張 璞,陳建凱,賴月輝,林德銳,李復(fù)坤,周曉敏,侯高偉,齊冬梅
(1.佛山科學技術(shù)學院生命科學與工程學院,廣東 佛山 528231;2.廣東永順生物制藥股份有限公司,廣東 廣州 511356)
豬瘟(Classical Swine Fever,CSF)是危害養(yǎng)豬業(yè)最嚴重的病毒性疾病之一。自CSF 出現(xiàn)以來,對養(yǎng)豬業(yè)造成了重大的經(jīng)濟損失。在自然條件下,豬瘟病毒(Classical Swine Fever Virus,CSFV)經(jīng)鼻侵入豬體內(nèi),有時通過眼結(jié)膜、生殖道黏膜或皮膚傷口進入體內(nèi),也可以經(jīng)口腔和非腸道途徑感染豬。CSF 在臨床上表現(xiàn)為死亡率很高的急性型或死亡率變化不定的亞急性型、慢性型、隱性型及持續(xù)感染型,癥狀主要為發(fā)病豬高熱稽留和小血管壁變性引起各器官、組織廣泛出血、梗死和壞死等病變。世界動物衛(wèi)生組織(World Organization for Animal Health,OIE)將CSF 列為最重要的法定報告?zhèn)魅静≈唬谖覈涣袨橐活悅魅静?。所有OIE 成員國有義務(wù)向OIE 通報疾病、感染和任何相關(guān)的重要流行病學事件。
第一份CSF 報告可追溯至1810 年美國田納西州發(fā)生的CSF 疫情;19 世紀上半葉,美國有10 個州暴發(fā)CSF 疫情。歐洲第一份CSF 報告可追溯至1862 年的英國,之后傳播到瑞典、法國和丹麥。從20 世紀60 年代開始,CSF 呈世界性傳播。近30 年來,很多國家先后采取了消滅CSF 的綜合防制措施,取得了顯著成效。目前,無CSF 的國家和地區(qū)共38 個,包括整個北美洲、大洋洲,以及法國、葡萄牙、瑞典等大部分歐盟國家。CSF 在亞洲和中、南美洲,加勒比地區(qū)仍然流行。除馬達加斯加和南非有CSF 暴發(fā)的報道外,該病在非洲的情況知之甚少[1-2]。近年該病在韓國、哥倫比亞、俄羅斯、巴西和日本CSF 均有暴發(fā)。特別是日本在時隔26 年無CSF 病例后的2018 年再次在家豬和野豬中暴發(fā)CSF 疫情[3]。由此可見,CSF 仍然是一種地方性和可復(fù)發(fā)性病毒病,持續(xù)威脅全球豬肉生產(chǎn)和人類的食品安全。20 世紀50年代以前,CSF 在我國的流行極為普遍,造成重大的經(jīng)濟損失。50 年代后期起,我國采取了以疫苗免疫為主的綜合防控措施,有效控制了CSF 的流行。目前,我國的CSF 主要以地方性和散發(fā)性流行。現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)以集約化和規(guī)?;B(yǎng)殖為主要發(fā)展趨勢,群發(fā)性疾病尤其是傳染病是阻礙養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展的主要因素。以預(yù)防為主的CSF 防控策略明確了CSF 疫苗、CSFV 抗原和抗體診斷技術(shù)不可或缺的重要作用。本文從CSFV 抗原和抗體診斷技術(shù)、CSFV 疫苗開發(fā)進展和前景等方面進行綜述,以期為更好地防控CSF 提供參考。
CSFV 屬于黃病毒科瘟病毒屬,是近似球型的單股正鏈RNA 病毒,病毒粒子平均直徑為44 nm,內(nèi)有20 面體立體對稱的核衣殼,其直徑為24~30 nm,外有脂蛋白囊膜包裹,囊膜表面有6~8 nm 的囊膜糖蛋白纖突[4]。
CSFV 基因組全長約12.3 kb,包含1 個開放閱讀框(Open Reading Frame,ORF),編碼含3 898個氨基酸的多聚蛋白,分子量大小約438 ku。兩側(cè)分別攜帶1 個內(nèi)部核糖體進入位點的5'-端非編碼區(qū)(5'-UTR,長度約360~374 bp)和富含尿苷的3'-端非編碼區(qū)(3'-UTR,長度為272~243 bp)。CSFV 是瘟病毒中相對穩(wěn)定的病毒,現(xiàn)有3 個基因群(Group 1、Group 2、Group 3),其中Group 1 分為1.1、1.2、1.3 等基因亞群,Group 2 分為2.1、2.2、2.3 等基因亞群。目前國內(nèi)主要流行株為2.1、2.2 和1.1 基因型[4]。
