基因工程疫苗在動物疾病防治中的應(yīng)用探究

王立明

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，動物疾病的防治手段也在不斷增多。基因工程疫苗相比傳統(tǒng)的治療手段，更加科學(xué)、安全，且利用現(xiàn)代生物方法，可進一步保證疫苗的安全性與穩(wěn)定性，對動物疾病的防治起到更加良好的效果，且經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已成為未來動物疾病防治過程中的主要發(fā)展方向?；诖?，研究與探索基因工程疫苗在動物疾病防治中的應(yīng)用，并簡單介紹基因工程疫苗的種類及其應(yīng)用實踐。

關(guān)鍵詞 基因工程；疫苗；動物疾病防治

中圖分類號：S859.79 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.29.036

從目前醫(yī)療技術(shù)發(fā)展來看，計劃免疫接種疫苗已成為傳染病防治的主要手段，無論是對于人類還是動物傳染病，人類都已開發(fā)出上千種疫苗來控制與防治疾病。但根據(jù)過去疫苗使用的實際情況，無論是滅活苗、亞單位苗、弱毒苗等疫苗種類都是基于致病微生物進行培養(yǎng)的，這使傳染病的治療與防治存在非常嚴重的局限性[1]。隨著DNA重組技術(shù)的不斷發(fā)展，在傳染病防治中的應(yīng)用越來越廣泛，基因工程疫苗突破了傳統(tǒng)致病微生物培養(yǎng)疫苗的限制，成為極富潛力、可代替?zhèn)鹘y(tǒng)疫苗的新型疫苗，并為傳染病防治工作的開展提供了更加廣闊的思路。

1 基因工程疫苗的種類

1.1 基因工程亞單位苗

基因工程亞單位苗是利用基因工程的方式，提取微生物編碼的保護性抗原基因，以質(zhì)粒為載體，將基因?qū)氲絼游锏募毎蚴芫w中。這樣的方式能使表達效果更好，并形成大量的保護性基因細胞，提取后的細胞能被動物細胞更好地吸收。由上可知，基因工程亞單位苗僅包括病原體的多種抗原，并不包括病原體的致病遺傳信息，所以只需要通過單一蛋白質(zhì)抗原分子就能避免動物細胞受到誘導(dǎo)，還可以免疫病毒性疾病、急速與細菌性疾病等，更加安全高效，而且不會對人類和動物的健康、生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生額外的危害，屬于潛在標記疫苗，也能更好地鑒別強毒感染、免疫原、隱性感染等[2]。但由于該疫苗不存在感染性，所以免疫疫苗并沒有活載體疫苗的效果好。

1.2 基因工程活載體苗

基因工程活載體苗利用抗原基因攜帶的不存在致病性病毒或細菌進行轉(zhuǎn)移，從而保證表達抗原基因具有免疫能力。尤其是在接種到動物身上后，能快速產(chǎn)生免疫基因，與其他基因工程疫苗相比具有非常多的優(yōu)點，如能夠更好地避免疫苗缺陷，也能簡化疫苗的免疫程度[3]。最重要的是基因工程活載體苗成本較低，效果較好，性價比非常高，且基因工程活載體苗的免疫時間非常長，無需重復(fù)應(yīng)用，更加有利于對動物傳染病、流行病的調(diào)查與檢測?；蚬こ袒钶d體苗的缺點也非常明顯，如基因工程活載體苗載體的毒力返強存在安全隱患、載體的二次注射可能會出現(xiàn)排斥反應(yīng)，如果還有部分未注射的疾病疫苗可能會出現(xiàn)感染。

1.3 基因工程合成肽疫苗

基因工程合成肽疫苗也被稱為表位疫苗，是通過病原抗體原表位或抗原獲得氨基酸序列特點的疫苗。基因工程合成疫苗能夠通過人工合成的方式價格病原微生物的保護性多肽或抗原表位，并結(jié)合對應(yīng)載體以及佐劑共同研制出全新的基因工程疫苗。而且，基因工程合成肽疫苗適用于無法通過體外培養(yǎng)獲得充足抗原的微生物病原體，或其他生長程度較低的微生物。基因工程合成肽疫苗能誘發(fā)細胞產(chǎn)生反應(yīng)，且持續(xù)非常長的時間，具有可記憶的優(yōu)點，但基因工程合成肽疫苗的抗原表位局限性較強，單一抗原決定簇的免疫原性非常強，對于純化的技術(shù)要求非常高，所以生產(chǎn)基因工程合成肽疫苗的成本也極高。

