如何改善猪肺炎支原体疫苗的效果

黎先伟 译 By Roman Krejci

如何改善猪肺炎支原体疫苗的效果

黎先伟 译 By Roman Krejci

虽然到目前为止，科研人员尚不能完全解释机体对猪肺炎支原体的免疫机制，但是可以明确的一个事实是，接种疫苗可显著有助于减轻肺部病变的大小以及病原体在体内的持续时间。众所周知，对于优秀的灭活疫苗来说，抗原和佐剂成分都对刺激机体的疫苗免疫反应起到关键作用。经相关研究证实，脂多糖可有利于猪肺炎支原体疫苗对机体所产生的体液和细胞介导的免疫反应。

猪肺炎支原体（M.hyo）是引起猪支原体肺炎的一种主要病原，又称猪地方流行性肺炎（EP或猪喘气病）。长期以来，本病一直被认为是一种最普遍的，对养猪业造成重大的经济损失、世界各地广泛流行，且难以净化的猪呼吸道疫病。经证实，本病也是参与猪呼吸道疾病综合征（PRDC）的一种主要病原。猪地方流行性肺炎和猪呼吸道疾病综合征由于会显著降低猪群的生长速度，降低饲料利用率，增加饲养和用药成本，在一些复杂的情况下甚至会增加死亡率，对猪场造成不同程度的损失。虽然本病是一种老病，但是近年来经常与蓝耳病、圆环病毒等其它病原混合感染，进一步加剧猪场的发病程度和经济损失。据报道，若猪场环境复杂多变的情况下，猪肺炎支原体可促进猪蓝耳病病毒（PRRSv）、猪圆环病毒（PCV）等其他病原的复制，与此同时猪蓝耳病病毒（PRRSv）或猪胸膜肺炎放线杆菌反过来加剧猪肺炎的严重程度。这种多病原互作的特点，使得猪的肺脏和免疫功能等严重受损，极易导致猪瘟等其他疫苗免疫失败，副猪嗜血杆菌、链球菌、弓形体病等发病感染率大大升高，这样多种因素的互作已对当前养猪业提出了严重的挑战。

机体免疫功能的作用

到目前为止，科研人员尚不能完全解释机体对猪肺炎支原体的免疫机制。事实上，病原菌是非侵入性的，并可诱发肺炎的发生，这意味着机体强烈的免疫反应具有显著的作用。据报道猪肺炎支原体几乎可与宿主免疫系统的每一个组分相互作用。对感染（猪肺炎支原体）病猪的肺部进行研究发现，促炎和抗炎细胞因子，以及免疫调节介质如前列腺素E2（PGE2）、多种白细胞介素、α-肿瘤坏死因子（TNF-α）和γ-干扰素（IFN-γ）的水平显著增加。这些细胞因子和免疫调节介质的增高，一些是有助于清除机体内的病原菌，而另一些则是对机体的免疫系统功能起到抑制作用。

接种（猪肺炎支原体）疫苗是什么对猪起到保护作用？

从目前的研究成果来看，当健康动物与受（猪肺炎支原体）感染的动物接触时，接种过疫苗的猪群并不能防止猪肺炎支原体定植于其脏器内，而成为潜在的感染动物。不过，接种过猪肺炎支原体疫苗与未接种疫苗的猪群相比，在同样受到病原感染的情况下，其肺脏的病变程度更低且治愈的速度更快，另外未接种疫苗的猪群受感染后，其上呼吸道还会分泌排泄更多的猪肺炎支原体。这意味着，接种过（猪肺炎支原体）疫苗的猪群，即便受到病原的感染，其肺脏的病变更轻、猪肺炎支原体在体内的增殖下降和经口鼻途径排泄的病原含量也减少。除此之外，接种（猪肺炎支原体）疫苗的主要优势还包括提高日增重（提高2%～8%）和改善饲料转化率（增加2%～5%）。

经研究发现，机体对猪肺炎支原体的作用涉及到多种免疫应答的机制。与未接种疫苗的对照组相比，接种过（猪肺炎支原体）疫苗猪群感染猪肺炎支原体后，其肺部的免疫系统出现显著的变化。粘膜抗体水平和细胞免疫应答似乎对猪肺炎支原体的控制具有重要的作用。与对照组（未接种疫苗）相比，在接种过（猪肺炎支原体）疫苗猪群的支气管肺泡灌洗液（BAL）中，巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞的数量明显降低，而肺脏中分泌型IgA的含量显著增加。接种过疫苗的动物可在感染猪肺炎支原体后增加其肺脏内IgA和IgG的水平。IgA抗体可防止猪肺炎支原体粘附于呼吸道内，而IgG抗体与抗原的调理作用有关，增强肺泡巨噬细胞的吞噬作用。此外，动物接种疫苗后，其体内的α-肿瘤坏死因子、白细胞介素-1和白细胞介素-6含量会下降，这可能会抑制炎性细胞浸润，从而减轻肺脏的病变程度。