CSFV 多聚蛋白在病毒和宿主細胞的蛋白酶作用下,逐步裂解為C、Erns、E1、E2 等4 種結(jié)構(gòu)蛋白和Npro、p7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B 等8 種非結(jié)構(gòu)蛋白。C 蛋白是由99個氨基酸組成的帶大量堿性電荷的衣殼蛋白。C蛋白的主要區(qū)域相對保守,與其他瘟病毒的同源性大于91%。Erns蛋白是由227 個氨基酸組成的分子量約44~48 ku 的囊膜糖蛋白,通過分子間的二硫鍵形成同源二聚體。Erns糖蛋白具有RNase活性,能抑制雙鏈RNA 合成,導致免疫抑制,引起動物的淋巴和上皮細胞凋亡。E1 蛋白是由195個氨基酸組成的分子量約31 ku 的囊膜糖蛋白,不能誘導機體產(chǎn)生中和抗體。E2 蛋白是由373 個氨基酸組成的分子量約51~55 ku 的囊膜糖蛋白,為I 型跨膜蛋白,能誘導機體產(chǎn)生中和抗體,是豬瘟的主要保護性抗原蛋白。
豬瘟病毒的8 種非結(jié)構(gòu)蛋白,Npro蛋白是屬內(nèi)特有的蛋白,比較保守。Npro蛋白通過調(diào)節(jié)病毒復(fù)制過程中產(chǎn)生的雙鏈RNA 中間體水平干擾CSFV 細胞免疫應(yīng)答。p7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B 等其他幾個非結(jié)構(gòu)蛋白與CSFV 病毒復(fù)制、感染性病毒顆粒形成、致細胞病變生物型、病毒毒力及持續(xù)感染有關(guān)[4]。
中等毒力和低毒力的CSFV 不會引起典型的臨床癥狀,但可以在豬群中緩慢傳播。與非洲豬瘟(African Swine Fever,ASF)、豬呼吸和繁殖綜合征(Porcine Respiratory and Reproductive Syndrome,PRRS)、副豬嗜血桿菌病(Haemophilus parasuis,Hps)等一種或多種病原混合感染時,難以通過臨床癥狀或剖檢病變來確診CSFV 病例,需要通過實驗室檢測確診[5]??焖贉蚀_的實驗室和臨床檢測技術(shù)對于CSF防控具有極其重要的作用。
對于CSFV 的分離、病毒抗原和核酸的檢測,可以使用血清和動物體液,以及死亡動物的扁桃體、脾臟、淋巴結(jié)、胸腺、腸、腎、肺等器官樣本[5]。CSFV 可以在多種豬源細胞上生長,如豬腎細胞系PK15 細胞、SK6 細胞,以及豬睪丸細胞系ST細胞。病原分離是CSF 確診的經(jīng)典方法之一。絕大多數(shù)CSFV 分離株是非細胞致病性的,在細胞培養(yǎng)中無明顯的細胞病變。因此,在CSFV 感染細胞后,病毒抗原必須通過免疫過氧化物酶染色試驗(Immunoperoxidase Test,IPT)或免疫熒光抗體試驗(Fluorescent Antibody Test,F(xiàn)AT)來驗證。敏感和快捷的反轉(zhuǎn)錄-PCR(RT-PCR)和熒光定量PCR(qRT-PCR)是目前實驗室應(yīng)用更廣泛的CSFV 核酸檢測方法,很多實驗室將qRT-PCR 作為快速CSFV 診斷的首選方法。檢測CSFV 核酸的新技術(shù)在不斷發(fā)展。高曉龍等[6]建立了CSFV微滴式數(shù)字PCR(droplet digital PCR,ddPCR)方法。張雨杭[7]利用CRISP/Casl3a 核酸檢測技術(shù)建立CSF 強弱毒鑒別檢測技術(shù)。如需確診CSF 還需要進行免疫熒光或病原分離鑒定。
