基因工程疫苗概述_唐达

2012 年 11 月 畜禽业总 283 期
兽医研究 ·23·
蛋白抗原性较差； 而真核系统 （如酵 母）的表达产物好，有巨大发展潜力。 最后是加入佐剂， 由于亚单位疫苗免 疫原性较弱， 因此需要既安全又有强 活性的佐剂来增强其免疫效果。 吕舟 等通过比较不同佐剂的猪附红细胞体 亚单位疫苗的免疫效果， 白油佐剂与 弗氏佐剂均能使机体获得较高的免疫 应答。 另外，荣俊等发现新型的纳米佐 剂的易扩散性，减少了副反应，从而能 更好地提高亚单位疫苗的安全性。
该类疫苗通过将病原体的毒力相 关基因及病毒复制非必须基因全部或 部分删除，降低毒力的同时，保持免疫 原性， 是野毒株发生定向缺失性突变 的活苗， 而且缺失的基因及其编码产
物可用于鉴别诊断。 该疫苗具有突变 性状明确，毒力低但免疫原性强，不易 侵 入 中 枢 神 经 系 统 等 优 点 [12]。
目前该方面研究上最具代表性的 例 子 是 猪 伪 狂 犬 病 毒 （PRV）糖 蛋 白 E 基 因 缺 失 （gE-）株 及 胸 腺 核 苷 酸 激 酶 基 因 突 变 失 活 （TK- ） 株 的 活 疫 苗 [13]， 野 毒PRV在缺失基因后 的 致 病 力 显 著 降 低，其免疫力不低于常规的弱毒疫苗， 而且由于缺失了gE基因， 故用该疫苗 免疫的猪不产生抗gE抗体， 而自然感 染的猪具有抗gE抗体。 许多欧共体国 家在实施根除伪狂犬病计划时， 只允 许 使 用 这 种gE-基 因 工 程 伪 狂 犬 病 疫 苗[14]。
根据作用对象基因工程亚单位疫 苗主要分为预防细菌性疾病、 病毒性 疾病和激素类三种： 1.1 细菌性疾病亚单位疫苗
采用细菌作为载体是防控疫病的 理想途径之一。 其具有生产成本低，免 疫途径简便， 可以通过鼻内或口服途 径免疫， 通过容纳多个不同的外缘基 因研制多价疫苗， 对易变异病毒具有 免疫优势，还可用抗生素控制副反应， 对免疫失败具可控性。 目前的趋势是 采用致病性大肠埃希菌， 再插入其它 致病菌的免疫原基因， 构建双价甚至 多价灭活疫苗。 中国科学院上海生物 工程中心研制的仔猪大肠埃希菌 K88、K99双 价 基 因 工 程 灭 活 疫 苗 与 宁 夏大学研制的羔羊、 犊牛大肠埃希菌 基因工程灭活疫苗均通过注册， 哈尔 滨兽医研究所研制的仔猪大肠埃希菌 病K88、K99双 价 工 程 活 疫 苗 已 取 得 转 基因生物安全证书， 在预防仔猪和幼 畜腹泻方面取得理想的保护效果。 另 外，猪附红细胞体亚单位疫苗、猪链球 菌II型 溶 血 素 重 组 亚 单 位 疫 苗 、 炭 疽 杆菌和布鲁氏菌病等的亚单位疫苗， 均对相应疾病产生保护作用。 因此细 菌工程疫苗还存在很大的发展空间。 1.2 病毒性疾病亚单位疫苗
随着规模化细菌发酵技术和蛋白 质纯化技术的快速发展， 生产成本将 进一步降低， 亚单位疫苗的市场前景 良好。
2 基因工程活载体疫苗
基 因 工 程 重 组 活 载 体 疫 苗 (Live recombinant vaccine) 是用基因工程技 术将病毒或细菌 (常为疫苗弱毒株)构 建成一个载体， 把外源基因插入其中 使之表达的活疫苗。 用该类疫苗免疫 后， 同自然感染类似的是其向宿主免 疫系统提交免疫原性蛋白的方式，同 时其诱导包括体液免疫、细胞免疫，甚 至黏膜免疫在内的多种免疫效应。 另 外活载体疫苗可构建多价或多联疫 苗，取得一针防多病的效果。 总之，病 毒活载体疫苗既具有活疫苗免疫效力 高、成本低的优点，也具有灭活疫苗的 安全性好等优点， 所以其是当今与未 来疫苗研制与开发的重要方向之一。 该类疫苗主要分为两类： 基因缺失疫 苗和复制性活载体疫苗。 2.1 基因缺失疫苗
病毒性亚单位疫苗的可操作性相 对容易， 因为病毒病原体只编码少数 几种基因产物， 而大部分病毒基因组 已被克隆和测序， 为其研制提供有利 条件。 目前，复旦大学和上海市农业科 学院畜牧兽医研究所研制的口蹄疫O 型基因工程疫苗已通过了新兽药注 册。 近期国内学者将传染性胸膜肺炎 放线杆菌以及猪圆环病毒的亚单位疫 苗 作 为 研 究 热 点[8,9]。 另 外 传 染 性 法 氏 囊 病 基 因 工 程 亚 单 位 疫 苗 ，A组 牛 轮
