劉長(zhǎng)明,陸月華,郭龍軍,危艷武
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所、獸醫(yī)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/豬傳染病研究室,黑龍江哈爾濱 150001)
豬圓環(huán)病毒疫苗的研究進(jìn)展
劉長(zhǎng)明,陸月華,郭龍軍,危艷武
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所、獸醫(yī)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/豬傳染病研究室,黑龍江哈爾濱 150001)
豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)主要引起以患豬全身性淋巴結(jié)腫大為特征的多系統(tǒng)功能衰竭性疾病,臨床上表現(xiàn)為斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征、豬皮炎與腎炎綜合征、豬呼吸道疾病綜合征、母豬繁殖障礙、壞死性淋巴結(jié)炎、肉芽腫性腸炎和滲出性表皮炎等,統(tǒng)稱為豬圓環(huán)病毒病。本病于1991年在加拿大被發(fā)現(xiàn),相繼北美、歐洲、亞洲等幾乎所有養(yǎng)豬國(guó)家均有本病流行的報(bào)道。由于PCV2與其他多種病原混合感染情況不盡相同,豬群發(fā)病后死亡率不等,較嚴(yán)重的地區(qū)暴病時(shí)死淘率高達(dá)40%,被公認(rèn)為繼豬繁殖與呼吸綜合征(PRRS)之后,新發(fā)豬的重要傳染病。我國(guó)豬群中PCV2感染十分普遍,流行病學(xué)調(diào)查表明,PCV2抗體陽(yáng)性率高達(dá)80%以上,被調(diào)查的豬場(chǎng)陽(yáng)性率達(dá)100%,尚未發(fā)現(xiàn)有抗體陰性豬場(chǎng)存在。PCV2感染途徑主要以糞口為主,病毒先定殖于扁桃體,隨血流進(jìn)入周身淋巴結(jié)。在淋巴細(xì)胞中大量繁殖擴(kuò)增,形成了不同程度的病毒血癥。當(dāng)病毒滴度高時(shí),往往血清抗體滴度較低,臨床上就會(huì)呈現(xiàn)明顯的發(fā)病癥狀。大部分豬只在病毒感染后幾周內(nèi)會(huì)刺激產(chǎn)生高水平的抗體,抗體能夠?qū)⒉《究乖泻?,臨床上表現(xiàn)為耐過(guò)康復(fù)。
根據(jù)病毒感染不同階段豬后表現(xiàn)的臨床癥狀有所不同,主要分為以下四種。
1.斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征。發(fā)生于5~12周齡保育豬,臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性消瘦、呼吸急促、呼吸困難、黃疸、下痢、皮膚蒼白和中樞神經(jīng)失調(diào)等癥狀。病理變化為全身淋巴結(jié)腫大,淋巴器官的肉芽腫性炎癥和不同程度的淋巴細(xì)胞缺失,解剖還可見(jiàn)肺斑點(diǎn)狀出血。
2.豬皮炎腎病綜合征。發(fā)生于2~4月齡生長(zhǎng)豬,臨床表現(xiàn)為多處局限性微凸出的暗紅色病灶,此后迅速發(fā)熱,直腸溫度可達(dá)41℃以上,出現(xiàn)皮下水腫、厭食、體重減輕和抑郁等。通常病豬在3 d內(nèi)死亡,死亡率約為20%。病理變化主要為出血性壞死性皮炎和動(dòng)脈炎以及滲出性腎小球腎炎和間質(zhì)性腎炎,出現(xiàn)腹水和心包積液。常與斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征同時(shí)爆發(fā)。
3.豬呼吸道疾病綜合征。發(fā)生于16~22周齡生長(zhǎng)豬和育肥豬,臨床表現(xiàn)為生長(zhǎng)遲緩、飼料利用率下降、嗜睡、厭食、發(fā)熱、咳嗽和呼吸困難。組織病理學(xué)變化有支氣管間質(zhì)性肺炎,表現(xiàn)肺部廣泛性的肉芽腫性炎癥。
4.母豬繁殖障礙。臨床表現(xiàn)為妊娠母豬流產(chǎn)、死產(chǎn)、木乃伊胎增多、斷乳前死亡率上升。多數(shù)在妊娠晚期流產(chǎn)和娩出接近成熟的死胎或早產(chǎn)仔豬;在妊娠中期也會(huì)出現(xiàn)流產(chǎn)、木乃伊胎兒和早期胚胎死亡。病毒感染母豬受胎率降低或不孕,斷奶前仔豬死亡率上升達(dá)10%以上,以垂直傳播方式傳播。