國內(nèi)常用的CSFV 抗體檢測方法有病毒中和試驗(Virus Neutralization Test,VNT)、膠體金免疫層析法(Gold Immunochromatography Assay,GICA)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(Enzyme-Linked Immunsorbent Assay,ELISA)等。VNT 方法靈敏度高、特異性好、準確性高,是CSFV 抗體檢測的金標準,可以用于非免疫豬的CSF 臨床病例確診、流行病學調(diào)查和免疫豬疫苗免疫效果評價等。CSFV 同屬的牛病毒性腹瀉粘膜病病毒(Bovine Viral Diarrhoea Virus,BVDV)、邊界病毒(Border Disease Virus,BDV)等瘟病毒感染可能會干擾CSFV 抗體診斷,VNT 方法可以區(qū)分CSFV 特異性抗體和BVDV、BDV 以及其他反芻動物瘟病毒感染產(chǎn)生的抗體。因此,VNT 可以復(fù)核在ELISA 抗體檢測中的陽性樣品或可疑樣品,并確定這些抗體是否為CSFV 特異性抗體。但VNT 檢測費時、費力,而且檢測成本高,目前還未能實現(xiàn)高通量和自動化檢測,不適用于處理大量的臨床樣品。
GICA 技術(shù)具有使用方便,對操作人員要求不高,無需特殊儀器設(shè)備和試劑,并可以直接判斷等優(yōu)點,因此特別適合應(yīng)用于基層試驗室和CSFV 臨床批量篩查。近年來,GICA 技術(shù)也在不斷向多靶標、高敏感性方向發(fā)展,如量子點、磁顆粒等新材料被用于試劑條的制備[8]。李華瑋等[9]首次在國內(nèi)建立了可以區(qū)分強弱毒CSFV 抗體的雙抗原夾心法免疫層析試紙條。尹清清[10]以膠體金標記和量子點耦聯(lián)重組CSFV E2 蛋白,研制了檢測CSFV 抗體免疫層析試紙條。萬穎等[11]制備CSFV E2 蛋白抗體檢測的膠體金免疫層析試紙條,檢測用時更短(5~10 min)。
ELISA 是一種快速、簡便、應(yīng)用廣泛的血清學診斷技術(shù),突出優(yōu)點是可以在短時間內(nèi)檢測大量樣本。其在CSF 血清學調(diào)查中起到非常重要的作用。國內(nèi)外已開發(fā)出多種CSFV 抗體檢測試劑盒產(chǎn)品并商品化。國外常用商業(yè)化試劑盒包括美國愛德士公司(IDEXX Laboratories)、荷蘭百測公司(Biocheck)、德國勃林格殷格翰制藥公司(Boehringer Ingelheim)、賽默飛世爾科技公司(Thermo Fisher Scientific)等生產(chǎn)的試劑盒。國內(nèi)注冊的CSFV 抗體檢測試劑盒有豬瘟病毒間接ELISA 抗體檢測試劑盒、豬瘟病毒阻斷ELISA 抗體檢測試劑盒、豬瘟病毒化學發(fā)光ELISA 抗體檢測試劑盒等3 種,進口注冊1 個豬瘟病毒ELISA抗體檢測試劑盒(表1)。上述CSFV 抗體檢測試劑盒的產(chǎn)品類型主要是間接ELISA、競爭性ELISA 或阻斷ELISA 等,針對CSFV 全病毒、E2或Erns/E0 蛋白產(chǎn)生的抗體。近年來,更多的新技術(shù)和新思路應(yīng)用到CSFV 抗體ELISA 試劑盒開發(fā)中,如Wang 等[12]利用有中和能力的單克隆抗體建立競爭ELISA 檢測C 株CSF 疫苗免疫產(chǎn)生的抗體。李元曦等[13]建立了可以快速鑒別CSFV野毒和疫苗毒的可視化基因芯片檢測技術(shù)。王麗等[14]建立了CSFV Erns/E2 融合蛋白間接ELISA抗體檢測技術(shù)。徐璐等[15]等建立的化學發(fā)光競爭ELISA 抗體檢測方法與熒光抗體病毒中和試 驗(Fluorescent Antibody Virus Neutralization Test,F(xiàn)AVN)方法檢測的中和抗體效價更接近。麻園等[16]建立了CSFV 化學發(fā)光ELISA 抗體檢測技術(shù),敏感性、特異性、重復(fù)性良好。不斷提高ELISA 試劑盒的敏感性、特異性和穩(wěn)定性,更好地應(yīng)對當前多病原混合感染的復(fù)雜豬病現(xiàn)狀,設(shè)計和優(yōu)化適用于CSF 標記疫苗的ELISA 抗體檢測試驗盒,可靠地區(qū)分受感染和接種疫苗動物(Discrimination of Infected from Vaccinated Animals,DIVA)仍然是豬瘟血清學診斷技術(shù)的主要挑戰(zhàn)。
