口蹄疫疫苗研究进展

口蹄疫疫苗研究进展

摘要：口蹄疫是世界性重大动物疫病之一。接种疫苗是预防该病的重要手段之一。而研制高质量、安全有效的疫苗，不但是决定疫苗免疫效果的关键，也是成功预防、控制直至最终消灭口蹄疫的先决条件。目前，除传统疫苗仍然在口蹄疫防控中扮演重要角色以外，国内外诸如亚单位疫苗、栽体疫苗、核酸疫苗、基因缺失疫苗、合成肽疫苗、可饲疫苗和多表位疫苗等的研究和探索已全面展开，有望为口蹄疫的有效防控提供新的途径。

关键词：口蹄疫；疫苗；进展

口蹄疫(Foot--and--mouth disease，FMD)是由FMD病毒(FMDV)引起的牛、羊、猪等偶蹄动物发生的一种急性、热性、高度接触性传染病，被0IE列为“A类烈性传染病”之首。口蹄疫的平均致死率仅为1％，但是被感染动物会100％发病，且传播效力极高，使实际畜产量锐减。根据0IE规定，一旦暴发FMD，所有感染和接触的动物都必需宰杀并销毁尸体。目前，除大洋洲和北美，口蹄疫已侵袭过所有大陆。2001年英国暴发口蹄疫损失约90亿英镑，绵羊是此病的有力传播者；我国部分地区于2005年及2009年分别暴发Asia I型和A 型FMD，不仅造成了巨大的直接经济损失，而且严重危害奶业的健康发展以及相关产品的对外贸易。FMD是由FMDV引起的，其基因组是一条单股正链RNA，属于小核糖核酸病毒，是在发现烟草花叶病毒后发现的第一个脊椎动物病毒。FMDV分为O、A、C、Asia 1、SATl、SAT2和SAT3共7个血清型，型间无交叉免疫反应。目前，大多数流行口蹄疫的国家采取以常规疫苗免疫为主的措施预防口蹄疫。近年来，随着分子生物学技术的飞速发展，FMDV新型疫苗不断涌现。本文综述了口蹄疫常规疫苗和新型疫苗的现状，并对口蹄疫疫苗的发展进行了展望。

1 常规疫苗

1.1 灭活疫苗

灭活疫苗是指用物理或化学方法使口蹄疫病毒丧失感染力而保留抗原性，再添加佐剂后制成的。1925年Belin首次用甲醛灭活牛舌皮组织病料制成了灭活疫苗；1934年Schmidt 发现了能增强灭活苗免疫效力的氢氧化铝胶佐剂，使免疫效果日趋完善。1938--1962年口蹄疫疫苗主要由动物组织生产病毒抗原，经甲醛灭活，氢氧化铝胶吸附制成。自1962年至今，BHK--21细胞已成为制备口蹄疫疫苗病毒抗原的理想细胞培养系，广泛应用于口蹄疫疫苗生产。1965年Telling和Elsworth用发酵罐大量生产悬浮细胞来生产病毒抗原，现在几乎所有的口蹄疫灭活苗都以这种方法生产，但有研究证明甲醛在抗原的灭活中有活毒的残留，因此广泛应用二乙烯亚胺作为灭活剂。目前，世界上主要应用灭活苗来实现对口蹄疫的防制，除了灭火的单价苗之外，灭活二价苗也早已出现，张永光、王永录等已研制成功的牛口蹄疫O 型A型双价灭活疫，在预防牛口蹄疫方面已取得了很好的效果。

1.2 弱毒疫苗

由于口蹄疫的广泛流行以及防疫上的大规模需要，许多国家都开展了口蹄疫弱毒疫苗的研究。目前仍在应用的有鼠化、兔化、鸡胚化及组织培养细胞驯化弱毒疫苗等几种。1937年Negel 将病毒接种于成年鼠脑内，证明病毒毒力可以被致弱。1948年Fraub 和Schneider 将豚鼠毒转接于鸡胚，获减毒毒株。Gillespic(1954)和Komorov(1957)将牛源毒适应于鸡胚和1日龄雏鸡，曾发表致弱毒株的初步应用报告。1959年Gunha和Eichhom也在兔体传代成

