猪支原体肺炎疫苗的免疫原理及应用效果概述

华利忠，冯志新，刘茂军，熊祺琰，甘 源，张小飞，邵国青

(1.江苏省农业科学院兽医研究所·农业部兽用生物制品工程技术重点实验室·国家兽用生物制品工程技术研究中心，南京 210014;2南京天邦生物科技有限公司，南京 211102)

猪支原体肺炎(Mycoplasma pneumonia of swine，MPS)又称猪气喘病，是由猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp)感染引起的慢性呼吸道疾病，也是目前影响全球养猪业健康发展的最重要疾病之一。猪肺炎支原体常通过病猪与健康猪接触或通过飞沫经空气传播［1－2］，其传播距离一般可达 4.7 km［3］，最远可至 9.2 km［4］。猪肺炎支原体对一些消毒剂及一些恶劣环境如干燥具有抵抗力［5］，一旦传入很难彻底扑灭。单纯的药物防控保护期短，必须长期间隔或定时给药，这样不仅价格昂贵，而且易产生耐药性，不利于猪支原体肺炎及其他呼吸道疾病的防控。自20世纪90年代猪支原体肺炎灭活疫苗在美国注册后，大量研究已经证实了支原体疫苗带来的经济效益［6］。目前德国仍将猪支原体肺炎疫苗列入标准的免疫程序内。本文就猪支原体肺炎灭活疫苗和弱毒活疫苗的临床应用效果及相关问题进行分析，指出未来疫苗免疫，特别是弱毒活疫苗免疫是猪支原体肺炎防控和净化的关键措施之一。

1 猪支原体肺炎灭活疫苗

1.1 猪支原体肺炎灭活疫苗以体液免疫为主 猪支原体肺炎灭活疫苗主要激发机体的体液免疫［7］。Villarreal等［8］在5种猪支原体肺炎灭活疫苗免疫效果的研究中发现这些疫苗均能引起Mhp特异性抗体的升高，但肺部肉变指数与对照组相比差异均不显著，说明灭活疫苗主要激发机体的体液免疫。但是加入了佐剂的灭活疫苗能够激发机体的细胞免疫［9］，如辉瑞公司的猪支原体肺炎灭活疫苗(StellamuneR○One)可以降低感染Mhp强毒株后支气管相关淋巴组织内巨噬细胞的浸润［10］。Okada等［11］也发现灭活疫苗可能通过降低TNF－a的浓度抑制肺部炎症反应，从而降低肺脏的损伤。然而，研究显示灭活疫苗对外周血免疫细胞的比例影响不大［12］，所以灭活疫苗产生的细胞免疫较为有限。最新研究显示，猪支原体肺炎疫苗可以降低外周血单个核细胞TLR6的表达，但品种之间有差异［13］，说明灭活疫苗的免疫效果与猪的品种有关。

1.2 猪支原体肺炎灭活疫苗的有效临界点 免疫猪支原体肺炎灭活疫苗具有积极意义。Tzivara等［14］选择了两个猪场进行猪支原体肺炎灭活疫苗的疗效试验，结果发现两组试验猪虽没有临床症状，但免疫组病变指数比非免疫组低，两个猪场免疫组比非免疫组平均分别增重6 kg和4 kg。Reynolds等［15］在研究加入矿物油卵磷脂类佐剂Amphigen的灭活疫苗疗效的试验中发现，无论是阴性场还是阳性场，用过疫苗的试验组抗体滴度均比非免疫组高，肺脏评分均比非免疫组低。这些结果表明猪支原体肺炎灭活疫苗从免疫效果看确实有效。然而从经济角度出发，灭活疫苗并不适合所有猪场。以平均肺部病变评分为依据，它的盈亏平衡点为5分，低于5分的猪场，其疫苗免疫的成本比Mhp感染造成的损失更大，不适合免疫灭活疫苗［16］。

1.3 猪支原体肺炎灭活疫苗的改良 如今，各类猪支原体肺炎灭活疫苗已在世界范围内推广，在猪支原体肺炎的防控方面有其现实意义。然而，以体液免疫为主的灭活疫苗也有其不足，仍待改进。首先，它受母源抗体的影响较大，使用时应避开母源抗体的影响。传统的灭活疫苗在感染压力大的猪场实施两次免疫可以诱导更好的保护，减轻肺炎支原体引起的肺部病变，其效力明显高于单次免疫［17］，但成本会加倍。其次，抗原的制备工艺是灭活疫苗生产的主要瓶颈，其高滴度和高纯度抗原生产工艺仍是国际支原体组织(International Research Programme on Comparative Mycoplasmology，IRPCM)在2012年大会上的五项主要议题之一。再次，对肺炎支原体而言，疫苗诱导产生的抗体水平和阻止病原移行及疾病的发生联系不大，疫苗抗体水平不一定与保护正相关，只为参考性指标。局部粘膜免疫和细胞免疫才是防控MPS的关键。最后也是最重要的是猪支原体肺炎灭活疫苗不能阻止野毒的感染［18］。Pieters［19］用套式 PCR 的方法检测了免疫灭活疫苗94 d和214 d猪肺组织的Mhp的感染情况，结果显示检出率和未免疫组差异均不显著，说明灭活疫苗并不能阻止野毒的感染。Villarreal等［20］和 Chae［21］的最新研究也得出了同样的结论。这是因为猪支原体肺炎灭活疫苗的免疫仅仅是联合佐剂刺激机体产生体液免疫和细胞免疫，以杀灭进入机体的猪肺炎支原体野毒，然而这并不能阻止野毒侵入并感染机体。所以，猪支原体肺炎灭活疫苗可以从以下几个方面进行改良:①筛选高效低毒的佐剂以促进机体的细胞免疫和减少免疫应激;②改进生产工艺，提高抗原培养浓度及浓缩和纯化效率;③筛选具有更好免疫原性的抗原或菌株。Simionatto等［22］用对所表达的34个猪肺炎支原体重组蛋白的免疫原性进行研究，发现大多数蛋白有较高的免疫原性，且部分蛋白可以在感染过程中表达，这一结果可能对研发更高效的猪支原体肺炎疫苗提供依据。