1.4 基因工程核酸疫苗

基因工程核酸疫苗也被稱為基因疫苗、DAN疫苗。也就是說，基因工程核酸疫苗能夠?qū)⒍喾N抗原編碼基因同時克隆到真核表達的載體中，并且將形成的重組質(zhì)粒直接注射到動物體內(nèi)，重新激活動物機體的免疫系統(tǒng)。基因工程核酸疫苗能夠引起眾多的免疫反應(yīng)，如輔助T細胞反應(yīng)、體液免疫反應(yīng)等?；蚬こ毯怂嵋呙缒軌蛏深愃朴谕▉唵挝坏囊呙?，但卻有非常明顯的區(qū)別?；蚬こ毯怂嵋呙绲目乖鞍资墙┠晷卵兄频囊呙?，具有免疫原單一、便于制備等優(yōu)點[4]。但基因工程核酸疫苗會引發(fā)動物插入突變與免疫病理反應(yīng)的缺點，而且還可能導(dǎo)致被注射動物自身的免疫系統(tǒng)紊亂。

2 基因工程疫苗的實際應(yīng)用

2.1 基因工程亞單位苗的實際應(yīng)用

我國上海生物工程中心利用基因工程亞單位苗而研制出仔豬大腸埃希菌K88、K99雙價工程滅活疫苗已通過了注冊[5]。寧夏大學(xué)利用基因工程亞單位苗研制出羔羊、犢牛大腸埃希菌基因工程滅活疫苗也已通過注冊。哈爾

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濱獸醫(yī)研究所利用基因工程亞單位苗研制出仔豬大腸埃希菌K88、K99雙價工程滅活疫苗獲得了轉(zhuǎn)基因生物安全認證，且經(jīng)過反復(fù)的實驗證明，這些基因工程疫苗的實際應(yīng)用效果非常好，對于仔豬、羔羊、犢牛的腹瀉等方面治療效果非常明顯。

2.2 基因工程活載體苗的實際應(yīng)用

基因工程疫苗發(fā)展到現(xiàn)階段，主要應(yīng)用于動物疾病防治的方面，主要有腺病毒、痘苗病毒、火雞疤疹病毒和禽痘病毒等活載體病毒，還有一些非致病菌載體免疫原性基因病毒等。在基因工程活載體苗中，我國研制出H5亞型禽流感病毒HA與NA基因的重組禽痘病毒疫苗，從而在禽流感重組病毒活載體疫苗研究領(lǐng)域有所突破。

2.3 基因工程合成肽疫苗

基因工程合成肽疫苗主要應(yīng)用在早期口蹄疫病毒的合成肽疫苗，且我國成功利用基因工程合成肽疫苗研制出豬O型FMD合成肽疫苗，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)與銷售。多年的實際證明，只需單次注射基因工程合成肽疫苗，就能始終保持陽性水平以上的抗體，并且在注射疫苗前后也未出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)，非常適用于口蹄疫的防治。

2.4 基因工程核酸疫苗

基因工程核酸疫苗從20世紀90年代開始就能直接將外源基因注射纖維細胞，目的基因也能夠正常表達，還會誘發(fā)免疫反應(yīng)。利用此特點，對于基因工程核酸疫苗的研究已逐漸發(fā)展。有相關(guān)的研究人員發(fā)現(xiàn)，在小白鼠肌肉注射帶有流感病毒核心的蛋白編碼基因的質(zhì)粒能幫助小白鼠自身產(chǎn)生流感病毒的免疫保護系統(tǒng)。

3 結(jié)語

基因工程疫苗代表著生物技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，也是全新的人類和動物疾病防治的重要手段。盡管目前的臨床方面還無法大規(guī)模應(yīng)用，且基因工程疫苗自身還存在相當大的局限性，但不應(yīng)忽視基因工程疫苗的發(fā)展前景，基因工程疫苗具有成本低、免疫程度簡單、一針多防、可批量生產(chǎn)的優(yōu)點，這些都是傳統(tǒng)疫苗無法實現(xiàn)的，所以基因工程疫苗必然成為未來動物疾病防治的重點。

參考文獻

[1]賀明艷.基因工程疫苗在動物疾病防治中的應(yīng)用[J].中國畜牧獸醫(yī)文摘，2015（11）：222，175.

[2]王玉堂.疫苗在水生動物疾病預(yù)防中的作用及應(yīng)用前景（二）[J].中國水產(chǎn)，2016（5）：65-68.

[3]鄒偉斌，陳丹，謝少霞，等.基因工程活載體疫苗的研究進展[J].廣東畜牧獸醫(yī)科技，2016，41（4）：1-5，8.

[4]田尊明，李禎祺，于建榮.疫苗相關(guān)專利的全球研發(fā)態(tài)勢分析[J].生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)，2014（3）：66-72.

[5]田懷清，李儒宏，南曉潔.現(xiàn)代生物技術(shù)在動物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（4）：418-421.

（責(zé)任編輯：趙中正）