非洲豬瘟疫苗研究進(jìn)展

谷 玉

（內(nèi)蒙古自治區(qū)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

非洲豬瘟(African swine fever,ASF)是由非洲豬瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)引起豬的一種急性、多器官出血性傳染病,是我國(guó)一類動(dòng)物疫病,為世界動(dòng)物衛(wèi)生組織規(guī)定的A類傳染病,對(duì)世界各國(guó)豬養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴(yán)重破壞。最早的ASF報(bào)道于1921年的肯尼亞,隨后該病在非洲各國(guó)傳播。1957年,葡萄牙發(fā)現(xiàn)非洲豬瘟疫情,隨后ASF在歐洲國(guó)家迅速傳播。2018年,我國(guó)遼寧沈陽地區(qū)首次出現(xiàn)ASF疫情,經(jīng)確認(rèn)國(guó)內(nèi)流行的ASFV-SY18毒株屬于非洲豬瘟病毒基因Ⅱ型,p72基因片段與格魯吉亞、俄羅斯和愛沙尼亞分離株核苷酸具有100%的同源性,表明國(guó)內(nèi)ASF疫情與周邊國(guó)家流行的ASFV具有密切關(guān)系[1]。中國(guó)統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2019年我國(guó)生豬存欄為5.44億頭,同比下降21.6%,豬肉產(chǎn)量4 255萬噸,同比下降21.3%。由于國(guó)內(nèi)生豬存欄量的顯著降低,豬肉供給出現(xiàn)明顯短缺,造成短時(shí)間內(nèi)豬肉價(jià)格迅速上漲,從2019年2月的12.2元/kg漲至2020年2月的36.1元/kg。由此可見,非洲豬瘟疫情給我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大影響。經(jīng)過豬場(chǎng)ASFV監(jiān)測(cè)、ASFV陽性豬的淘汰凈化以及疫區(qū)封鎖撲殺、禁止疫區(qū)生豬跨區(qū)域運(yùn)輸、禁止給豬投喂餐廚剩余物等措施后,國(guó)內(nèi)非洲豬瘟疫情數(shù)量呈逐年遞減趨勢(shì),國(guó)內(nèi)非洲豬瘟疫情基本得到控制。但由于ASFV在環(huán)境中生存能力較強(qiáng),并可通過糞便、蜱蟲叮咬、氣溶膠等途徑傳播,且有些感染豬只具有較強(qiáng)的隱蔽性,若豬場(chǎng)生物安全管理存在漏洞,可能會(huì)造成ASF感染并引發(fā)疫情,不利于ASF的防控。目前,較為理想的防控手段為ASF疫苗接種,但由于ASF疫苗研制仍存在較多問題,因此,全世界都沒有商品化的ASF疫苗。本文對(duì)非洲豬瘟病毒疫苗的研究成果和疫苗存在的問題進(jìn)行綜述,以期為相關(guān)研究提供參考。

1 ASF滅活疫苗

早在20世紀(jì)60年代就有對(duì)ASF滅活疫苗的研究,但其防控效果并不理想[2]。此后,各國(guó)研究人員通過不同的方式對(duì)ASFV進(jìn)行滅活,雖然部分滅活的ASFV可誘導(dǎo)仔豬出現(xiàn)特異性抗體,但在人工攻毒后,試驗(yàn)豬仍出現(xiàn)非洲豬瘟急性臨床癥狀[3]。因此,ASFV滅活疫苗雖然具有抗原性,但不能刺激機(jī)體產(chǎn)生完全的免疫反應(yīng),這可能是滅活疫苗無法給免疫的豬提供免疫保護(hù)的原因[4]。

2 ASF減毒活疫苗

減毒活疫苗是基于非洲豬瘟病毒天然低毒力的毒株,或通過基因剪輯刪除毒力因子而減毒的毒株研制的疫苗。有研究發(fā)現(xiàn),從蜱蟲中分離的非洲豬瘟病毒毒株或慢性感染豬體內(nèi)的分離弱毒株可提供同源毒株的免疫保護(hù)力,但由于免疫保護(hù)效果有限和其他一系列因素,使得通過減毒方法并未研制出有效的ASF疫苗[5,6]。通過同源重組或CRISPR/Cas9基因編輯來設(shè)計(jì)非洲豬瘟病毒,構(gòu)建特定的基因突變體可作為候選減毒疫苗的制備方法,雖然該方法十分有希望研制出ASF減毒活疫苗,但由于非洲豬瘟病毒較強(qiáng)的傳播能力和基因突變等因素,可能導(dǎo)致疫苗毒株毒力增強(qiáng)或疫苗毒的傳播。此外,接種后的減毒活疫苗雖然可誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生免疫保護(hù),但免疫保護(hù)效果未達(dá)理想狀態(tài)[7]。目前,制約非洲豬瘟病毒基因缺失疫苗研制的主要因素,仍是對(duì)非洲豬瘟病毒毒力相關(guān)基因和免疫逃逸機(jī)制的不明確[8]。今后,需要在解析更多非洲豬瘟病毒未知基因的生物學(xué)功能基礎(chǔ)上,繼續(xù)尋找基因缺失疫苗的最佳組合。

