家畜布魯氏菌病疫苗研究現(xiàn)狀

徐錦鳳,楊 琨,張開禮

武威職業(yè)學(xué)院,甘肅 武威 733000

0 引言

布魯氏菌病是由布魯氏菌引起的人畜共患傳染病,家畜感染后會(huì)導(dǎo)致流產(chǎn)、死胎等[1]。隨著人們生活水平的提高,牛、羊等家畜流通廣且數(shù)量大,大多數(shù)養(yǎng)殖農(nóng)戶缺乏防疫知識(shí),對(duì)布魯氏菌病認(rèn)識(shí)不足,加之養(yǎng)殖環(huán)境參差不齊,生物安全控制措施不得當(dāng),使得布魯氏菌病的發(fā)病率呈上升趨勢,給該病防治工作帶來困難[2]。家畜布魯氏菌的預(yù)防與控制對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展非常重要,而疫苗接種是控制該病最有效的方法,可將布魯氏菌病的擴(kuò)散抑制到最低水平[3]。目前,布魯氏菌疫苗主要分為滅活疫苗、減毒活疫苗、DNA疫苗、蛋白質(zhì)亞單位疫苗、活載體疫苗、合成肽疫苗等。文章主要介紹布魯氏菌相關(guān)疫苗的研究現(xiàn)狀及其保護(hù)效果。

1 減毒活疫苗

目前對(duì)家畜免疫的減毒活布魯氏菌疫苗有S19、Rev.1、M5、B.abortus RB51和豬種S2[4]。有研究發(fā)現(xiàn),可用于牛的Rev.1比S19具有更好的保護(hù)作用[5]。疫苗株S2對(duì)牛布病具有很高的保護(hù)率,但對(duì)懷孕母羊抗羊種布魯氏菌感染的效力低于羊種Rev.1疫苗[6]。但不足的是,這些減毒光滑布魯氏菌疫苗仍存在毒力較強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)。由于安全性方面的問題,一些較新的基于毒力基因缺失的毒株成了新型減毒活疫苗研究的熱點(diǎn),例如磷酸甘油酸激酶缺失株(Δpgk)、磷酸葡萄糖變位酶缺失株(Δpgm)、鋅攝取系統(tǒng)缺失株(ΔznuA)和糖基轉(zhuǎn)移酶缺失株wbkA(ΔwbkA)。這些疫苗在保護(hù)水平上表現(xiàn)出高度的變異性,取決于每次實(shí)驗(yàn)中使用的疫苗類型、給藥途徑、劑量或攻毒時(shí)間。

2 DNA疫苗

現(xiàn)有的減毒疫苗株的使用對(duì)動(dòng)物和人類安全問題存在威脅。為獲取安全有效的候選疫苗,相關(guān)研究范圍擴(kuò)展到了DNA疫苗。DNA疫苗是將目的抗原基因插入到載體中形成的重組載體,作用于動(dòng)物體內(nèi)并表達(dá)天然抗原,刺激機(jī)體發(fā)生免疫應(yīng)答,從而起到免疫保護(hù)的作用[7]。常用的布魯氏菌DNA疫苗,如BLS、Cu-Zn超氧化物歧化酶(sodC)、L7/L12、Omp16或基于BCSP31-SOD-L7/L12的組合DNA,這些疫苗允許單個(gè)或多價(jià)抗原的表達(dá),誘導(dǎo)強(qiáng)烈的Th1型免疫反應(yīng),從而有效地消除感染的病原體,已被證明對(duì)BALB/c小鼠具有保護(hù)作用[8]。

此外,基于基因組島 3(GI-3)開放閱讀框的DNA疫苗也是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。GI-3是存在于流產(chǎn)布氏桿菌、羊種布氏桿菌和綿羊種布氏桿菌染色體I上的一個(gè)離散DNA片段。研究發(fā)現(xiàn)：從牛種布魯氏菌基因組島3(GI-3)中獲得了一些DNA疫苗設(shè)計(jì)的抗原候選基因,該基因編碼多個(gè)開放閱讀框(ORFs)與誘導(dǎo)Th1型和細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答有關(guān),參與該病原菌的胞內(nèi)存活和毒力,這些DNA疫苗在小鼠模型中具有較高的免疫原性和保護(hù)作用,可作為流產(chǎn)布魯氏菌安全有效的候選疫苗[9]。具體試驗(yàn)研究如表1所示。

