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非洲猪瘟病毒之殇 非洲猪瘟疫苗研发之路

中牧生物 2019-08-07

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非瘟病毒粒子结构类似于虹彩病毒科,基因结构和复制方式类似于痘病毒科。ASFv不仅有庞大而复杂的基因组,还有很多保护层。
  2018年8月初,我国首次报告非洲猪瘟疫情。我国是全球养猪和猪肉消费第1大国,养殖密度高,养殖总量大,生猪年存栏6亿头,占世界猪存栏总量的50%。但我国生猪养殖水平参差不齐,养殖场等相关产业生物安全存在诸多漏洞。因此,ASF传入我国后,迅速传播,迄今,已在31个省市区出现疫情报告,防控形势严峻复杂。由于 ASF 可给养猪业造成毁灭性打击,因此,非洲猪瘟疫苗研究从未间断。但由于 ASFV 结构复杂,病毒感染和免疫机制不清,尽管针对 ASF疫苗的研究起始于20世纪60年代末,近年来报道也很多,但尚未成功应用于实际生产中。
 
疫苗研发之路
  
  一  非洲猪瘟病毒之殇
  
  非瘟病毒粒子结构类似于虹彩病毒科,基因结构和复制方式类似于痘病毒科。ASFv不仅有庞大而复杂的基因组,还有很多保护层。它能够躲避机体免疫系统监视与免疫反应,甚至能感染免疫细胞,更有超强的体外生存能力,致死率高达100%。因此,ASFv又被称为“动物界的艾滋病毒”。
  
  非瘟疫苗研制的第一大困难,在于ASFv具有多种(20种)基因型和过于复杂的基因结构,人们对ASFv的研究和认识还远远不够。ASFv能编码150到200个蛋白,但其中有50%的蛋白功能人们还没有弄清楚。“ASFv基因组成结构非常复杂,普通的病毒DNA只有10~20kb(kb,DNA长度单位),但ASFv的DNA有170~190kb。ASFv的DNA里面有腹膜细胞,使得耐受力很强,保护非常好,而且它的变异性又很高,(所以ASFv)并不是单一的病毒,而是一个非常复杂的病毒家族。”这是来自世界知名非洲猪瘟专家桑切斯.斯凯诺教授(西班牙国家暨世界动物卫生组织ASFv研究实验室主任)在研究了40年ASFv后得出的结论。
  
  另非洲猪瘟因很少产生中和抗体,所以,无血清型概念,但可以通过红细胞吸附试验,分成8个血清群,不同的血清群之间交叉保护力比较差,百年老病没有疫苗与此相关。
  
  1.免疫组织损伤:
  
  非洲猪瘟病毒主要感染猪的单核吞噬细胞和淋巴细胞,引起细胞坏死,进而导致机体免疫功能低下或不全,产生不完全中和抗体,与艾滋病病毒相类似。脾脏的红髓、边缘区、周围动脉淋巴鞘和巨噬细胞鞘以及淋巴结的副皮质区、滤泡间区和毛细血管后静脉坏死破坏,这些部位都含有抗原传递细胞,其破坏程度取决于病毒的毒力,毒力愈强,造成的破坏愈严重。研究表明:超强毒感染猪幸存10天后血清中仍测不出病毒特异抗体,而中等毒力毒株感染猪在感染后的 3~4 天可测出特异 IgM(仅提示近期感染,利于早期诊断), 6~ 7 天可测出特异IgG (主要的抗感染抗体)。
  
  2.抗原蛋白太多且易突变
  
  我国发现的非洲猪瘟有180kb的基因组,含有约150个开放阅读框,可编码150~200种蛋白质。目前确认的有24种基因型,其中,北非为Ⅰ型,东欧、高加索、俄罗斯、中国为Ⅱ型。本次中国非洲猪瘟疫情的毒株基因序列与格鲁吉亚2007株和俄罗斯伊尔库茨克2017株的相应序列完全一致。
  
  (1)不清楚哪些蛋白与免疫保护相关
  
  非洲猪瘟病毒编码的150多个蛋白质中,大致明确结构蛋白有50余个,其中,参与病毒复制的蛋白大约为30个,其他蛋白质的作用尚不明了。有人认为非洲猪瘟难以做出能产生有效中和抗体的疫苗,与该病毒基因组的高度变异性有关,其中,包括不同病毒分离株基因组长度的多样性,病毒克隆异质性以及病毒传代过程中的易变性。到目前为止 ,除针对相对分子量为 7.2×10 4的主要结构蛋白的单抗和针对相对分子量为 2.7×104的抗血清,具有一定程度的非典型中和作用外,尚未发现其他更为理想的保护性抗原。
  
  (2)抗原竞争:
  
  维努埃拉认为处于强势的非中和性抗原抑制处于弱势的中和性抗原,这种竞争抑制可以发生在不同抗原分子之间,也可以发生在同一抗原的不同抗原决定簇之间欲从如此众多的蛋白抗原中找出具有竞争抑制或中和作用的抗原实属不易。
  