表1 國內(nèi)注冊豬瘟抗體檢測試劑盒Table 1 Domestic registered CSFV antibody detection kits
從歷史上看,一些國家將大規(guī)模減毒活疫苗免疫接種作為一項強制性CSF 防控措施,并輔以其他生物安全措施,成功應(yīng)對CSF 疫情。目前,西方發(fā)達國家已不再使用疫苗接種而直接采取撲殺的方法來防制CSF。但疫苗接種仍然是世界上大多數(shù)國家特別是發(fā)展中國家控制CSF 的主要手段。隨著生物技術(shù)特別是分子生物學技術(shù)的不斷發(fā)展,更多的CSF 新型疫苗被開發(fā)和批準使用。
減毒活疫苗多是通過兔體或細胞連續(xù)傳代獲得的適應(yīng)性突變減毒株。減毒活疫苗最常用的毒株是我國的豬霍亂兔化弱毒HCLV株〔亦稱中國疫苗株(C株)〕、俄羅斯的LK-VNIVViM株、日本的GPE-株、法國的Thiverval株、墨西哥的PAV株等[2]。這些疫苗的共同優(yōu)點是使用方便、成本低、易于生產(chǎn)、安全性良好,特別是對仔豬和懷孕母豬安全。上述減毒疫苗已在全世界廣泛應(yīng)用。
3.1.1 C 株 C 株兔化弱毒疫苗是目前國際上應(yīng)用最廣泛、國內(nèi)唯一應(yīng)用的CSF 疫苗,也是控制CSF 最有效的疫苗之一。該疫苗毒株于1954—1958 年由中國獸藥監(jiān)察所等單位成功培育,具有無血毒癥、不排毒、不通過懷孕母豬胎盤屏障的優(yōu)點,而且毒力返強的可能性很小,在豬體內(nèi)傳30 代后仍安全[4]。C 株疫苗不但有突出的安全性和有效性[17],而且疫苗的生產(chǎn)工藝技術(shù)簡單,成本低廉,易于臨床使用和推廣。不同國家已經(jīng)開發(fā)了多種源自豬瘟C 株的疫苗,如匈牙利的SUVAC 疫苗、美國的VADIMUN 疫苗、德國的Duvaxin 和Riems 疫苗、墨西哥的Norden 和Porcivac 疫苗、巴西的PS Poreo 疫苗、斯洛伐克的Tipest 疫苗、捷克共和國的TVM-1 疫苗、俄羅斯的LK 疫苗等[2]。
我國C 株兔化弱毒疫苗的研制和應(yīng)用主要有以下幾個階段:1958 年研制出牛體反應(yīng)苗;1964 年研制出乳兔苗;后來由中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所等單位研制出豬瘟兔化弱毒同源原代細胞苗(1973—1978 年)、乳豬腎細胞苗(1978—1980年)、綿羊腎細胞苗(1980 年)、奶山羊腎細胞苗(1982 年)、犢牛睪丸原代細胞苗(1985 年)等,其中犢牛睪丸原代細胞苗目前仍有生產(chǎn)和應(yīng)用;2004 年中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所和廣東永順生物制藥股份有限公司聯(lián)合開展了豬睪丸傳代細胞系(ST細胞)生產(chǎn)豬瘟疫苗的研究,并在2008 年成功研制出ST 細胞系生產(chǎn)的豬瘟活疫苗(傳代細胞源),現(xiàn)在由國內(nèi)19 個獸用生物制品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用[4];2020 年華威特(江蘇)生物制藥有限公司與碩騰生物制藥有限公司等企業(yè)共同研制了豬瘟活疫苗(C 株,懸浮培養(yǎng)),同年軍事科學院軍事醫(yī)學研究院軍事獸醫(yī)研究所與江蘇勃林格殷格翰生物制品有限公司等公司聯(lián)合開發(fā)了豬瘟活疫苗(C 株,PK/WRL 傳代細胞源)。2010年以來在國內(nèi)注冊的豬瘟活疫苗相關(guān)信息見表2。