2 猪支原体肺炎弱毒活疫苗

2.1 猪支原体肺炎弱毒活疫苗可突破母源抗体屏障 目前在我国进行产业化生产并广泛使用的猪支原体肺炎弱毒活疫苗主要是猪支原体肺炎弱毒活疫苗(168株)。该疫苗通过肺内注射可突破母源抗体屏障，有效激发机体的细胞免疫和局部粘膜免疫。Feng等［23］发现，肺内注射猪支原体肺炎弱毒活疫苗后支气管灌洗液中IFN－γ和sIgA的浓度有所上升，外周血淋巴细胞增值活性增强，这一结果表明猪支原体肺炎弱毒活疫苗能突破母源抗体的影响激发机体的细胞免疫和局部粘膜免疫。此外，佐剂也能增加猪支原体肺炎弱毒活疫苗(168株)的免疫作用。Li Y等［24］发现，猪支原体肺炎猪支原体肺炎弱毒活疫苗(168株)添加佐剂可以大大增加鼻腔内IL－10和IFN－γ的浓度，气管上皮细胞内淋巴细胞的数量，肺内和肺门淋巴结中CD4+和CD8+的数量以及血清特异性IgG的浓度。这些结果表明佐剂能增加疫苗的细胞免疫、粘膜免疫和体液免疫的效果。

2.2 占位效应 占位效应是弱毒活疫苗独特的免疫机制之一。如猪伪狂犬基因缺失弱毒活疫苗的滴鼻免疫能有效防控仔猪早期野毒的感染，其原理之一可能是在仔猪接触伪狂犬野毒之前疫苗株能在局部黏膜或神经系统增殖形成占位效应以阻止野毒的感染［25］。所以很多人建议把滴鼻免疫作为净化猪场伪狂犬病或减少伪狂犬病对猪场危害的常规免疫程序［26］。同样，猪支原体肺炎弱毒活疫苗可能也可以通过占位效应阻止野毒的感染。猪支原体肺炎弱毒活疫苗可能利用仔猪在出生后5～7 d不会自然感染Mhp的空隙，通过肺内注射直接到达肺泡黏膜表面，在肺泡细胞表面形成优势占位，借助黏膜蛋白等营养物质大量繁殖，最终占据肺泡表面所有可占用的空间(大约需1～2周时间)。此时，如果仔猪再次吸入感染肺炎支原体野毒，肺泡表面已缺乏可占据的空位，从而减少猪支原体肺炎的发生［27］。

2.3 猪支原体肺炎弱毒活疫苗的临床效果 由于弱毒活疫苗独特的占位效应和诱导的体液免疫、粘膜免疫和细胞免疫，其免疫效果非常好。刘茂军等［28］进行了7000多头猪的临床试验，发现免疫猪支原体肺炎(168株)弱毒株的猪群支原体肺炎发病率减少，肺部病变减轻，有效控制率达80%以上，许多猪场达90%，生产指标有明显提高。

2.4 保证猪支原体肺炎弱毒活疫苗高效免疫的措施 三项免疫措施可保证弱毒活疫苗的高效免疫。①早期免疫:弱毒活疫苗免疫前后应避免使用敏感抗生素，所以选择5～7日龄的早期免疫，此时仔猪还未感染Mhp野毒，且这时仔猪只吃初乳，透过母乳屏障而间接吸入药物浓度较小，难以达到最小抑菌程度(如泰妙菌素和泰乐菌素的最小抑菌浓度分别为 0.015 μg/mL 和 0.1 μg/mL)［29］，而此时乳猪接触饲料中的抗生素的可能性较小，可保证弱毒疫苗的活力。②肺内免疫:采用肺内免疫的方式，操作简单。③选用Mhp非敏感抗生素:如果猪场有猪呼吸道疾病综合征或其他疾病存在，一般选择青霉素、链霉素、头孢噻呋钠和磺胺等药物，疫苗株对这些药物不敏感，不会对其免疫产生影响。近年来，弱毒活疫苗在国内的市场份额越来越大，不仅说明猪场正在逐步接受弱毒活疫苗，更表明了人们已经认识到弱毒活疫苗在防控猪支原体肺炎上的积极意义。

3 结语

猪呼吸道疾病综合征(PRDC)是猪场的主要疾病，控制好猪支原体肺炎是防控PRDC的关键。如何防控猪支原体肺炎已成为养猪业急需解决的难题，对它的防控应建立以疫苗免疫、药物防控和科学管理为主的标准防控体系和净化方案。其中，弱毒活疫苗通过其独特的占位效应和较高的免疫效应在阻止猪肺炎支原体野毒感染及杀灭已感染野毒方面的免疫效应越来越突出，可能成为今后防控和净化猪支原体肺炎的关键措施之一。

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