  3.免疫逃避
  
  非洲猪瘟病毒直径175~215nm,基因组170~190kb(千碱基),是蓝耳病毒(15kb)的12倍,猪瘟病毒(12kb)的15倍,口蹄疫病毒(8kb)的24倍。病毒的基因组很大,抗免疫因子多、免疫逃逸路径很多。与痘苗病毒类似,痘苗病毒可编码可溶性白细胞介素 -1、γ-干扰素和肿瘤坏死因子“受体” ,这些可溶性受体:只含有位于细胞外的细胞因子结合部位 ,而缺少真正细胞因子受体的膜结合部位和与信号传递有关的细胞内尾部。因此 ,这些“受体”类似物能从病毒感染细胞释放到血流中去,在全身各处与细胞因子结合 ,以阻断相应细胞因子与其真正受体的结合,躲避宿主免疫监视。通俗的讲免疫逃避就好像警察抓小偷时,抓住了一个假小偷,而真小偷还在异地作案。
  
  目前,已经发现非洲猪瘟病毒编码类似于 T淋巴细胞吸附受体 CD2的蛋白质,由此 CD2类似物引起的 ASFV血吸附现象只不过是一种表象,而病毒编码该蛋白的真正目的是阻碍T细胞的吸附和激活,以此削弱宿主免疫应答中的细胞相互作用,降低免疫应答的等级。
  
  4.免疫抑制
  
  研究证实,只有活病毒才具有抑制效应,病毒复制旺盛期抑制效应最明显;所以,非洲猪瘟感染初期会出现反复发热,用药则吃停药则不吃,快的三五天,慢的十一二天才出现耳朵、皮肤发红发紫,拉血而死亡。
  
  非洲猪瘟弱毒株对~有丝分裂原(淋巴细胞多克隆激活剂,多数是凝集素类蛋白质,如刀豆素、植物血凝素等能够活化T细胞;脂多糖、葡萄球菌A蛋白能够活化B细胞)刺激,引起的淋巴细胞激活具有显著的抑制作用,且与病毒的剂量和作用时间呈正相关;而强毒株具有相反的作用 ,即具有促进有丝分裂原潜能和增强免疫球蛋白分泌活性的作用。
  
  5.木马机制:
  
  马卡洛夫等认为 ,该病毒的特殊靶细胞 (单核吞噬细胞 )表面、具有抗体 ( IgG)的Fc受体而有调理吞噬作用 ,从而给藏于病毒 -抗体复合物中的病毒以可乘之机进入靶细胞。这种“木马”机制类似于登革热等病毒感染。通俗的讲木马机制就好似警察抓了一群正在赌博的赌徒,而被抓的这些赌徒里面混了一个恐怖分子,跟随被抓获的赌徒进入警察局以后,结果把警察局给炸了。
 
非洲猪瘟病毒
  
  二  非洲猪瘟疫苗研发之路
  
  疫苗研制成功最重要的两个指标是要兼具良好的生物安全性和免疫有效性。由于ASFv基因突变疫苗(包括基因缺失疫苗)可以提供完全保护作用,因此是目前最具开发潜力的疫苗。
  
  2018年10月,硕腾公司被授予独家使用由美国康涅狄格大学研究发布的“基于MGF基因缺失的减毒非洲猪瘟疫苗”的专利。
  
  2018年12月,哈尔滨兽医研究所成功分离出中国第一个ASFv毒株,为中国ASFv疫苗研发奠定基础。2019年5月24日,哈尔滨兽医研究所自主研发的两个ASFv候选疫苗株被发现具有良好的生物安全性和免疫保护效果。目前,该所已建立两种候选疫苗的生产种子库,下一步将加快推进中试与临床试验。
  
  2019年4月26日,桑切斯.斯凯诺的研究团队于在《兽医科学前沿》上发表世界首个针对ASFv基因II型毒株的野猪口服疫苗。经试验证实,这种ASFv基因突变疫苗对欧亚野猪免疫有效率可达92%,且具有较高的安全性。该团队下一步将进行野猪实际免疫接种研究以及家猪免疫接种实验。
  
  2019年7月8日美国辉宝动物保健公司于当地时间8日宣布,在非洲猪瘟疫苗(ASF)的研发上取得重大进展,该公司正在申请专利保护。从辉宝中国业务发展部了解到,他们考虑将组建合资公司,后续可能将非洲猪瘟疫苗的生产地设在中国。
  
  近日,军事医学科学院扈荣良老师团队通过对构建非洲猪瘟基因缺失毒株的安全性和保护性研究,为生物疫苗的研究的打下了基础。
  
  三  理性看待非瘟疫情及非瘟疫苗
  
  1.非洲猪瘟真正造成重大经济损失的是恐慌性抛售:疫区大多数猪场都是一头母猪发病,有人说是非洲猪瘟感染,马上就把猪场内所有体重200斤以上的大猪抛售,不谈价格,只要给钱、落袋为安。
  
  2.造成疫情传播最直接的因素是运输车辆,和病死猪处理不当或不及时:疫区非洲猪瘟的推进路线非常清晰,一般都是先从路边的村庄发生,因最早发病的猪场病死猪随意堆放,很快整个村庄的猪场无一幸免。还有的猪场是刚卖完猪以后三四天就全场发病。
  
  3.做好生物安全是当前相对而言最合适的防控措施:综上所述,在没有完全弄明白非洲猪瘟编码的所有蛋白质的各自功能之前,无法做出完全放心的疫苗,所以,当前唯有做好生物安全才是正路。
  
  4.任何疫病都有一个由强转弱的演变过程:尽管暂时没有疫苗,也没有特效药物治疗,但猪自身会抵抗,何况,国外流行近百年,同样没有疫苗没有特效药,但国外的猪种也没有灭绝。一般疫情第一波攻击都相对比较猛烈,第二波攻击就相对势微,慢慢的就会演化为一个像高热病一样的常在病
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