表2 2010 年后國內(nèi)注冊的豬瘟活疫苗Table 2 Domestic registered CSFV live vaccines after 2010
3.1.2 LOM 株 LOM 株是1956 年由日本分離的低毒力Miyagi 株通過牛腎細胞連續(xù)傳代致弱獲得。1968—1969 年,韓國獸醫(yī)研究所(Institute of Veterinary Research,IVR)首次將LOM 株疫苗作為候選疫苗進行田間試驗,并于1974 年在韓國廣泛推廣使用。LOM 株疫苗在韓國使用了幾十年,充分證明了該疫苗的安全性和有效性,但仍存在毒力返強的風險。韓國濟州島原本并無豬瘟病例,實行不接種疫苗政策10 年后,在2014 年接種了LOM 株疫苗,導致濟州島發(fā)生了CSF 地方性暴發(fā),給養(yǎng)豬場造成巨大損失[18]。
3.1.3 GPE-株 GPE-株(Guinea-pig Exaltationnegative strain,GPE-)疫苗是1969年由日本東京國立動物衛(wèi)生研究所(National Institute of Animal Health,NIAH)研制的。該疫苗株來源于野生型ALD株,經(jīng)豬睪丸細胞、牛睪丸細胞和原代豚鼠腎細胞等多次傳代致弱獲得。GPE-株疫苗對懷孕母豬和仔豬安全,在亞洲和大洋洲廣泛應(yīng)用。研究表明,在豬體連續(xù)傳代11次后,GPE-毒株毒力返強,這與E2蛋白上的T830A、NS4B蛋白上的V2475A和A2563V 3個氨基酸被取代有關(guān)[19]。
3.1.4 Thiverval 株 Thiverval 株是由CSF 強毒Alfort株在豬腎原代細胞上傳代后轉(zhuǎn)到胎牛肌肉細胞,29~30 ℃低溫下經(jīng)170 多代次的細胞傳代培養(yǎng)選育出的低溫變異株,1971 年在法國獲得專利。該疫苗遺傳穩(wěn)定性和安全性好,可應(yīng)用于免疫抑制的動物[2]。數(shù)十年的應(yīng)用結(jié)果表明,Thiverval 株疫苗對懷孕母豬和仔豬安全有效,可防止豬瘟垂直傳播。
3.1.5 PAV-250 株 PAV-250 株是由CSFV A 株經(jīng)PK15細胞連續(xù)傳代250次獲得。自1979年以來,該疫苗在墨西哥的CSF 防控和根除計劃中起到非常重要的作用。PAV-250 株疫苗安全性、免疫原性、遺傳穩(wěn)定性良好,可以抵御豬瘟不同強毒株的攻擊[20]。
CSF 減毒活疫苗安全有效,但在臨床實踐中難以與野毒感染區(qū)分,因此新型標記疫苗的研發(fā)越來越受關(guān)注。目前CSF 標記疫苗主要包括亞單位疫苗、嵌合疫苗等。
3.2.1 E2 蛋白亞單位疫苗 E2 蛋白是CSFV 的主要結(jié)構(gòu)糖蛋白,具有高度免疫原性,可以誘導機體產(chǎn)生中和抗體[4],因此E2 蛋白常作為CSF亞單位疫苗的理想候選蛋白。歐洲共同體藥物評審委員會(European Agency for the Evaluation of Medicinal Products,EMEA)批準了兩種桿狀病毒表達的E2 蛋白亞單位疫苗,即德國拜耳公司的Bayovac?CSF Marker 和荷蘭英特威公司的Porcilis?pesti。大量的免疫攻毒試驗證實,上述疫苗具有較高的安全性[21],但存在免疫產(chǎn)生期長和保護作用不完全等問題。這些疫苗無法完成垂直保護,病毒依然有可能通過懷孕母豬胎盤傳播導致豬只持續(xù)感染。為了提供完全保護,免疫豬需要接種兩次疫苗[22]。由于這些標記蛋白疫苗不能在豬體內(nèi)繁殖,因此不適合口服接種,特別是對野豬群的免疫[23]。
