家畜布鲁氏菌病疫苗研究现状

徐锦凤,杨 琨,张开礼

武威职业学院,甘肃 武威 733000

0 引言

布鲁氏菌病是由布鲁氏菌引起的人畜共患传染病,家畜感染后会导致流产、死胎等[1]。随着人们生活水平的提高,牛、羊等家畜流通广且数量大,大多数养殖农户缺乏防疫知识,对布鲁氏菌病认识不足,加之养殖环境参差不齐,生物安全控制措施不得当,使得布鲁氏菌病的发病率呈上升趋势,给该病防治工作带来困难[2]。家畜布鲁氏菌的预防与控制对养殖业的发展非常重要,而疫苗接种是控制该病最有效的方法,可将布鲁氏菌病的扩散抑制到最低水平[3]。目前,布鲁氏菌疫苗主要分为灭活疫苗、减毒活疫苗、DNA疫苗、蛋白质亚单位疫苗、活载体疫苗、合成肽疫苗等。文章主要介绍布鲁氏菌相关疫苗的研究现状及其保护效果。

1 减毒活疫苗

目前对家畜免疫的减毒活布鲁氏菌疫苗有S19、Rev.1、M5、B.abortus RB51和猪种S2[4]。有研究发现,可用于牛的Rev.1比S19具有更好的保护作用[5]。疫苗株S2对牛布病具有很高的保护率,但对怀孕母羊抗羊种布鲁氏菌感染的效力低于羊种Rev.1疫苗[6]。但不足的是,这些减毒光滑布鲁氏菌疫苗仍存在毒力较强的风险。由于安全性方面的问题,一些较新的基于毒力基因缺失的毒株成了新型减毒活疫苗研究的热点,例如磷酸甘油酸激酶缺失株(Δpgk)、磷酸葡萄糖变位酶缺失株(Δpgm)、锌摄取系统缺失株(ΔznuA)和糖基转移酶缺失株wbkA(ΔwbkA)。这些疫苗在保护水平上表现出高度的变异性,取决于每次实验中使用的疫苗类型、给药途径、剂量或攻毒时间。

2 DNA疫苗

现有的减毒疫苗株的使用对动物和人类安全问题存在威胁。为获取安全有效的候选疫苗,相关研究范围扩展到了DNA疫苗。DNA疫苗是将目的抗原基因插入到载体中形成的重组载体,作用于动物体内并表达天然抗原,刺激机体发生免疫应答,从而起到免疫保护的作用[7]。常用的布鲁氏菌DNA疫苗,如BLS、Cu-Zn超氧化物歧化酶(sodC)、L7/L12、Omp16或基于BCSP31-SOD-L7/L12的组合DNA,这些疫苗允许单个或多价抗原的表达,诱导强烈的Th1型免疫反应,从而有效地消除感染的病原体,已被证明对BALB/c小鼠具有保护作用[8]。

此外,基于基因组岛 3(GI-3)开放阅读框的DNA疫苗也是当下研究的热点。GI-3是存在于流产布氏杆菌、羊种布氏杆菌和绵羊种布氏杆菌染色体I上的一个离散DNA片段。研究发现：从牛种布鲁氏菌基因组岛3(GI-3)中获得了一些DNA疫苗设计的抗原候选基因,该基因编码多个开放阅读框(ORFs)与诱导Th1型和细胞毒性T细胞介导的免疫应答有关,参与该病原菌的胞内存活和毒力,这些DNA疫苗在小鼠模型中具有较高的免疫原性和保护作用,可作为流产布鲁氏菌安全有效的候选疫苗[9]。具体试验研究如表1所示。

表1 牛种布鲁氏菌GI-3 ORFs功能的试验研究

3 蛋白质亚单位疫苗

常见的蛋白质亚单位疫苗包括重组蛋白 L7/L12、多种外膜蛋白(Omp16、Omp19、Omp28等)、Bp26、周质结合蛋白P39和周质肽顺反异构酶SurA等。L7/L12蛋白属于核糖体蛋白,为重要的免疫抗原,布鲁氏菌 L7/L12 蛋白能特异性刺激感染动物激活T 细胞,进而高表达INF-γ,起到保护作用[10]。因此 L7/L12 蛋白可作为潜在的布鲁氏菌新型疫苗候选抗原。

4 活载体疫苗

目前,许多弱毒疫苗载体已被证实具有较高的安全性。布鲁氏菌保护性抗原通过活疫苗载体异源表达,为各种抗原提供了新的有效表达途径。以大肠杆菌、沙门氏菌等作为载体,递送多种布鲁氏菌重组蛋白抗原到小鼠体内能够产生较好的免疫效果。大肠杆菌递送布鲁氏菌BP26蛋白后能够诱导淋巴细胞的大量增殖,同时释放IFN-γ。减毒沙门氏菌表达布鲁氏菌的L7/L12和嘧啶合成酶融合蛋白,减毒的猪沙门氏菌表达流产布鲁氏菌保护性抗原BCSP31,这类重组活疫苗对布鲁氏菌的抵抗能力明显优于重组蛋白,但是与布鲁氏菌活疫苗104M相比,保护力相对较低[11]。

5 合成肽疫苗

目前,布鲁氏菌合成肽疫苗有望成为一种新型的相对安全的动物免疫疫苗。 该疫苗成分主要为人工合成的含免疫决定子且具有免疫功能的短肽,与载体连接后加入佐剂制成。但是当前合成肽疫苗的保护力并不理想。

当前,布病疫苗种类虽多样,但其免疫效果及安全性参差不齐,具体情况如表2所示。

表2 布鲁氏菌病疫苗种类及特性

6 结束语

布鲁氏菌病在全球范围内一直是危害较大的人畜共患疾病,严重影响动物健康,尤其是牛羊的健康,甚至会对人类健康造成重大威胁。纵观全球历史,布鲁氏菌病的净化和防控一直难有较大成效。我国作为农业大国,畜牧养殖基数庞大,尤其牛羊养殖密度大,导致阳性牲畜基数较大,采用扑杀方式成本极大,难以实现布病净化。鉴于此,我国牛羊养殖业中及时做好布鲁氏菌病的筛查和预防工作则显得尤为重要。现有的减毒活疫苗S19,RB51、Rev.1、S2、M5等虽然在一定程度上能够抵御布鲁氏菌野毒株的感染,但仍存在毒力返祖现象。DNA疫苗、重组蛋白疫苗、活载体疫苗等亚单位疫苗虽有效提高了对接种动物的安全性问题,但必须依赖于免疫佐剂和适当接种途径来发挥其免疫效果,而且,亚单位疫苗的免疫保护力相对较低,需要加强免疫或加大剂量来提高免疫保护力。因此,强化监测并及时实施疫苗免疫是当前布病防控的最佳策略。