大量的流行病學(xué)研究表明,我國(guó)豬群中PCV2感染十分普遍。劉長(zhǎng)明等(2007)采用免疫過(guò)氧化物酶單層細(xì)胞染色試驗(yàn)(IPMA)方法,對(duì)來(lái)自黑龍江、吉林、河北、上海、內(nèi)蒙、云南、江西等地豬場(chǎng)健康成年豬血清480份和發(fā)病豬血清424份進(jìn)行了檢測(cè),抗體陽(yáng)性率分別為91.7%和79.2%,送檢樣品的12個(gè)豬場(chǎng)均為陽(yáng)性,表明PCV2在我國(guó)豬群中感染率非常嚴(yán)重。盡管PCV2抗體陽(yáng)性檢測(cè)率較高,但各豬場(chǎng)的發(fā)病率與死亡率差異較大,主要?dú)w因于豬場(chǎng)飼養(yǎng)技術(shù)水平不同,豬群中PCV2與混合感染的病原種類有很大關(guān)系。對(duì)發(fā)病豬場(chǎng)送檢的病料檢測(cè),PCV2陽(yáng)性樣品中多數(shù)與高致病PRRSV變異株混合感染,在保育階段仔豬死亡率達(dá)50%以上。范培虎等用發(fā)生高熱癥豬場(chǎng)分離的PCV2和PRRSV變異毒株進(jìn)行本動(dòng)物感染試驗(yàn),試驗(yàn)分為單獨(dú)感染PCV2、PRRSV,兩種病毒同時(shí)或先后順序感染組。PCV2、PRRSV單獨(dú)感染組與混感感染組對(duì)比,后者出現(xiàn)更為嚴(yán)重的臨床癥狀,先感染PRRSV一周后再感染PCV2試驗(yàn)組,出現(xiàn)了高達(dá)60%的死亡率,基本能夠再現(xiàn)發(fā)病豬場(chǎng)的狀況。這些研究表明,目前在我國(guó)豬群中,PCV2與PRRSV混合感染是造成養(yǎng)豬業(yè)嚴(yán)重?fù)p失的主要原因。郭龍軍等(2009)對(duì)我國(guó)10個(gè)省份不同地區(qū)送檢的90份病料中分離到19株P(guān)CV2流行毒株。通過(guò)病毒基因組克隆和測(cè)序,將19株病毒分為2個(gè)大基因群和3個(gè)亞群:PCV2a、PCV2b、PCV2d;其基因組構(gòu)成依次為1766nt、1767nt和1768nt,各占15.8%、73.7%和10.5%。若以1767nt毒株為基準(zhǔn),其第39或1039位有1個(gè)堿基缺失后突變成1766nt毒株;第1040位有1個(gè)堿基插入后突變成1768nt毒株。對(duì)19株病毒ORF2編碼的Cap蛋白分析發(fā)現(xiàn),有4株病毒編碼基因發(fā)生了突變,出現(xiàn)了705nt和708nt兩種突變型,使ORF2編碼的Cap蛋白C末端分別有1和2個(gè)氨基酸延伸。研究表明,我國(guó)豬群中流行的PCV2以PCV2b亞型流行毒株為主。Harding等分別用PCV2a和PCV2b亞型毒株接種試驗(yàn)豬,證明兩種類型毒株在毒力上無(wú)明顯差異。
國(guó)外對(duì)PCV2做了大量研究,Blanchard等對(duì)PCV2基因疫苗與滅活疫苗的免疫效力進(jìn)行了比較,證明基因疫苗可誘導(dǎo)機(jī)體免疫保護(hù),單獨(dú)用PCV2基因疫苗2次免疫的效果低于滅活疫苗,滅活疫苗能完全抑制PCV2的增殖。Fenaux等用滅活苗免疫豬可刺激產(chǎn)生特異性抗體,減少病毒血癥的發(fā)生,有效地阻止肺部病變。國(guó)外商品化疫苗中,勃林格殷格翰公司研制的PCV2亞單位疫苗,將PCV2 ORF2基因插入到昆蟲(chóng)桿狀病毒,用昆蟲(chóng)細(xì)胞培養(yǎng)獲得的重組PCV2 Cap蛋白制備亞單位疫苗;該疫苗免疫組豬平均死亡率為2.4%,對(duì)照組死亡率為9.5%。先靈葆雅公司研制的PCV2滅活疫苗,在加拿大22個(gè)豬場(chǎng)進(jìn)行的多中心隨機(jī)試驗(yàn),在保育和肥育期未接種疫苗對(duì)照組平均死亡率為9.3%,疫苗免疫組為2.1%。法國(guó)梅里亞公司研制的PCV2全病毒滅活苗用于母豬免疫,在多個(gè)國(guó)家試驗(yàn)表明,疫苗免疫母豬群獲得了群體性免疫力,仔豬可從初乳中獲得母源抗體,在5周內(nèi)能夠有效預(yù)防PCV2感染。美國(guó)富道公司開(kāi)發(fā)的Suvaxvn PCV1/PCV2重組滅活疫苗,在6個(gè)豬場(chǎng)臨床試驗(yàn),在生長(zhǎng)/肥育期未接種疫苗對(duì)照組平均死亡率為7.7%,疫苗免疫組死亡率為1.8%??傊瑖?guó)外研制的PCV2疫苗均取得良好免疫效果,疫苗售價(jià)也十分昂貴,每頭份達(dá)5~10美元。