我國第一個豬瘟E2 蛋白亞單位疫苗為天康生物股份有限公司研制的豬瘟病毒E2 蛋白重組桿狀病毒滅活疫苗(Rb-03 株),2017 年獲得新獸藥證書,并于2018 年獲得生產(chǎn)許可。該疫苗是基于桿狀病毒表達的豬瘟病毒C 株1.1 基因亞型E2 糖蛋白的亞單位疫苗,經(jīng)兩次免疫接種后,豬群可產(chǎn)生較強的免疫力,能抵御CSF 強毒石門株的攻擊。接種該疫苗的豬E2 蛋白中和抗體滴度升高,可以抵御CSFV 兩種基因型(1 型和2 型)的強毒攻擊[24],二免后14 d時達到免疫高峰期[25]。2020 年,由華中農(nóng)業(yè)大學與武漢科前生物股份有限公司等公司共同研發(fā)的豬瘟病毒E2 蛋白重組桿狀病毒滅活疫苗(WH-09 株)獲得新獸藥證書和生產(chǎn)許可。國內(nèi)注冊的豬瘟滅活疫苗見表3。
表3 國內(nèi)注冊的豬瘟滅活疫苗Table 3 Domestic registered CSFV inactivated vaccines
亞單位疫苗無毒力返強風險,而且兼具DIVA特性。但與減毒活疫苗相比較還存在一些弱點,如細胞免疫反應(yīng)弱、免疫產(chǎn)生期長、免疫持續(xù)期短、一次免疫不能提供完全保護等,因此亞單位疫苗需要多次免疫以增加或保持抗體滴度[26]。
3.2.2 嵌合疫苗 鑒于瘟病毒屬內(nèi)BVDV、BDV、CSFV 之間的親緣關(guān)系,設(shè)計改進豬瘟標記疫苗,開發(fā)出系列嵌合瘟病毒疫苗。代表性產(chǎn)品是歐盟批準的第一個針對CSF 的標記活疫苗——美國碩騰公司研制的Suvaxyn?CSF Marker 疫苗。該產(chǎn)品的抗原CP_E2alf 以BVDV CP7 株作為骨架,表達豬瘟病毒Alfort/187 株E1 和E2 糖蛋白[27]。此疫苗對家豬和野豬肌肉注射免疫,安全性和有效性良好,并可用于口服,能抵御強毒和中等毒力毒株的攻擊;肌肉注射免疫1 次,1 周后可產(chǎn)生較強的保護力,免疫持續(xù)期至少6 個月[28]。
2016 年,由5 家韓國獸用疫苗公司聯(lián)合研制的豬瘟嵌合活疫苗Flc-LOM-BErns株通過了韓國的生產(chǎn)許可。Flc-LOM-BErns是CSF LOM 株去除全長Erns基因和衣殼蛋白3′端的52 個堿基后,以BVDV 相應(yīng)部分替代獲得的Flc-LOM-BErns感染性克隆。該疫苗可對懷孕母豬產(chǎn)生完全保護[29]。但由于對家豬和野豬口服該疫苗的臨床應(yīng)用剛開始,因此對其安全性等還不清楚。
明確CSFV 的毒力影響因素對設(shè)計CSFV 標記活疫苗非常重要。在CSFV 基因組中引入基因突變,減少1 個或多個毒力影響因素,通過感染性克隆可能會創(chuàng)造出更安全、有效的具有DIVA特性的疫苗。Holinka 等[30]通過將兩個獨立的基因修飾引入CSFV Brescia 株的基因組中,構(gòu)建了帶有兩個抗原標記的豬瘟減毒活疫苗毒株FlagT4v株。在E1基因中引入Flag?抗原表位作為陽性抗原標記;去掉E2基因上單克隆抗體WH303 株識別表位(829TAVSPTTLR837),因該突變可以干擾對病毒表位的識別,因此作為陰性抗原標記。為了改善FlagT4v 株的基因穩(wěn)定性,避免毒力返強,繼而開發(fā)了FlagT4Gv 株。FlagT4Gv 株免疫豬可以抵抗親本毒的攻擊;并且免疫后豬體內(nèi)的IFN-α水平增加。其缺點是尚無與該候選疫苗配套的DIVA 檢測技術(shù)。
為了開發(fā)具有DIVA 特性的C 株標記疫苗,Han 等[31]利用反向遺傳操作技術(shù)制備了缺失E2 糖蛋白HQ06 單抗識別位點上117F、119G、122P 氨基酸的突變體rHCLV-E2F117A、rHCLVE2G119A、rHCLV-E2P122A。經(jīng)靜脈免疫兔,所有突變體均能引起兔體產(chǎn)生定型熱,并能在兔脾臟中復(fù)制。其中rHCLV-E2P122A 在兔和豬體內(nèi)均能誘導抗豬瘟中和抗體,但不能誘導抗豬瘟hq06 識別表位的抗體,可以與C 株誘導的抗體相區(qū)分。
