猪繁殖与呼吸综合征疫苗研究进展

现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2023/12/20 21:09:31 关注：390 评论： 我要投稿

  猪繁殖与呼吸综合征疫苗研究进展
  关秀春，葛忠凯，冯 阳，周忠号，党启峰
  （青岛易邦生物工程有限公司，山东 青岛 266108）

    猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）俗称猪蓝耳病，猪只感染该病后会出现猪繁殖障碍及呼吸系统症状的急性、传染高的病毒性传染病。该病的发生严重地阻碍生猪养殖业的发展，在1980—1990年，该病在世界上各养猪的国家，或生猪养殖密集的区域广泛流行，给世界生猪养殖业造成严重的经济损失。自1996年我国研究人员从流产死胎中分离得到猪繁殖与呼吸综合征病毒，证实我国存在该病。自2006年起该病在国内各地区生猪养殖区域频频发生，对我国生猪养殖行业造成严重损失，该病也成为我国生猪养殖业发展的严重阻碍，是影响生猪行业发展的疫病之一，而且对于该病的预防还没有较好的预防措施，疫苗免疫依然是该病最为有效的预防措施。对于该病的疫苗主要存在有活疫苗、灭活疫苗、DNA疫苗、亚单位疫苗、载体疫苗等不同类型疫苗，使生猪养殖过程中对该病的预防得到极大保证，但要更好地预防及控制该病的发生，还需更清楚地了解疫病的流行史、生物学特性、临床症状及病理变化，并结合疫苗免疫研究，减少该病的发生及流行，促进生猪养殖业的健康发展。
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  猪繁殖与呼吸综合征流行史
  猪繁殖与呼吸综合征又被称为猪蓝耳病，猪只感染猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）后引起以繁殖障碍、呼吸障碍、高死亡率为特征的病毒性传染病，动物卫生组织将其列为B类动物疫病，我国将其划分为二类动物疫病。早在1987年该病在美国暴发并广泛流行，在1987—1991年间，美国及加拿大遭受猪繁殖与呼吸综合征的侵袭，给两国的生猪养殖行业造成严重的损害，尤其是猪繁殖与呼吸综合征病毒在不断地变异，使全球各地对该病治疗束手无策。1990年，该病开始在欧洲流行，对欧洲各国的生猪养殖行业造成了冲击，其中荷兰、英国等国家影响较为严重。在我国，研究人员于1996年首次分离到了猪繁殖与呼吸综合征病毒，其后首次完成猪繁殖与呼吸综合征病毒的全基因组的测序，在1996—1998年间PRRS在我国各地广泛流行，给我国的生猪养殖业造成严重损失，如今可在各养猪场检测出该病。目前，该病的免疫预防措施还有待加强，尤其是疫苗的研发，可以对该病的预防起到较好的效果。
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  猪繁殖与呼吸综合征的危害
  猪繁殖与呼吸综合征，对全球各国生猪养殖业都造成严重的经济损失，已是生猪规模化养殖场着重关注的疾病之一。猪只感染该病后，会造成母猪的高热及流产，使母猪的流产率达50%～70%，同时增加患病猪的死亡率，其中使仔猪的死亡率增高到40%～80%。其次该病还是多种病原混合感染的源头，在实验室检测中对猪蓝耳病的检出率为80%，也是引起猪呼吸道疾病综合征的病原之一，该病与猪圆环病毒Ⅱ型混合感染后，导致仔猪出现断奶后多系统综合征。同时该病会破坏了猪只的肺泡巨噬细胞，使猪只免疫系统抑制，发生继发性感染。如支原体肺炎及其他病毒性疾病。
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  猪繁殖与呼吸综合征病原学特性
  猪繁殖与呼吸综合征病毒属于动脉炎病毒科、动脉炎病毒属，该病毒有囊膜存在，对有机溶剂敏感，病毒对热敏感，在37℃存活18 h，56℃存活15 min以内，且在过酸过碱的环境中，易失活。病毒是单股正链RNA病毒，复制时易出现突变现象，该病毒高度变异、易重组。病毒直径约为50～70 nm，呈正二十面体的结构；主要存在两个基因型LV株为代表的欧洲型（I型）和以VR2332株为代表的美洲型（Ⅱ型），病毒的基因组大小为15.1～15.3 kb，存在9个开放阅读框ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6、ORF7，编码16个结构蛋白和8个非结构蛋白，病毒主要由核衣壳蛋白（N）、病毒基因组、膜基质蛋白（M）、囊膜蛋白（E、GP5）等结构蛋白与含有Nsp1-12等非结构蛋白组成。其中ORF5编码GP5蛋白，可诱导产生中和抗体，与体内病毒的增殖相关，能诱导细胞产生凋亡；Nsp2有高度可变性，成为该病病毒变异的重要原因，在疫苗的研究中GP5、Nsp2也研究的重点。
