非洲猪瘟疫苗研究进展

谷 玉

（内蒙古自治区动物疫病预防控制中心,内蒙古呼和浩特 010020）

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)引起猪的一种急性、多器官出血性传染病,是我国一类动物疫病,为世界动物卫生组织规定的A类传染病,对世界各国猪养殖业造成了严重破坏。最早的ASF报道于1921年的肯尼亚,随后该病在非洲各国传播。1957年,葡萄牙发现非洲猪瘟疫情,随后ASF在欧洲国家迅速传播。2018年,我国辽宁沈阳地区首次出现ASF疫情,经确认国内流行的ASFV-SY18毒株属于非洲猪瘟病毒基因Ⅱ型,p72基因片段与格鲁吉亚、俄罗斯和爱沙尼亚分离株核苷酸具有100%的同源性,表明国内ASF疫情与周边国家流行的ASFV具有密切关系[1]。中国统计局数据显示,2019年我国生猪存栏为5.44亿头,同比下降21.6%,猪肉产量4 255万吨,同比下降21.3%。由于国内生猪存栏量的显著降低,猪肉供给出现明显短缺,造成短时间内猪肉价格迅速上涨,从2019年2月的12.2元/kg涨至2020年2月的36.1元/kg。由此可见,非洲猪瘟疫情给我国养猪业造成了巨大影响。经过猪场ASFV监测、ASFV阳性猪的淘汰净化以及疫区封锁扑杀、禁止疫区生猪跨区域运输、禁止给猪投喂餐厨剩余物等措施后,国内非洲猪瘟疫情数量呈逐年递减趋势,国内非洲猪瘟疫情基本得到控制。但由于ASFV在环境中生存能力较强,并可通过粪便、蜱虫叮咬、气溶胶等途径传播,且有些感染猪只具有较强的隐蔽性,若猪场生物安全管理存在漏洞,可能会造成ASF感染并引发疫情,不利于ASF的防控。目前,较为理想的防控手段为ASF疫苗接种,但由于ASF疫苗研制仍存在较多问题,因此,全世界都没有商品化的ASF疫苗。本文对非洲猪瘟病毒疫苗的研究成果和疫苗存在的问题进行综述,以期为相关研究提供参考。

1 ASF灭活疫苗

早在20世纪60年代就有对ASF灭活疫苗的研究,但其防控效果并不理想[2]。此后,各国研究人员通过不同的方式对ASFV进行灭活,虽然部分灭活的ASFV可诱导仔猪出现特异性抗体,但在人工攻毒后,试验猪仍出现非洲猪瘟急性临床症状[3]。因此,ASFV灭活疫苗虽然具有抗原性,但不能刺激机体产生完全的免疫反应,这可能是灭活疫苗无法给免疫的猪提供免疫保护的原因[4]。

2 ASF减毒活疫苗

减毒活疫苗是基于非洲猪瘟病毒天然低毒力的毒株,或通过基因剪辑删除毒力因子而减毒的毒株研制的疫苗。有研究发现,从蜱虫中分离的非洲猪瘟病毒毒株或慢性感染猪体内的分离弱毒株可提供同源毒株的免疫保护力,但由于免疫保护效果有限和其他一系列因素,使得通过减毒方法并未研制出有效的ASF疫苗[5,6]。通过同源重组或CRISPR/Cas9基因编辑来设计非洲猪瘟病毒,构建特定的基因突变体可作为候选减毒疫苗的制备方法,虽然该方法十分有希望研制出ASF减毒活疫苗,但由于非洲猪瘟病毒较强的传播能力和基因突变等因素,可能导致疫苗毒株毒力增强或疫苗毒的传播。此外,接种后的减毒活疫苗虽然可诱导动物产生免疫保护,但免疫保护效果未达理想状态[7]。目前,制约非洲猪瘟病毒基因缺失疫苗研制的主要因素,仍是对非洲猪瘟病毒毒力相关基因和免疫逃逸机制的不明确[8]。今后,需要在解析更多非洲猪瘟病毒未知基因的生物学功能基础上,继续寻找基因缺失疫苗的最佳组合。