表1 牛種布魯氏菌GI-3 ORFs功能的試驗(yàn)研究

3 蛋白質(zhì)亞單位疫苗

常見的蛋白質(zhì)亞單位疫苗包括重組蛋白 L7/L12、多種外膜蛋白(Omp16、Omp19、Omp28等)、Bp26、周質(zhì)結(jié)合蛋白P39和周質(zhì)肽順反異構(gòu)酶SurA等。L7/L12蛋白屬于核糖體蛋白,為重要的免疫抗原,布魯氏菌 L7/L12 蛋白能特異性刺激感染動(dòng)物激活T 細(xì)胞,進(jìn)而高表達(dá)INF-γ,起到保護(hù)作用[10]。因此 L7/L12 蛋白可作為潛在的布魯氏菌新型疫苗候選抗原。

4 活載體疫苗

目前,許多弱毒疫苗載體已被證實(shí)具有較高的安全性。布魯氏菌保護(hù)性抗原通過活疫苗載體異源表達(dá),為各種抗原提供了新的有效表達(dá)途徑。以大腸桿菌、沙門氏菌等作為載體,遞送多種布魯氏菌重組蛋白抗原到小鼠體內(nèi)能夠產(chǎn)生較好的免疫效果。大腸桿菌遞送布魯氏菌BP26蛋白后能夠誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞的大量增殖,同時(shí)釋放IFN-γ。減毒沙門氏菌表達(dá)布魯氏菌的L7/L12和嘧啶合成酶融合蛋白,減毒的豬沙門氏菌表達(dá)流產(chǎn)布魯氏菌保護(hù)性抗原BCSP31,這類重組活疫苗對(duì)布魯氏菌的抵抗能力明顯優(yōu)于重組蛋白,但是與布魯氏菌活疫苗104M相比,保護(hù)力相對(duì)較低[11]。

5 合成肽疫苗

目前,布魯氏菌合成肽疫苗有望成為一種新型的相對(duì)安全的動(dòng)物免疫疫苗。 該疫苗成分主要為人工合成的含免疫決定子且具有免疫功能的短肽,與載體連接后加入佐劑制成。但是當(dāng)前合成肽疫苗的保護(hù)力并不理想。

當(dāng)前,布病疫苗種類雖多樣,但其免疫效果及安全性參差不齊,具體情況如表2所示。

表2 布魯氏菌病疫苗種類及特性

6 結(jié)束語

布魯氏菌病在全球范圍內(nèi)一直是危害較大的人畜共患疾病,嚴(yán)重影響動(dòng)物健康,尤其是牛羊的健康,甚至?xí)?duì)人類健康造成重大威脅?？v觀全球歷史,布魯氏菌病的凈化和防控一直難有較大成效。我國作為農(nóng)業(yè)大國,畜牧養(yǎng)殖基數(shù)龐大,尤其牛羊養(yǎng)殖密度大,導(dǎo)致陽性牲畜基數(shù)較大,采用撲殺方式成本極大,難以實(shí)現(xiàn)布病凈化。鑒于此,我國牛羊養(yǎng)殖業(yè)中及時(shí)做好布魯氏菌病的篩查和預(yù)防工作則顯得尤為重要?，F(xiàn)有的減毒活疫苗S19,RB51、Rev.1、S2、M5等雖然在一定程度上能夠抵御布魯氏菌野毒株的感染,但仍存在毒力返祖現(xiàn)象。DNA疫苗、重組蛋白疫苗、活載體疫苗等亞單位疫苗雖有效提高了對(duì)接種動(dòng)物的安全性問題,但必須依賴于免疫佐劑和適當(dāng)接種途徑來發(fā)揮其免疫效果,而且,亞單位疫苗的免疫保護(hù)力相對(duì)較低,需要加強(qiáng)免疫或加大劑量來提高免疫保護(hù)力。因此,強(qiáng)化監(jiān)測并及時(shí)實(shí)施疫苗免疫是當(dāng)前布病防控的最佳策略。