基因工程疫苗概述
唐 达 毕海林 唐建华
（西南大学荣昌校区动物医学系，重庆 荣昌 402460）
中 图 分 类 号 ：S859
文献标识码：A 文章编号：1008-0414(2012)11-0022-04
摘 要 疫苗在动物疫病的防控中起着巨大作用，但传统疫苗（灭活苗、弱毒 苗）已不能跟上当前畜牧业发展的的步伐。 基因工程疫苗作为分子生物技术发展的新 兴产物克服了传统疫苗的生产成本高、免疫途径局限、安全性较低等缺点，成为动物 疫苗发展的新方向。 文章概述了几种常用基因工程疫苗的特点及研究进展，为进一步 研究提供文献参考。
孙宪文在基础日粮中添加了 0.10%和0.15%的 猪 源 乳 酸 杆 菌 ，与 对 照组相比， 添加猪源乳酸杆菌组肠道 内 数 明 显 增 加 ，差 异 极 显 著 （P<0.01）； 大肠杆菌明显减少， 差异极显著 （P< 0.01）， 细 菌 总 数 明 显 增 加 ， 差 异 极 显 著 （P<0.01）。 黄 兴 国 等 在 生 长 猪 日 粮 中添加0.1%微生态制剂， 生长猪粪样 中的大肠杆菌数量显著低于对照组 （P<0.05）， 同 时 乳 酸 菌 和 双 歧 杆 菌 数 量 都 有 升 高 的 趋 势 ，但 差 异 不 显 著 （P> 0.05）；腹 泻 率 降 低 了4.94%，差 异 极 显 著（P<0.01）。 黄俊文等研究表明，在早 期断奶仔猪饲料中添加纳豆芽孢杆菌 能 显 著 降 低 仔 猪 前 期 腹 泻 率 （P < 0.05），纳 豆 芽 孢 杆 菌 与 甘 露 寡 糖 低 剂 量合用时， 试验前期仔猪日增重显著 高 于 对 照 组 和 甘 露 寡 糖 组 （P<0.05）， 仔猪腹泻率显著低于对照组和甘露寡 糖 组 （P<0.05 ）。
唐伟等在对母猪使用仔猪黄白痢 基因工程多价苗的基础上， 给母猪和 仔猪内服微生态制剂， 对仔猪黄白痢 有很好的预防效果； 仔猪发生黄白痢 后， 用微生态制剂给母猪和仔猪内服 有较好的治疗效果。 白丽杰等试验表 明， 使用微生态制剂可以明显预防仔 猪黄白痢的发生， 发病率与对照组相 比降 低82.14%（P<0.01）， 并 且 明 显 降 低 仔 猪 死 亡 率 （P<0.05 ）。 3．3 减少有害气体产生，净化饲养环境
关键词 基因工程 亚单位疫苗 活wenku.baidu.com体疫苗 核酸疫苗 合成肽疫苗
Progress in genetic engineering vaccine
TANG Da，BI Hai-lin，TANG Jian-hua (Department of Veterinary Medicine，Southwest University，Rongchang， Chongqing，China，402460） Abstracts: Vaccine play an important role in preventing and controlling animal disease. But the traditional vaccine can not keep pace with the development of current animal husbandry. As the new products of the molecular biological technology, engineering vaccine overcomes the high production costs, limited immune pathway, lower security and other shortcomings of traditional vaccine and become the new direction of the development of animal vaccine . The article expounds an overview of the characteristics and research progress of several commonly used genetically engineered vaccine and provides the bibliographic reference for further study. Keywords: Genetic engineering; subunit vaccine; live recombinant vaccine; nucleic vaccine; synthetical peptide vaccine