3 ASF亞單位疫苗

亞單位疫苗僅包含純化的具有免疫原性的非洲豬瘟病毒抗原,這些抗原是非洲豬瘟病毒的一部分,可特異性刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性抗體。這些疫苗通?；诘鞍?、肽或多糖,其含有可引發(fā)免疫反應(yīng)的免疫原性表位。非洲豬瘟病毒有效抗原的篩選是制約亞單位疫苗研制的一個(gè)難題[9]。非洲豬瘟病毒感染家豬后無法誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生中和抗體,但對(duì)恢復(fù)期豬血清的研究已發(fā)現(xiàn)幾種非洲豬瘟病毒蛋白 (如 P30、P54、P72、CD2v、EP153R、P12、D117L和PP62)可能具有研制亞單位疫苗的潛力[10]。其中,P72、P30和P54被認(rèn)為是在豬感染期間引起體液免疫的最重要抗原蛋白。P72和P54抗體可防止病毒吸附,而P30抗體可保留病毒內(nèi)吞作用。這些發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了ASF亞單位疫苗的研發(fā),然而,與非洲豬瘟病毒感染相關(guān)的抗體介導(dǎo)的中和作用仍存在爭(zhēng)議。Galindo等[11]研究發(fā)現(xiàn),非洲豬瘟病毒抗原蛋白無法保護(hù)動(dòng)物模型免受非洲豬瘟病毒感染,且在攻毒試驗(yàn)中,也未表現(xiàn)出顯著的免疫保護(hù)效果。雖然目前研制的非洲豬瘟亞單位疫苗免疫保護(hù)效果不佳,但由于亞單位疫苗成本低、保護(hù)程度相比其他類疫苗高,近年來ASF亞單位疫苗仍得到了廣泛的研究。

4 DNA疫苗

DNA疫苗能夠誘導(dǎo)細(xì)胞介導(dǎo)的CTL免疫反應(yīng),對(duì)預(yù)防非洲豬瘟病毒感染發(fā)揮了重要作用。與非洲豬瘟亞單位疫苗相同,P54和P30也是DNA疫苗的靶抗原[12],但用編碼P54、P30蛋白的質(zhì)粒DNA疫苗既不會(huì)產(chǎn)生中和反應(yīng),也不會(huì)產(chǎn)生T細(xì)胞反應(yīng),且在使用ASF疫苗毒攻毒后也未表現(xiàn)出保護(hù)作用[13]。用編碼豬白細(xì)胞抗原SLA-Ⅱ與P54、P30融合的DNA疫苗構(gòu)建的質(zhì)粒接種豬后,試驗(yàn)豬產(chǎn)生了廣泛的免疫反應(yīng),包括特異性抗體和T細(xì)胞,但在攻毒后未表現(xiàn)出免疫保護(hù)性[14]。

5 病毒載體疫苗

使用病毒載體構(gòu)建的ASF疫苗可以引發(fā)體液和細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。病毒載體是去除或用免疫原替換了毒力基因的疫苗,其可以抑制病毒的復(fù)制。此外,病毒載體可區(qū)分感染和接種動(dòng)物,即病毒載體編碼的免疫原可以用作疫苗標(biāo)記。迄今為止,已成功構(gòu)建了多種病毒載體ASF疫苗,但這些疫苗并未表現(xiàn)出較好的免疫保護(hù)效果。

6 小結(jié)

目前,ASF疫苗研發(fā)仍受許多因素的制約,如：①ASFV病毒結(jié)構(gòu)復(fù)雜。ASFV是一種長(zhǎng)鏈DNA病毒,其編碼200余種氨基酸,且ASFV編碼多種與免疫逃逸相關(guān)的蛋白,并具有針對(duì)宿主先天免疫系統(tǒng)的多種調(diào)節(jié)機(jī)制。且ASFV存在多種毒株的變異性,迄今已鑒定出24種ASFV基因型,多種基因型間的免疫保護(hù)作用不強(qiáng)。這些給疫苗研發(fā)帶來了一定的難度。②缺乏可用于ASFV分離的細(xì)胞系。由于缺少可用于ASFV分離的細(xì)胞系,導(dǎo)致毒株的繁殖、儲(chǔ)存及減毒活疫苗的研究十分困難。ASFV減毒活疫苗的研制依賴于可用于ASFV繁殖的傳代細(xì)胞系,若使用原代巨噬細(xì)胞作為減毒活疫苗毒株培養(yǎng)的細(xì)胞,可能會(huì)存在細(xì)胞污染、價(jià)格昂貴、細(xì)胞數(shù)量有限等問題。③ASF疫苗的安全性。在前期的研究中,有部分疫苗已表現(xiàn)出較好的免疫保護(hù)效果,如基因缺失疫苗HLJ/18-7GD,但在后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)HLJ/18-7GD在傳代過程中出現(xiàn)了毒力增強(qiáng)現(xiàn)象,這可能會(huì)導(dǎo)致在后期應(yīng)用中疫苗毒株感染豬發(fā)病。因此,在保證ASF疫苗可為易感豬提供足以抵抗ASFV感染的免疫保護(hù)效果的同時(shí),疫苗的安全性也是評(píng)估ASF疫苗成功與否的關(guān)鍵因素。

雖然在過去的幾十年,各國(guó)的研究人員都在致力于ASF疫苗的研發(fā)工作,并已取得了一定進(jìn)展,但所研制的疫苗仍存在多種問題,導(dǎo)致至今無可用的商品化ASF疫苗。在未來的研究中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)ASFV入侵機(jī)制、復(fù)制機(jī)制以及致病機(jī)制等基礎(chǔ)理論研究,加深對(duì)ASFV的了解,進(jìn)而為ASF疫苗的研發(fā)奠定基礎(chǔ),推動(dòng)ASF疫苗的研發(fā)速度。