通过模式识别受体来活化

动物无论是感染（猪肺炎支原体）或接种（猪肺炎支原体）疫苗后，宿主免疫系统的第一反应是外来抗原与抗原提呈细胞（APCs）之间的相互作用。这对于触发免疫应答反应，以及由各种共刺激蛋白和细胞因子所支持的处理抗原的T-淋巴细胞启动适应性免疫来说是至关重要的。为了在免疫反应过程中引导着这些功能，单核细胞或其他抗原提呈细胞（APC）通过把自身保守的生物结构与各自的模式识别受体（PRRs）相结合来进行活化。在众多的模式识别受体（PRRs）中，Toll样受体（TLRs）在这种免疫反应过程中扮演着重要的角色。Toll样受体可识别多种成分，如脂多糖、脂蛋白和其他细菌成分。在猪肺炎支原体中，表面脂蛋白具有很强的免疫调节作用，尤其是对活化的巨噬细胞。脂蛋白与Toll样受体相互作用。众所周知，猪肺炎支原体通过与Toll样受体2（TLR2）和Toll样受体6（TLR6）相结合来刺激巨噬细胞。

细菌脂多糖（LPS）诱导Toll样受体4（TLR4）介导的信号通路。这种由LPS诱导的TLR4信号通路属于免疫系统中十分关键的先天机制。相关研究已证实，细菌脂多糖（LPS）可启动多种细胞内的信号通路，如NF-κB的活化，这可促使一些促炎细胞因子的合成和释放，包括白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）和肿瘤坏死因子-α（TNF -α）。Toll样受体4（TLR4）介导的信号通路与其他信号通路之间相互作用，共同产生有效的免疫反应。

实验研究

一些研究已证实，在猪肺炎支原体灭活疫苗中添加一种特殊的佐剂-J5，对猪肺炎支原体的保护具有更为显著的效果。据研究结果显示，动物接种这种疫苗再感染病原后，机体的全身免疫反应和局部免疫反应（即IgA反应）都得到显著改善，促炎细胞因子的产量降低，猪肺炎支原体病原的排泄减少，同时肺部的病变程度明显变轻。除了疫苗的毒株起作用以外，这种特殊的佐剂成分（J5）也起着重要的作用。

这种佐剂成分（J5）是由Ceva动物健康公司研发，是从J5大肠杆菌中提取的，经优化的无毒性细菌脂多糖（LPS）所做成的水包油型佐剂。脂多糖（LPS）可通过激活巨噬细胞和其他抗原提呈细胞来刺激机体的先天免疫反应。猪肺炎支原体的脂蛋白抗原结合到水/油界面上，这可促进抗原提呈细胞（APCs）的摄取。机体免疫系统的各种隔间的级联刺激，诱导产生大量的抗体和细胞介导的免疫反应。这样的结果是能够激发机体产生有效的抗原识别、主动的免疫反应和长时间的免疫记忆，从而使机体对猪肺炎支原体具有更为全面的保护。在体外研究中，通过测量氧化迸发反应发现J5细菌脂多糖（LPS）可强烈地刺激单核细胞的活性。活性氧（氧化迸发）常常作为白细胞激活的一项指标。

J5细菌脂多糖（LPS）成分

最近的一项研究评估了含有J5细菌脂多糖（LPS）成分的猪肺炎支原体疫苗对仔猪的保护效果。在研究中，一组猪接种含J5细菌脂多糖（LPS）佐剂的猪肺炎支原体疫苗（J5 LPS试验组）；另一组猪则接种含矿物油而不含J5 LPS佐剂的猪肺炎支原体疫苗（普通疫苗试验组）。未接种疫苗的猪作为阳性对照组。疫苗接种18 d后，所有试验猪用猪肺炎支原体强毒进行攻毒。攻毒28 d后，解剖实验动物，并对肺部进行评分。

研究结果显示，与普通疫苗试验组相比，J5 LPS试验组具有更强的体液免疫免疫反应和特定的细胞免疫应答。肺部病变评分结果表明，两组接种疫苗的试验猪要比阳性对照组（未接种疫苗）试验猪的支气管肺炎的病变程度显著更低（P＜0.05）；而J5 LPS试验组与其他两组试验组相比，其肺部病变记分最低。

结论

上述这些研究证实，J5脂多糖（LPS）作为一种免疫增强型佐剂对猪肺炎支原体的防控具有积极的作用，诱导机体产生更坚强的免疫应答，同时保护猪群受病原感染后支气管肺炎的发展。由于J5 LPS连同高水平的抗体，机体的免疫功能，特别是细胞免疫功能显著增强。另一方面，免疫增强使得肺部病变的评分降低。总而言之，合适的猪肺炎支原体毒株结合这种免疫增强型佐剂（J5 LPS）对于一些仍存在猪流行性肺炎问题的地区来说，是一种控制疫情的有效的解决方案。