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  猪繁殖与呼吸综合征疫苗研究进展
  对发生猪繁殖与呼吸综合征的养殖场，还没有较为有效的治疗措施，对此预防该病已成为养殖场重点关注的疾病，通过对猪群进行科学有效的疫苗免疫，可以减少该病发生的风险。因此对猪繁殖与呼吸综合征疫苗的研究也成为生猪养殖业重点关注对象，如今在该病的疫苗有很多，灭活疫苗、弱毒活疫苗、基因工程苗等，其中基因工程苗又可以分为DNA疫苗、重组亚单位疫苗、活载体疫苗、基因缺失疫苗、合成肽疫苗等，对此根据养殖场的具体情况，选择合适的疫苗对猪群进行有效的疫苗接种，以减少该病的发生，保证生猪养殖场的健康发展。以下对不同疫苗进行简单介绍。
  4.1 灭活疫苗
  灭活疫苗是指通过对病毒的扩繁后，通过物理或化学的方法把有感染性的病毒灭活，并保持抗原颗粒的完整性，使病毒失去致病力的同时保留抗原性。其中猪繁殖与呼吸综合征灭活疫苗是将PRRSV通过细胞培养扩繁后，通过一系列方法制成的死毒疫苗。但因为该病的病毒变异性较强，选择生产疫苗的毒株就需要具有一定的代表性，要与地方流行毒株有高度同源性，疫苗才能降低当地猪群感染该病的风险。在国外已有多种针对不同毒株的商品化灭活疫苗。虽然我国的猪繁殖与呼吸综合征疫苗研制起步时间晚，但如今也有很多的猪繁殖与呼吸综合征灭活疫苗，其中最为常见的是经典毒株CH-1a研制的疫苗，该毒株是中国农业科学院哈尔滨兽医研究所在2000年分离的，通过该毒株哈兽研制出了猪繁殖与呼吸综合征油佐剂灭活疫苗。并在2005年CH-1a毒株商品化疫苗开始进入市场。其次是高致病毒株NVDC-JXA1株，中国疫病预防控制中心在2007年研制出NVDC-JXA1株灭活疫苗，其后出现的猪繁殖与呼吸综合征灭活疫苗（M-2株）。这些疫苗的研制与运用为预防猪繁殖与呼吸综合征起到重要作用。还有灭活疫苗研制生产过程简单、运输与保存较为方便。但缺点是免疫效果低，猪群要进行多次免疫，可能会出现疫苗应答不平衡，或诱发其他疾病。
  4.2 弱毒活疫苗
  弱毒疫苗是通过用人工致弱或自然筛选的弱毒株制备的疫苗，该种疫苗虽然病原致病力减弱但仍具有活力的完整病原疫苗。常见的猪繁殖与呼吸综合征弱毒活疫苗有CH-1R毒株研制的疫苗，该毒株是通过CH-1a毒株体外连续传代获得，在2007年通过哈尔滨兽医研究所研制CH-1R株的弱毒疫苗，也是市场占有率较高的疫苗，还有2008年由中国动物疫病预防控制中心通过高致病毒株JXA1-R株研制的高致病性JXA1-R毒株活疫苗，对各种毒株的猪蓝耳病都有较好的免疫效果，还有由中国农科院哈尔滨兽医研究所研究人员通过将高致病性猪蓝耳病毒毒株HuN4连续传代致弱研制的高致病性毒株HuN4-F112株活疫苗，对高致病性猪蓝耳病毒毒株感染的预防效果比较理想。还有通过中国兽医药品检查所和关东永顺联合研发高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗GDr180株，经180代的传代致弱。该疫苗毒仅存在于免疫猪只扁桃体内，不会形成水平传播。还有高致病性毒株TJM-F92株是自然基因缺失株，也是首个高致病性猪繁殖与呼吸综合征、猪瘟二联活疫苗（TJM-F92株+C株）的研发获得成功。弱毒疫苗可以使病原在免疫动物体内繁殖，使用的剂量小，免疫期较长，使用方便。但弱毒株毒力存在返强现象，有一定的危险性，运输与保存有限制。
  4.3 DNA疫苗