3 ASF亚单位疫苗

亚单位疫苗仅包含纯化的具有免疫原性的非洲猪瘟病毒抗原,这些抗原是非洲猪瘟病毒的一部分,可特异性刺激免疫系统产生特异性抗体。这些疫苗通常基于蛋白、肽或多糖,其含有可引发免疫反应的免疫原性表位。非洲猪瘟病毒有效抗原的筛选是制约亚单位疫苗研制的一个难题[9]。非洲猪瘟病毒感染家猪后无法诱导宿主产生中和抗体,但对恢复期猪血清的研究已发现几种非洲猪瘟病毒蛋白 (如 P30、P54、P72、CD2v、EP153R、P12、D117L和PP62)可能具有研制亚单位疫苗的潜力[10]。其中,P72、P30和P54被认为是在猪感染期间引起体液免疫的最重要抗原蛋白。P72和P54抗体可防止病毒吸附,而P30抗体可保留病毒内吞作用。这些发现促进了ASF亚单位疫苗的研发,然而,与非洲猪瘟病毒感染相关的抗体介导的中和作用仍存在争议。Galindo等[11]研究发现,非洲猪瘟病毒抗原蛋白无法保护动物模型免受非洲猪瘟病毒感染,且在攻毒试验中,也未表现出显著的免疫保护效果。虽然目前研制的非洲猪瘟亚单位疫苗免疫保护效果不佳,但由于亚单位疫苗成本低、保护程度相比其他类疫苗高,近年来ASF亚单位疫苗仍得到了广泛的研究。

4 DNA疫苗

DNA疫苗能够诱导细胞介导的CTL免疫反应,对预防非洲猪瘟病毒感染发挥了重要作用。与非洲猪瘟亚单位疫苗相同,P54和P30也是DNA疫苗的靶抗原[12],但用编码P54、P30蛋白的质粒DNA疫苗既不会产生中和反应,也不会产生T细胞反应,且在使用ASF疫苗毒攻毒后也未表现出保护作用[13]。用编码猪白细胞抗原SLA-Ⅱ与P54、P30融合的DNA疫苗构建的质粒接种猪后,试验猪产生了广泛的免疫反应,包括特异性抗体和T细胞,但在攻毒后未表现出免疫保护性[14]。

5 病毒载体疫苗

使用病毒载体构建的ASF疫苗可以引发体液和细胞介导的免疫反应。病毒载体是去除或用免疫原替换了毒力基因的疫苗,其可以抑制病毒的复制。此外,病毒载体可区分感染和接种动物,即病毒载体编码的免疫原可以用作疫苗标记。迄今为止,已成功构建了多种病毒载体ASF疫苗,但这些疫苗并未表现出较好的免疫保护效果。

6 小结

目前,ASF疫苗研发仍受许多因素的制约,如：①ASFV病毒结构复杂。ASFV是一种长链DNA病毒,其编码200余种氨基酸,且ASFV编码多种与免疫逃逸相关的蛋白,并具有针对宿主先天免疫系统的多种调节机制。且ASFV存在多种毒株的变异性,迄今已鉴定出24种ASFV基因型,多种基因型间的免疫保护作用不强。这些给疫苗研发带来了一定的难度。②缺乏可用于ASFV分离的细胞系。由于缺少可用于ASFV分离的细胞系,导致毒株的繁殖、储存及减毒活疫苗的研究十分困难。ASFV减毒活疫苗的研制依赖于可用于ASFV繁殖的传代细胞系,若使用原代巨噬细胞作为减毒活疫苗毒株培养的细胞,可能会存在细胞污染、价格昂贵、细胞数量有限等问题。③ASF疫苗的安全性。在前期的研究中,有部分疫苗已表现出较好的免疫保护效果,如基因缺失疫苗HLJ/18-7GD,但在后续的研究中发现HLJ/18-7GD在传代过程中出现了毒力增强现象,这可能会导致在后期应用中疫苗毒株感染猪发病。因此,在保证ASF疫苗可为易感猪提供足以抵抗ASFV感染的免疫保护效果的同时,疫苗的安全性也是评估ASF疫苗成功与否的关键因素。

虽然在过去的几十年,各国的研究人员都在致力于ASF疫苗的研发工作,并已取得了一定进展,但所研制的疫苗仍存在多种问题,导致至今无可用的商品化ASF疫苗。在未来的研究中,应加强对ASFV入侵机制、复制机制以及致病机制等基础理论研究,加深对ASFV的了解,进而为ASF疫苗的研发奠定基础,推动ASF疫苗的研发速度。