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禽巴氏杆菌病疫苗研究进展

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摘要:综述了国内外禽巴氏杆菌病疫苗的研究现状和趋势,对禽巴氏杆菌病灭活疫苗、弱毒活疫苗、亚单位疫苗、免疫复合物疫苗、基因疫苗等的研究进展进行了概述,重点阐述了禽巴氏杆菌病亚单位疫苗和基因工程疫苗等新型疫苗的研究进展,为进一步研究和开发新的禽巴氏杆菌病疫苗,从而有效控制禽巴氏杆菌病提供了一定的参考。

关键词:禽巴氏杆菌病;多杀性巴氏杆菌;疫苗;免疫

中图分类号:S855.1+2 文献标识码:B 文章编号:1007-273X(2012)12-0014-03

禽巴氏杆菌病又名禽霍乱,是由多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)引起的主要侵害鸡、火鸡、鸭、鹅等禽类的一种接触性败血性传染病,呈世界性分布,是严重影响养禽业发展的主要细菌病之一。该病急性病例主要表现为突然发病,黏膜、浆膜和脏器出血,脾脏和肝脏肿大并有灰白色坏死点;慢性病例多在肝脏等局部发生坏死性病灶或炎性病灶。感染家禽采食量下降,生长减缓或产蛋率急剧下降,死亡率通常是20%~30%或更高;感染后存活的家禽生产性能下降,而且存在带毒隐性传播的风险,给养禽业造成巨大的经济损失。

目前预防控制禽巴氏杆菌病主要以抗生素为主,仅少数鸡场使用疫苗。大量抗生素的预防和治疗容易产生抗药性,且应用时间较长时对禽体尤其是泌尿系统产生明显毒副作用。疫苗免疫预防是防控该病的主要趋势,目前研究或使用的主要有以下几种疫苗:灭活疫苗、弱毒活疫苗、亚单位疫苗、免疫复合物疫苗及基因疫苗。

1 灭活疫苗

常规灭活疫苗采用禽多杀性巴氏杆菌标准株或从疫区分离鉴定的菌株中筛选出毒力强、免疫原性好的流行菌株来制备全菌灭活疫苗,其安全性较好,不存在毒力返强等风险,特别是利用流行菌株制备的灭活疫苗对流行区域进行针对性地免疫预防,具有良好的免疫效果。

灭活疫苗分2种:一种是在体外进行细菌培养,收获菌液灭活制备常规灭活疫苗。由于是禽多杀性巴氏杆菌在体外的培养基中培养不能很好地产生交叉保护因子,所以这种灭活疫苗只能对相同血清型菌株感染有免疫效果。另一种是采用禽多杀性巴氏杆菌接种鸡胚或感染青年鸡,收获鸡胚组织或鸡脏器组织制备组织灭活苗,免疫效果显著高于人工培养基培养制备的常规灭活苗。其突出优点是对鸡安全,效力较高,免疫鸡总保护率为76.9%,免疫期达 4个月[1]。戴鼎震等[2]以禽多杀性巴氏杆菌C48-1强毒株接种鸡胚,收集死胚制备灭活油乳苗,免疫鸡和鸭4周后用异源血清型禽多杀性巴氏杆菌P1059菌株攻击,发现组织灭活油乳苗对免疫动物可提供90%以上的保护率。该种方法制备的灭活疫苗免疫效果好、免疫谱广。Galdiero等[3]发现活体培养的Pm具交叉保护特性,在细胞壁上存在一种交叉保护因子,该因子的化学成分为蛋白质,能抵抗异源血清型Pm对禽体的攻击。

2 弱毒活疫苗

禽巴氏杆菌病弱毒疫苗是利用筛选自然弱毒株、人工培养致弱菌株研制而成。随着基因工程技术的发展,人们从分子水平进行细菌部分基因改造,人工缺失某些毒力因子部分片段,使其毒力减弱,构建弱毒活疫苗候选菌株,这是细菌弱毒活疫苗研究的新方向。王文科等[4]、孙继强等[5]、刘学贤等[6]分别从临床分离菌株筛选出了禽多杀性巴氏杆菌弱毒株,左婉顺等[7]通过物理诱变方法致弱获得了禽多杀性巴氏杆菌B26-T1200弱毒菌株,分别以各自的弱毒株制备弱毒活疫苗,并进行安全性试验、免疫效力试验、交叉保护性试验、保存期试验,发现弱毒活疫苗具有免疫力产生快,免疫原性好,近期平均保护率较高,免疫谱较广以及生产成本低等多方面优点。虽然弱毒疫苗具有一定的交叉保护性,但其安全性问题仍不容忽视[4]。

3 亚单位疫苗

荚膜、外膜蛋白、脂多糖及交叉保护性抗原因子等是禽多杀性巴氏杆菌重要的毒力因子,也是主要的免疫原,以这些毒力因子作为抗原研制成亚单位疫苗是当前研究的热点。

荚膜是Pm的一种保护性抗原,可诱导机体产生一定的保护性免疫反应。Pm的强毒菌株都有荚膜,弱毒菌株一般都无荚膜。利用荚膜制备的亚单位疫苗既保持了病原菌株的免疫原性,又不存在强毒菌株的安全隐患,是较好的疫苗候选抗原。吴彤等[8]提取Pm的荚膜物质进行免疫原性试验,证实Pm的荚膜物质具有良好的抗原性,并研制出来禽巴氏杆菌病荚膜多糖菌苗。步恒富等[9]证实荚膜中含有保护性抗原蛋白成分P1。