  DNA疫苗又称核酸疫苗或基因疫苗，是指应用基因工程技术进一步编码相应蛋白质抗原的重组真核表达载体，并将其注射到动物的体内，从而让外源基因在动物体内表达，进一步产生出抗原而激活动物机体的免疫系统，产生特异性的体液免疫和细胞的免疫应答的过程。常见的猪繁殖与呼吸综合征DNA疫苗的研究是通过研究猪呼吸与繁殖综合征病毒基因片段上ORF5开放阅读框编码的GP5结构蛋白，因为ORF5的基因质粒DNA可以诱导猪只产生抗GP5特异性中和抗体，使得GP5重组蛋白存在的时候，猪只外周血单核细胞发生转化反应，使得GP5特异性细胞免疫的产生。其次还有中国农业大学研制的PRRSv-BJ24株GP5的DNA重组质粒，在小鼠免疫和猪体免疫试验均会产生体液免疫和细胞免疫，并伴有淋巴细胞的增殖和NK细胞杀伤活性。但DNA疫苗还没有在生猪养殖业广泛应用，对它的安全存在疑虑，但是与其他的疫苗比较，DNA疫苗工艺简单，安全性高，存在潜在的使用前景。
  4.4 重组亚单位疫苗
  重组亚单位疫苗称为生物合成亚单位疫苗，通过受体菌、细胞高效表达获得保护性抗原蛋白在通过与佐剂联合后制成疫苗，该疫苗安全性及稳定性良好，免疫原性低。研究人员通过构建病毒的ORF2-ORF7的表达载体进行动物免疫试验，得到GP3和GP5有较好的效果，可以作为研究亚单位疫苗的基因。也有人通过用大肠杆菌作为表达载体的PRRSv-GP5亚单位疫苗做免疫攻毒试验，表达后有包涵体的形成，目的蛋白没有相应生物活性，而使用杆状病毒或酵母真核的表达系统进行免疫攻毒试验，可以取得较好的效果。亚单位疫苗与传统疫苗比更加安全，疫苗免疫后，没有持续感染，对疾病的预防效果较好，重组亚单位疫苗的应用前景广阔。但该疫苗的生产成本较高，免疫时长较短，要与佐剂联合使用，在使用亚单位疫苗时要注意选择合适的佐剂，保证疫苗的免疫效果。
  4.5 活载体疫苗
  活病毒载体在猪繁殖与呼吸综合征疫苗研究中有巨大潜力，活载体疫苗是通过基因工程技术把病毒抗原基因重组后，表达出外源性病毒蛋白活载体中研制成的疫苗，该疫苗能直接引起动物机体特异性免疫的产生。该疫苗主要以痘病毒、腺病毒等为载体来表达猪繁殖与呼吸综合征病毒的主要免疫原性基因。已有研究人员构建出表达GP5蛋白的重组传染性胃肠炎病毒，可以检测到GP5特异性抗体。但活载体疫苗是否与野生毒株或弱毒疫苗株结合后变强还不得而知，但随着科技进步，该疫苗的研发与使用前景广泛。
  4.6 基因缺失疫苗
  基因缺失疫苗是指使用基因工程技术，把强毒株毒力基因切除后构建而成的活疫苗，基因缺失疫苗的安全、返祖现象不易出现，免疫有效期长，可适用于局部接种，诱导产生免疫力，是较为理想的疫苗。在2012年有研究人员获得猪繁殖与呼吸综合征基因缺失疫苗毒株TJM-F92并将其研制成疫苗，给猪只接种后，3 d有抗体产生，在短期内可抵抗该病的自然感染。还有研究人员发现猪繁殖与呼吸综合征病毒中检测到Nsp2HV中的5个基因缺失，为猪繁殖与呼吸综合征基因缺失疫苗的研发给了研究方向。基因缺失疫苗返毒突变为强毒株是该疫苗存在的严重问题，同时也是研发猪繁殖与呼吸综合征新型疫苗的主要方向。
  4.7 合成肽疫苗
  合成肽疫苗是仅含免疫决定簇组分的小肽，通过人工合成的方法将病毒蛋白氨基酸序列按天然蛋白质的氨基酸顺序，合成保护性短肽，并与载体连接，再加入相应的佐剂制成的疫苗，合成肽疫苗也是较为理想的疫苗，克服了常规疫苗的缺点。但合成肽疫苗免疫的动物其免疫保护作用并不优于常规疫苗，表明合成肽疫苗的免疫效果受到多种因素影响。研究人员通过重叠PCR扩增得到缺失信号肽和跨膜序列的截短的GP5基因，并原核表达载体pET32a，诱导表达、纯化后，进行免疫攻毒动物试验，可以诱导动物的体液及细胞免疫应答。证明合成肽疫苗对疫病防控有巨大潜力。
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  小结
  近年来，随着我国生猪养殖行业的发展，生猪养殖从传统的养殖模式，向着高度集约化规模化养殖模式转变。为追求养殖效益，养殖户不断扩大养殖规模，增加养殖数量，导致猪繁殖与呼吸综合征在养殖场频发，严重影响是生猪养殖业的发展及养殖户的养殖效益。养殖场对猪繁殖与呼吸综合征的预防更为重视，但该病高发，变异快使得该病的预防难度加大，特别是在部分猪场为保证养殖场的发展，从其他区域进行引种，导致该病的防控要求更高，特别是在各大猪场高致病性猪蓝耳病还在广泛流行，变异毒株还在不断出现，弱毒株出现反祖反强，使得该病的防控形势严峻。而对该病的预防主要靠疫苗免疫，文章介绍了该病疫苗研究进展，也为该病的疫苗研制提供了研发方向，为控制和消灭猪繁殖与呼吸综合征提出方向。