功。1964年欧洲口蹄疫防治委员会决定欧洲国家不用弱毒疫苗免疫，停止了弱毒疫苗的研究。

我国在20 世纪50年代育成O型弱毒株及A型弱毒株，并制成乳兔组织弱毒疫苗；60年代用A 型兔化弱毒制造反应苗；70年代选育出OPK弱毒株试制疫苗，并进行A 型、O型双价苗组织培养弱毒试验研究；80年代培育出温度敏感毒株，并培育了O型OP4细胞培养弱毒疫苗。时至今日，我国在云南、新疆等边境地区仍然使用OMII、0P4 两株弱毒疫苗株及O 型、A 型混合弱毒疫苗株对牛、羊进行气雾免疫或注射免疫，保护率可达100%，保护期7个月以上。在防止境外口蹄疫传入我国的防制工作中发挥了很大作用。弱毒疫苗虽有价廉、成本低及免疫原性好、抗体持续时间长等优点，但其引起免疫动物病毒血症、长期带毒、排毒及病毒返强等缺点一直无法克服。世界各国虽已培育出几十个弱毒疫苗株，但迄今为止还无一个可以满足所有标准的口蹄疫弱毒疫苗株。80年代研究发现，欧洲发生的多次口蹄疫流行中分离的毒株与以前的弱毒疫苗株有密切关系。因为病毒对一种动物的减毒并不能保证对其他动物减毒，且由于新的亚型不断出现及毒株致弱结果和致弱时间都不能确定，因此，弱毒疫苗株已不能适应口蹄疫防制的需要。目前世界许多国家和地区在口蹄疫的防制中都几乎采用灭活疫苗。但在近年的口蹄疫世界大流行中，应用灭活疫苗控制口蹄疫时出现了疫苗质量参差不齐及疫苗供不应求的现象。曾有专家提出是否可以用弱毒疫苗株，在口蹄疫流行比较严重的地区进行紧急免疫，而在疫区周围用灭活疫苗进行包围注射免疫的办法。但由于这种方法承担的风险较大，一直没有被采用。

2 新型疫苗研究

2.1 载体疫苗

随着基因工程技术的迅速发展，重组技术为开发重组FMD疫苗提供了技术支持。病毒和细菌都可用来生产口蹄疫疫苗。

腺病毒的基因结构与功能研究得比较清楚。Mayr等利用复制缺陷型的第5型腺病毒，构建了包含有FMDVPl--2A、3C蛋白前体编码序列的重组病毒。发现含有3C序列的重组病毒能有效地加工结构蛋白前体P--2A成VP0、VP3、VPl，表达的蛋白具有类似病毒空衣壳的功能，能被免疫细胞识别，诱导动物机体产生高浓度的中和抗体。Du等用腺病毒构建了含口蹄疫VPl的3个氨基酸残基表位(21--60、141--160、200--213)的重组腺病毒(rAd--GMCSF--VPe)，并将其与猪的巨噬细胞集落刺激因子混合(rAd--GMCSF--VPl)接种豚鼠和猪，结果能检测到特异性的体液免疫应答，高水平的T细胞增殖，IL一4和IFN--γ。所有接种rAd--GMCSF--VPe和rAd--GMCSF--VPl的豚鼠和猪都能抵抗FMDV的攻击。

痘病毒基因组不具感染性，且蛋白加工、修饰及转运过程和外源病毒基本一致，因此其抗原性变异不大，是很好的病毒载体。Zheng等构建了包含FMDV衣壳和3C蛋白的鸡痘重组病毒(vUTAL3CP--1)，在接种的豚鼠和小鼠体内均能诱导细胞免疫和体液免疫应答。Ma 等构建了包含有FMDV P1--2A、3C蛋白前体编码序列和猪IL--18编码序列的重组鸡痘病毒(rFPV--ILl8--2APl2A)，接种后能使猪抵抗同源病毒的攻击，并且所接种的猪均能检测到抗体和T细胞增殖及细胞免疫应答。Li等构建了包含FMDV前体衣壳的伪狂犬病病毒重组体(PRV--P1)，将其接种猪后，不仅诱导细胞免疫和体液免疫应答，而且还能使猪抵抗强毒的攻击。He等构建的包含FMDV前体蛋白P1的弱伪狂犬病病毒重组体(FHG／P1／PRV)接种猪后，能同时预防伪狂犬病和口蹄疫，达到一种苗预防两种病的目的。

除了利用病毒作为载体外，细菌也可用来生产口蹄疫疫苗。Li等构建含有VP1用基因、嗜酸乳酸杆菌ATCC8014复制起点pRc／CMV2载体的重组表达质粒，然后通过基因枪接种ATCC8014于小鼠肌肉、皮下，几周以后在心、脾、肾等均可检测到针对VP1基因的检测到抗体。与传统灭活疫苗相比，抗体生成速度快。目前用于表达外源性病毒蛋白的疫苗载体