状 病 毒 基 因 工 程 亚 单 位 疫 苗 [10]， 重 组 鹅细小病毒亚单位疫苗，乙型肝炎、狂 犬病等十几种亚单位疫苗处于中试阶 段或已商品化。 1.3 激素亚单位疫苗
动物的生长主要由生长激素调 节， 而生长抑制素抑制生长激素的分 泌。 将生长抑制素作为免疫原，使免疫 动物的生长抑制素水平下降， 增多生 长 激 素 释 放 ，从 而 刺 激 生 长[11]。 目 前 ， 由计划生育生殖生物学国家重点实验 室生殖免疫研究组彭景楩研究员开展 的课题 “绒毛膜促性腺激素β亚单位 （CGβ）抗肿瘤DNA疫 苗 的 研 究 与 开 发 应 用 ”已 被 纳 入 国 家 863计 划 。
根据基因工程研制的技术路线和 疫苗组成的不同， 目前可分为如下几 类：亚单位疫苗、活载体疫苗、合成肽 疫苗以及核酸疫苗等。
收 稿 日 期 ：2012－08－27 作 者 简 介 ：唐 达 （1988- ），男,汉 ，在 读 硕 士 研究生，主要从事兽医病理学研究
1 基因工程亚单位疫苗
基 因 工 程 亚 单 位 疫 苗 （subunit vaccin）又 称 重 组 亚 单 位 疫 苗 （Recomb inant Subnit Vaccines），它 通 过DNA重 组技术， 在受体菌或细胞中高效表达 编码病原微生物保护性抗原基因 （protective antigen），将 相 应 佐 剂 加 入 分泌的保护性肽段中乳化制成疫苗。 该疫苗仅含有病原体的部分抗原，使 其免疫反应为单一蛋白质所诱导。 其 具有安全性好，便于生产等优点。
应用微生态制剂养猪， 能显著降 低肠道大肠杆菌、产气荚膜梭菌、沙门 氏菌的数量， 抑制了有害微生物的生 长繁殖，从而减少了有害物质产生，使 机体内的有益菌增加而潜在的致病菌 减少，因而排泄物、分泌物中的有益菌 数量增多，致病性微生物减少，从而净 化体内外环境，减少疾病的发生。 还有 研究表明，应用微生态制剂养猪，可大 幅降低动物舍内氨气、 硫化氢等有害 气体的浓度，减少有害气体排放，减少 发病诱因，有利于动物健康和生长。
在200多 年 的 兽 用 疫 苗 发 展 史 上 ， 其对畜牧业的健康发展起着巨大作 用， 但随着集约化养殖规模的扩大和 新疫病的不断出现， 现有的常规疫苗 已经不能满足畜牧业发展的要求。 随 着DNA重组技术的发展， 基因工程疫 苗(engineering vaccine)应运而生。 其原 理就是用基因工程方法或分子克隆技 术分离出病原的保护性抗原基因，再 转入原核或真核系统使其表达出该病 原的保护性抗原，经纯化后制成疫苗， 或者将病原的毒力相关基因删除或进 行突变， 使成为不带毒力相关基因的 基因缺失苗或突变苗。
在研制亚单位疫苗时， 首要任务 是选取目的基因， 病原体保护性抗原 的编码基因或具有协同保护功能的基 因为优先选择， 如病原体表面糖蛋白 编码基因。 但对于易变异的病毒（如A 型流感病毒） 则选择各亚型共有的核 心蛋白基因序列 ， 然 后 在PCR对 目 的 基因扩增后， 选择合适的表达系统来 表达基因产物。目前原核表达系统（如 大肠杆菌）是比较成熟的，但表达出的
·22· 兽医研究
LIVESTOCK AND POULTRY INDUSTRY NO．283
3.2 保持肠道菌群平衡，降低腹泻率 合理使用微生态制剂可以较好地
调节动物肠道菌群， 保持肠道菌群的 平衡， 对有害菌起到了很好的抑制作 用，对降低腹泻率、防治仔猪下痢、缓 解断奶应激和提高仔猪成活率都有显 著作用。