正鏈RNA 病毒的自我復(fù)制RNA(復(fù)制子)正逐步成為哺乳動物細胞中基因表達和新型疫苗開發(fā)的有力工具。復(fù)制子即至少1 個結(jié)構(gòu)基因部分或完全缺失而導致功能缺陷,無法產(chǎn)生感染性子代病毒但具有復(fù)制能力的病毒基因組。復(fù)制子可以被包裝到病毒囊膜中,利用細胞生成病毒復(fù)制子顆粒(Virus Replicon Particles,VRP)。VRP疫苗主要優(yōu)點包括:VRP 與親代病毒感染細胞的效率相同;安全性良好,不會造成水平或垂直傳播;不產(chǎn)生感染性子代病毒,無毒力返強隱患;可誘導細胞毒性T 細胞應(yīng)答;可通過檢測VRP 中缺失的蛋白或抗原表位的抗體,區(qū)分VRP 疫苗接種的動物與感染的動物[32]。
Semliki Forest 病毒復(fù)制載體標記疫苗rAdVSFV-E2 株是基于復(fù)制缺陷的腺病毒5 型(Ad5)載體,表達CSFVE2基因的Semliki Forest 病毒復(fù)制子。rAdV-SFV-E2 株可以刺激豬產(chǎn)生細胞和體液免疫反應(yīng)。二免后,可以抵御CSFV 強毒株的攻擊,效果與C 株相當。該候選疫苗效力不會受豬體內(nèi)存在的相關(guān)抗體(如CSFV 和BVDV 抗體)的影響,也不會受到其他豬用活疫苗聯(lián)合使用的影響[33]。仔豬的母源抗體能對CSF 強毒攻擊提供一定的保護[34]。
3.4.1 豬痘病毒載體疫苗 豬痘病毒(Swinepox Virus,SPV)只感染豬,且通常感染輕微,偶爾伴有局部皮膚損傷,可自然愈合。SPV 擁有雙鏈DNA 基因組,可以攜帶和表達大量外源基因,可以刺激機體產(chǎn)生細胞和體液免疫。Lin 等[35]以SPV 基因組為骨架,插入E2基因構(gòu)建了重組rSPV-E2 候選疫苗株。rSPV-E2 肌肉注射免疫可誘導機體產(chǎn)生CSFV 特異性中和抗體,為CSF 免疫提供臨床保護。
3.4.2 偽狂犬載體疫苗 偽狂犬病病毒(Pseudorabies Virus,PRV)的gE、gI、TK 和PK 等蛋白已被證實與PRV 的毒力相關(guān)。相應(yīng)的基因可以用外源基因替代而不影響病毒的感染和復(fù)制。因此,PRV常被用作表達其他病原體主要免疫原的載體以研制多價疫苗。仇華吉研究團隊利用豬PRV TJ 株研制了兩種重組PRV 病毒,即rPRVTJ-delgE 和rPRVTJ-delgE/gI/TK,其對易感動物安全,可以抵抗豬PRV 強毒攻擊;創(chuàng)制了表達CSFV E2 基因的重組PRV 載體病毒rPRVTJ-delgE/gI-E2,研究表明,rPRVTJ-delgE/gI-E2 對豬安全,可誘導產(chǎn)生豬PRV 抗體和CSFV 中和抗體,可抵抗豬PRV TJ 株和CSFV 石門株的強毒攻擊,可作為抗CSFV 和豬PRV 感染的二價DIVA 候選疫苗[36]。
Tong 等[37]開發(fā)了一種雙價PRV/CSFV DIVA候選疫苗JS-2012-gE/gI-E2,將E2基因插入缺失型PRV 變異株JS-2012-gE/gI 中,獲得重組候選疫苗。研究表明,JS-2012-gE/gI-E2 單次接種足以對CSFV 和豬PRV 強毒攻擊提供完全保護,且對仔豬安全。
目前,CSFV 和豬PRV 感染仍然是我國養(yǎng)豬業(yè)的最大威脅。CSFV 和豬PRV 雙價疫苗可簡化疫苗接種程序,降低接種成本。因此,含有E2基因的重組豬PRV 二價DIVA 疫苗有望在CSFV和豬PRV 的控制和根除中發(fā)揮重要作用。CSFV C 株和PRV Bartha-K61 株在我國廣泛使用,幾乎所有仔豬都攜帶CSFV 和豬PRV 的母源抗體。JS-2012-gE/gI-E2 評價表明,PRV 母源抗體可嚴重干擾體液免疫反應(yīng),是PRV 病毒載體疫苗實際應(yīng)用的主要障礙[37]。