外膜蛋白是禽多杀性巴氏杆菌重要的免疫保护性抗原。Lee等[10]发现以OmpH免疫小鼠后可抵抗Pm强毒的攻击。曹素芳等[11,12]通过原核表达强毒株的C48-1外膜蛋白OmpH,制成油乳剂亚单位疫苗,免疫鸡可诱导鸡体产生特异性抗体,能抵抗强毒菌株C48-1的致死性攻击,免疫保护效果优于禽多杀性巴氏杆菌病弱毒活疫苗。Sthitmatee等[13]利用表达性巴氏杆菌P-1059强毒株外膜蛋白Cp39制成亚单位疫苗,免疫鸡能抵抗强毒菌株多杀性巴氏杆菌P-1059(A:3)攻击,保护率达60%~100%,还可以抵抗X-73(A:1)强毒株的攻击。Luo等[14]表达及纯化了禽多杀性巴氏杆菌X-73 OmpH蛋白,并用于免疫保护试验,结果表明外膜蛋白H只对同型多杀性巴氏杆菌有保护作用。Boyce等[15]对不同血清型多杀性巴氏杆菌荚膜的生物合成、基因结构及其功能进行了分子水平的研究,结果表明不同血清型多杀性巴氏杆菌的荚膜与其致病性及免疫保护性相关。Tatum等[16]研究表明,利用外膜蛋白FhaB制备的亚单位疫苗免疫火鸡,能产生较高的免疫保护。

脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础,能够诱发体液免疫,因此被认为是一种保护性的抗原。研究表明从血清型为A的菌株中分离到的LPS制备的单克隆抗体具有调理小鼠巨噬细胞吞噬能力的作用,强毒攻击后可为试验动物提供部分保护力。崔卫涛等[17]原核表达禽多杀性巴氏杆菌脂蛋白plpE免疫小鼠,第2次免疫2周后,用菌株攻毒即获得了100%保护,表明该蛋白具有良好的免疫原性。

用体外培养制备的灭活苗免疫时,对异种血清型菌株的攻击不能产生有效的保护作用,而禽霍乱康复禽和接种禽霍乱弱毒苗的家禽能够获得对异型菌株攻击的保护力,表明Pm在体内表达的某些抗原在交叉免疫保护中起着重要作用[18],把这些能够诱导交叉保护作用的抗原称为交叉保护因子(CPF)。通过对Pm交叉保护因子的免疫原性及保护性研究,使得开发Pm外膜蛋白疫苗成为可能。

4 免疫复合物疫苗

免疫复合物疫苗又称抗原抗体复合物疫苗、治疗性疫苗,是指由特异性高免血清或抗体按照适当比例与相应抗原混合而成的疫苗,兼有治疗作用。此种疫苗不但能抵抗病原微生物引起的持续性感染,而且还能突破母源抗体干扰,是可以在孵化期内接种的比较安全的疫苗,其安全性好(可用于胚胎免疫和强毒株制备疫苗),免疫保护率高,免疫效果好。崔卫涛等[17]用大肠杆菌表达的禽多杀性巴氏杆菌重组蛋白plpE作为抗原,与用该蛋白做抗原免疫鸡制得的血清配制成不同比例的免疫复合物免疫白羽肉鸡,5周后用禽多杀性巴氏杆菌C48-1株进行强毒攻击,试验结果表明免疫后所获得的抗体水平和攻毒保护率较高,近期保护率可达90%。

5 基因疫苗

基因疫苗又称核酸疫苗或DNA疫苗,被称为继灭活疫苗和弱毒疫苗、亚单位疫苗之后的“第三代疫苗”,具有广阔的发展前景。将一种抗原基因重组到表达载体,直接或经包装注入动物体内表达出相应抗原,诱导机体产生免疫应答。宫强等[19]成功构建了禽多杀性巴氏杆菌OmpH DNA疫苗,该疫苗可诱导免疫小鼠产生较强的体液免疫和细胞免疫及较好的保护效果。

6 小结

该研究综述了传统禽巴氏杆菌病疫苗的研究进展。从禽巴氏杆菌病的防控趋势来看,人们对食品安全越来越重视,禽产品药物残留问题越来越受到关注,抗生素的使用将会受到严格的限制。疫苗及环境控制将成为防控禽巴氏杆菌病的关键技术,尤其是安全、免疫效率高、免疫谱广的亚单位疫苗和基因工程疫苗等新型疫苗研究与开发面对当前禽巴氏杆菌病的防制具有重要意义。每个禽场应根据当地流行菌株的特点,选择抗原匹配性好的新型疫苗,因地制宜科学制订免疫程序,结合环境控制等生物安全技术,制定禽巴氏杆菌病的综合防控措施。

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