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6种猪瘟基因工程疫苗的最新研究进展

2018-02-16

畜牧兽医科技信息 2018年10期
关键词:基因工程克隆抗原

王 君

(山东省高密市畜牧局,山东 潍坊 261500)

猪瘟是由猪瘟病毒引发的一种高传染性、高致死率的急性传染病,我国每年因猪瘟的直接经济损失高达数亿美元。传统的预防和控制猪瘟的技术主要以疫苗接种的防治手段为主,但是与猪瘟感染猪和免疫猪难以区分,C株弱毒可引发垂直感染,继而导致免疫失败。因此,需要研制新型、安全、高效和具有区分感染猪和免疫猪的疫苗。分子生物学技术与基因重组技术的发展,基因工程疫苗的研究得到深入发展。基因工程疫苗的应用对猪瘟的防控具有重要意义。

1 基因工程亚单位疫苗

通过基因重组技术,将猪瘟病毒保护性抗原基因在受体细菌或特定细胞中进行高效表达,大量获得保护性抗原蛋白,并与相关佐剂联合制成的疫苗即为基因工程亚单位疫苗。E2蛋白是猪瘟病毒主要保护性抗原,注射病猪以后,产生中和抗体,对猪瘟病毒进行免疫清除。研究发现,20μg重组E2蛋白即可诱导猪应对100×LD50猪瘟病毒的进攻。E2蛋白的表达受体细菌或细胞包括:用杆状病毒、昆虫细胞、亚麻芥种子。除此以外,亚单位疫苗佐剂的研究亦取得了较大成果。如E2蛋白与黄芪多糖联合使用的亚单位疫苗,能通过提升血清免疫球蛋白的表达,而促进猪瘟抗体的生成,最终增强仔猪免疫力。肽胸腺肽(α-1)与E2重组表达形成的亚单位疫苗可以显著增强猪免疫反应和特异性淋巴细胞功能。

2 核酸疫苗

核酸疫苗可以分为两类,即DNA疫苗和甲病毒复制子载体DNA疫苗。DNA疫苗是一类将含有病原微生物特定抗原基因的重组载体直接导入动物体内进行超表达,然后使机体产生特异性免疫响应的疫苗,其免疫原性和安全性较传弱毒统疫苗更高。能表达猪瘟病毒关键保护性抗原E2蛋白的重组质粒即为猪瘟DNA免疫疫苗。研究表明,将含有E2基因全长cDNA序列的真核表达质粒pCI-gp55免疫猪,单次免疫量为200μg可以使猪机体对致死性猪瘟病毒产生特异性免疫应答,免遭其攻击。甲病毒复制子载体DNA疫苗是一种基于RNA复制子的新型疫苗,目前常用的病毒载体有SemLiki Forest virus(SFV)和Sindbis virus(SINV)衍生的DNA/RNA载体。研究发现pSFV1CS-E2疫苗,100μg的剂量免疫两次(间隔3周),即可抵抗猪瘟强毒的致死性攻击。但该类DNA载体可导致转染的细胞发生局部和瞬时凋亡,有潜在的安全问题,需要对该类疫苗进一步安全评估。

3 活载体重组疫苗

猪瘟活载体重组疫苗是利用重组DNA技术将猪瘟病毒的抗原基因克隆到能活的载体病毒中,使外源性病毒蛋白得以表达,并制备获得活载体重组疫苗。目前常用的病毒活载体包括痘病毒、猪伪狂犬病毒、腺病毒、逆转录病毒等。当前开发的猪瘟活载体重组疫苗有:rSPV-E2鸡痘病毒活载体重组疫苗、rPRVTJ-delgE/gI-E2猪伪狂犬病毒疫苗、rPRVTJ-delgE/TK-E2二价疫苗、rAdV-E2重组腺病毒活载体疫苗,CP7-E2alf牛腹泻病毒活载体疫苗已被欧盟官方授权批准上市,可有效防控规模化养猪场猪瘟的流行。

4 基因缺失弱毒疫苗

通过基因敲除技术缺失或突变病毒基因组中与病毒毒力相关,而与病毒复制无关的基因,得到的病毒毒力减弱的基因工程疫苗即为基因缺失弱病毒疫苗。目前已研制成功的基因缺失疫苗有 Npro、E0、E2、Erns、NS3 基因缺失弱病毒疫苗,并通过试验证明该类疫苗安全有效。

5 全长感染性cDNA标记疫苗

利用反转录技术将标记基因替换或克隆到弱病毒全长cDNA中获得重组病毒,即为全长感染性cDNA标记疫苗,该疫苗可显著区分感染和疫苗免疫的猪群。RT-PCR技术克隆抗原基因的cDNA片段是该疫苗的核心。如研究表明,通过RT-PCR克隆得到弱猪瘟病毒株LOM基因组的8个cDNA片段,并构建存在8个碱基突变的全长cDNA克隆Flc-LOM,然后将Flc-LOM进行肌内免疫14d后,检测到猪瘟病毒特异性中和抗体,并使免疫猪免受强毒猪瘟病毒株SW03的致死性攻击。

6 合成肽疫苗

利用重组DNA技术,根据病毒基因组序列逆向编码的病原蛋白质氨基酸序列,然后进行人工合成,并与相关佐剂偶联而制得的一类疫苗,称为合成肽疫苗。研究发现,根据相应的氨基酸序列,合成的E2糖蛋白的两个B细胞线性表位RE2-A和RE2-B,进行偶联,获得了多表位疫苗RE2-BA。两次免疫动物均产生中和抗体,并免受强毒猪瘟病毒的攻击。合成肽疫苗是一类新型基因工程疫苗,虽然起步晚,但是由于安全性高、免疫效果好,应用前景广泛。

目前,防控和净化猪瘟的主要方式仍以接种传统疫苗为主,但是,传统疫苗不能有效区分免疫和非免疫猪,而新型基因工程猪瘟疫苗既能提升免疫原性,增强疫苗安全性和稳定性,更能显著区分野毒感染和疫苗免疫,对特定病毒的防控更具有特异性,且低廉的工艺和生产成本,使新型基因工程疫苗在猪瘟的防控方面发挥巨大作用。

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