3.4.3 豬繁殖與呼吸綜合征病毒載體疫苗 Gao等[39-40]以高致病性豬繁殖與呼吸綜合征病毒(Highly Pathogenic Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus,HP-PRRSV)弱毒疫苗株HuN4-F112株的基因組為骨架,插入CSFVE2編碼基因,通過反向遺傳技術(shù)構(gòu)建了rPRRSV-E2株。初步研究表明,單次接種rPRRSV-E2 可誘導產(chǎn)生PRRSV 和CSFV 特異性抗體,充分保護豬免受PRRSV 和CSFV 的強毒攻擊。PRRSV或CSFV 的母源抗體均不干擾rPRRSV-E2 的免疫[38]。rPRRSV-E2 對HP-PRRSV 和CSFV 的免疫持續(xù)期至少為20 周[39]。PRRSV 母源抗體不干擾rPRRSV-E2 的免疫,這可能由于PRRSV 母源抗體對rPRRSV-E2 的中和效價較低[40]。此外,rPRRSV-E2 免疫期可達到18~26 周。rPRRSV-E2是一種很有前途的雙價DIVA 候選疫苗,只需要1 次接種即可同時對抗PRRSV 和CSFV 感染[38-39]。
3.4.4 腺病毒載體疫苗 重組腺病毒載體在獸用疫苗的研發(fā)中應(yīng)用廣泛。Sun 等[40]開發(fā)了腺病毒AdV5 型載體CSF 疫苗株rAdV-SFV-E2。研究表明,該疫苗對小鼠、家兔和豬安全;雙劑量免疫(抗原含量為6.25×105TCID50)或單劑量免疫(抗原含量為107TCID50)對強毒攻擊具有完全保護作用;rAdV-SFV-E2 效力與C 株一樣不會受到母源抗體影響;接種rAdV-SFV-E2 不會引發(fā)抗載體免疫干擾;與PRV 活疫苗共同免疫對疫苗效力無影響;新生仔豬可以通過免疫母豬獲得母源抗體。
3.4.5 新城疫病毒載體疫苗 新城疫病毒(Newcastle Disease Virus,NDV)可用作載體進行CSF 載體疫苗的構(gòu)建。重組新城疫病毒(rNDV)可使用雞胚進行大量生產(chǎn),是一種有效和經(jīng)濟的生產(chǎn)方法。NDV 可以通過滴鼻和點眼等途徑接種,從而可改變以NDV 為載體的疫苗接種途徑。Kumar 等[41]利用反向遺傳技術(shù)構(gòu)建了表達CSFV E2 和Erns蛋白的rNDV 毒株,經(jīng)鼻內(nèi)接種該疫苗的豬只可產(chǎn)生高滴度的CSFV 中和抗體,表明NDV 是一種有效的載體,可用于開發(fā)針對CSF 和其他豬病的疫苗。
CSF 持續(xù)威脅全球養(yǎng)豬業(yè),雖然已有很多適用于試驗室和臨床診斷的成熟方法,也研發(fā)了大量CSFV 抗原/抗體檢測商品化試劑盒,但診斷方法的敏感性、特異性、可重復(fù)性、現(xiàn)場實時檢測技術(shù)(Point-of-Care Diagnostics,POCD)等仍有較大的進步空間。特別是當前CSF 臨床癥狀復(fù)雜,多種疫病混合感染,繼續(xù)致力于開發(fā)新型、快捷、可靠的診斷方法和試劑產(chǎn)品以促進CSF 疫病的監(jiān)測和控制非常必要。
幾十年來,很多國家一直采用安全高效的減毒活疫苗接種來控制CSF,一些國家成功根除了CSF。減毒活疫苗在免疫產(chǎn)生期和免疫持續(xù)期方面具有突出優(yōu)勢,但缺乏DIVA 特性,不能區(qū)分免疫和野毒感染。E2 亞單位疫苗作為第一代商品化的DIVA 疫苗,安全性良好但有效性還需提升,而且不可用于口服。盡管在CSFV 病原、基因組和蛋白、抗原/抗體診斷技術(shù)、減毒活疫苗、病毒載體疫苗和亞單位疫苗等方面已有很多研究基礎(chǔ),但CSFV 仍然有許多問題有待解決,如CSF免疫發(fā)病機制、病毒與宿主間互作機制、CSFV毒力決定因素等,攻克CSF 和CSFV 相關(guān)的難題才能研制出能滿足抗原高效呈遞、多價、安全、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化且兼具DIVA 特性和市場需求的CSFV 疫苗。