組干酪乳桿菌口服免疫BALB/c小鼠，結(jié)果表明，2種表達(dá)系統(tǒng)均能誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生黏膜及系統(tǒng)免疫應(yīng)答，分泌型的重組菌系統(tǒng)免疫小鼠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生的抗PPV的特異性sIgA和IgG抗體水平高于細(xì)胞表面表達(dá)型的重組菌系統(tǒng)的免疫效果，表明分泌型的重組乳酸菌作為口服疫苗載體具有更好的免疫原性。

2.4 口蹄疫

口蹄疫是由口蹄疫病毒(FMDV)感染偶蹄類動物而引起的一種急性、熱性、高度接觸性傳染病，臨床上主要以口腔黏膜、蹄部及乳房皮膚發(fā)生水皰和糜爛為特征。李云崗等(2007)給仔豬采用口服和注射途徑免疫以乳酸菌為載體的FMDV VP1基因后，經(jīng)檢測顯示該疫苗能產(chǎn)生較高的抗體效價(jià)，能夠誘導(dǎo)體液免疫和細(xì)胞免疫。

2.5 豬鏈球菌病

豬鏈球菌根據(jù)菌體莢膜抗原特性的不同，可分成35個血清型(1～34型及1/2型)，其主要致病型為SS1、SS2、SS7、SS9、SS1/2以及SS14。眾多血清型中以豬鏈球菌2型(SS2)流行最廣、致病性最強(qiáng)、造成的危害最大。張秋香等(2013)研究將SS2 ef和mrp基因分別置于組成型啟動子P59的下游，轉(zhuǎn)入干酪乳桿菌中，以制備可添加于飼料中的SS2口服疫苗，并以C57BL/6J小鼠為模型對該疫苗的免疫效果進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)重組菌可在小鼠體內(nèi)存活2d左右，并可有效刺激小鼠產(chǎn)生EF和MRP特異性抗體，為研制乳酸菌口服疫苗防治豬鏈球菌病的可行性進(jìn)行了有益的探索。

3 問題與展望

抗生素的濫用使細(xì)菌耐藥性現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。目前，許多國家已開始禁止部分抗生素在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用。乳酸菌本身具有一定抑制病原菌的能力，部分乳酸菌作為微生態(tài)制劑已被廣泛用于養(yǎng)殖業(yè)并取得不錯的效果，因此，乳酸菌在替代部分抗生素使用方面展現(xiàn)出了獨(dú)特優(yōu)勢。乳酸菌作為運(yùn)載外源抗原的理想載體，可通過口服或滴鼻在黏膜水平將病毒抗原提呈宿主免疫細(xì)胞，同時誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫，且免疫過程和病原感染一致，能在黏膜水平預(yù)防病原感染；能增強(qiáng)機(jī)體的非特異性和特異性免疫能力，在活載體疫苗或保健品開發(fā)方面業(yè)極具競爭優(yōu)勢?？傊樗峋诜呙缭陬A(yù)防細(xì)菌性、病毒性及寄生蟲性傳染疾病方面具有良好的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。隨著人們對乳酸菌口服疫苗作用機(jī)理研究的深入，必將助其在臨床上的廣泛應(yīng)用。然而乳酸菌作為口服疫苗載體，在市場化之前仍面臨很多問題。目前可用于構(gòu)建疫苗的載體菌株僅限于乳酸乳球菌和乳酸桿菌屬中的幾個菌株，表達(dá)的抗原蛋白僅限于幾種，構(gòu)建成功的疫苗也不多，對構(gòu)建的疫苗效果的研究僅限于動物試驗(yàn)階段和體外試驗(yàn)階段，疫苗的臨床應(yīng)用還需一段時間，工程菌在體內(nèi)可以存活多久以及乳酸菌攜帶抗原表達(dá)的效果也有待確定，疫苗誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的機(jī)制還不清楚等。只有解決以上問題，才能從根本上推動乳酸菌口服疫苗從試驗(yàn)研究走向臨床應(yīng)用，促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展，并為未來防治動物疫病提供良好的思路和途徑?！?/p>