我國(guó)對(duì)PCV2疫苗研究起步較晚,一直沒(méi)有商品化疫苗問(wèn)世。針對(duì)該病的流行態(tài)勢(shì)及危害的嚴(yán)重性,盡快研制出適合國(guó)情的疫苗非常必要,市場(chǎng)需求十分迫切。鑒于PCV2基因組構(gòu)成簡(jiǎn)單,病毒變異幅度較小,通過(guò)細(xì)胞傳代很難達(dá)到完全致弱,且弱毒疫苗容易造成因毒力反強(qiáng)引起疫病再流行。滅活苗是經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)大量增殖病毒,加入滅活劑將病毒殺死,具有安全性好、便于貯存運(yùn)輸和抗母源抗體干擾等優(yōu)點(diǎn)。此外,當(dāng)今人們更加關(guān)注能夠設(shè)計(jì)出一種具有帶有分子標(biāo)識(shí)的疫苗,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,采用感染性分子克隆技術(shù)構(gòu)建標(biāo)記毒株成為可能。PCV2感染細(xì)胞不易產(chǎn)生致細(xì)胞病變,常規(guī)病毒學(xué)操作很難達(dá)到病毒克隆純化,構(gòu)建PCV2感染性分子克隆獲得具有分子標(biāo)識(shí)的毒株,為疫苗毒株與野生毒株間的鑒別診斷奠定了基礎(chǔ)。我們采用國(guó)內(nèi)自行分離的毒株,采用感染性分子克隆技術(shù)獲得了具有分子標(biāo)記毒株作為毒種,經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)傳代,培育成功一株體外培養(yǎng)適應(yīng)毒株,對(duì)病毒繁殖規(guī)律、毒價(jià)測(cè)定、血清學(xué)檢測(cè)、形態(tài)學(xué)鑒定、核酸序列分析、動(dòng)物感染模型、疫苗生產(chǎn)工藝、佐劑篩選、動(dòng)物免疫安全性及免疫效力等進(jìn)行了系統(tǒng)試驗(yàn),研制成功我國(guó)首例PCV2滅活疫苗,種毒獲得國(guó)家發(fā)明專利,疫苗獲得國(guó)家二類新獸藥證書,并轉(zhuǎn)讓給兩家企業(yè)投入生產(chǎn)。為配合疫苗免疫效果評(píng)價(jià),研制成功配套血清抗體檢測(cè)試劑盒。該成果為我國(guó)有效防控本病的流行提供了技術(shù)手段。本成果擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),屬于原始創(chuàng)新。
國(guó)產(chǎn)疫苗采用無(wú)PCV1豬腎傳代細(xì)胞系培養(yǎng)增殖病毒,病毒液經(jīng)甲醛溶液滅活后,與進(jìn)口佐劑混合乳化而成,用于預(yù)防PCV2感染豬只引起的相關(guān)疾病。研制的疫苗具有如下特點(diǎn)。(1)構(gòu)建的感染性分子克隆毒株,在基因組內(nèi)插入了一個(gè)分子標(biāo)簽,可用PCR-RFLP與野生型毒株相鑒別。(2)疫苗毒株經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)傳60代,繁殖性能穩(wěn)定,毒價(jià)達(dá)106.6 TCID50/ml,制備的疫苗抗原含量高。(3)病毒滅活后排除了再感染靶動(dòng)物的能力,安全性好。(4)采用進(jìn)口的水包油劑型佐劑,接種后刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體快、效價(jià)高。(5)疫苗對(duì)任何品種、年齡的健康豬群接種后無(wú)任何毒副作用。(6)疫苗免疫豬攻毒保護(hù)率達(dá)96%以上,免疫期為6個(gè)月。(7)疫苗抗母源抗體干擾強(qiáng),不受母源抗體的影響,能夠完全抵抗病毒感染。(8)臨床應(yīng)用效果顯著,在全國(guó)175個(gè)規(guī)?;B(yǎng)豬場(chǎng)推廣應(yīng)用統(tǒng)計(jì),沒(méi)有1個(gè)豬場(chǎng)出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng),平均死亡率降低8%,平均出欄率提早5~7 d,藥物使用量減少30%,每頭豬節(jié)約成本50元。(9)與進(jìn)口疫苗對(duì)比,主要性能指標(biāo)相當(dāng),售價(jià)僅為進(jìn)口產(chǎn)品1/3,為養(yǎng)豬業(yè)節(jié)約大量疫苗費(fèi)用。(10)配套的血清抗體檢測(cè)診斷試劑盒,為疫苗免疫效果評(píng)價(jià)提供了手段。
略)