猪蓝耳病
当前位置 :  
PRRS疫苗及疫苗接种:​弱毒活疫苗(MLV)是目前PRRS疫苗接种的标准

原标题:Vaccines and vaccination in PRRS


图片

引  言

图片


自20世纪80年代出现以来,猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)已成为造成养猪业经济损失最大的疾病之一。控制感染依靠四大支柱:生物安全、猪群管理、诊断监测及免疫。


第一批抗PRRS病毒(PRRSV)的疫苗于20世纪90年代开发并投放市场。很快,疫苗被发现是控制感染有效和必要的工具,但存在局限性。尽管疫苗能够减轻临床症状、降低经济损失,但接种疫苗的动物仍会感染。该病毒遗传和抗原的多样性、对保护力相关知识的匮乏、对异源保护性不明所以、并且该病毒在猪密集区广泛传播,这些都是追求更高效益的壁垒。此外,养猪业对疫苗价格的接受也限制了应用更先进技术开发新型疫苗。本文我们将回顾一些重点内容,有助于理解对当前疫苗的预期和未来疫苗的展望。


图片

当前可用疫苗的特点

图片


目前,大多市售的PRRSV疫苗是含或不含有佐剂的弱毒活苗(ML)。小众一些的是灭活疫苗(IV)。文献表明,有效的初次免疫需用活疫苗(1,2),灭活疫苗主要用于加强的目的(3)。然而,灭活程序和佐剂添加可能导致灭活苗效力不一。例如,Vanhee等(2009年)指出二乙烯亚胺(BEI)灭活苗能诱导中和抗体。Geldhof等(2012年)指出,BEI灭活自家苗或多或少可用于诱导一定的毒株特异性免疫力。其他作者(6)提出,当使用灭活疫苗时,佐剂对免疫力的产生发挥重要作用。


疫苗产品中PRRSV的致弱通过在非宿主细胞系中连续传代实现,产生在体内复制能力较低的变异株。致弱的具体机制尚不明确,这也成为开发绝对安全弱毒苗的一个问题。以往用于弱毒苗开发的一些策略也可应用于新疫苗(Wang等,2020年综述)。这些策略包括nsp1β、nsp4、nsp2TF和nsp2N的修饰、建立嵌合病毒、密码子反优化等。然而文献综述表明,特定PRRSV毒株的毒力至少与上述蛋白加上nsp2、nsp9、nsp10、GP2、GP3、GP5和M有关。总之,毒力很可能涉及多个基因,与复制、炎症反应的诱导或抑制,特异性免疫的产生和凋亡机制有关。目前,很难预见某一策略可作为通用之法致弱所有PRRSV毒株。


PRRS MLV要考虑的另外一点是,细胞培养表达病毒的替代受体。一方面,病毒适应替代受体可能有助于致弱,但另一方面,它也可能意味着其在宿主中复制能力降低,或其诱导的免疫反应与自然感染诱导产生的不同(强度或质量)。为克服这一问题,最近上市的一种疫苗以CD163转染细胞系生产(8)。尽管如此,总的来说,所有MLV在生产实际中的效力非常相似。


弱毒活疫苗(MLV)是目前PRRS疫苗接种的标准,能够代表大部分情况下的免疫应答模式,归纳如下。阴性感染猪接种MLV,很快产生抗体(7-21天),但这些早期抗体缺乏中和能力。中和抗体在4-5周后产生,一般而言,单次接种,中和效价低(1,9)。重要的是这些疫苗诱导的中和抗体是否能在生产实际中起到真正的保护作用。多项研究表明,针对某PRRSV毒株产生的抗体中和其它毒株的能力取决于至少四个因素,即接种的毒株、感染株对中和的敏感性、感染中可能发生的突变以及每头猪的特异性(10-13)。两项实验研究表明,同源中和抗体(滴度1:8-1:16)经被动传输,能够对母猪和仔猪同源感染模型起到保护作用。但无法预测疫苗诱导的中和抗体对特定野毒的实际保护度。我们一直在测试用商业PRRSV1 MLV接种获得的母猪血清,其中和西班牙流行数种PRRSV1毒株的能力。除MLV外,从未接触过其它PRRSV的初产母猪血清,在抗体滴度高于1:4时,无法中和目前流行的野毒。虽然样本量有限,但这些结果表明,疫苗诱导预产生的中和抗体在抗感染保护初期可能仅有次要作用。


然而,疫苗诱导的免疫刺激可能有助于继发体液反应,更快清除感染。有关PRRSV体液反应的效应机制,请参见Rahe&amp,Murtaugh(2017)的综述。


细胞介导的免疫常被认为是清除病毒感染所必须的。通常,使用ELISPOT技术测量病毒特异性干扰素-γ(IFN-γ)分泌细胞(IFN-γ-SC)的频率(1,9)。接种后进行检测,一般接种后3-4周结果显著。然而这些细胞的频率在数周内高低起伏,然后达到稳定(1,9)。细胞介导的反应可能是异源保护产生的一部分原因(1,10)。Correas等(2017年)测试了PRRSV 2分离株IFN-γ SC之间的交叉反应性,发现无论它们遗传差距如何,都存在广泛的交叉反应性。与保护力相关的细胞介导机制及其涉及的T细胞亚群尚不明确。Chung等(2018年)意外发现,痊愈于PRRSV的动物所产生的细胞毒性T细胞,属CD4+亚群。最近的另一项研究(19)表明,γδT细胞在淋巴系统抗PRRSV反应中可能发挥重要作用。我们最近跟踪了一组经疫苗接种的初产母猪(首次配种前接种2剂MLV),它们被送入PRRSV阳性场后,出现繁殖问题、胎盘感染,CD4+细胞中的IFN-γ-SC细胞频率较低。综上所述,这些结果都指向CD4+T细胞和γδT细胞是参与保护的主要T细胞亚群,且疫苗应答反应的个体差异也很重要。


初产母猪和经产母猪接种疫苗可有效减轻其临床症状(降低流产、死产率等),但无法完全防止垂直传播(20,21)。母猪疫苗接种的主要目的是减轻临床症状和经济损失,减少垂直传播的发生率。配种人员免疫计划的起点是初产母猪的疫苗接种。通常,初产母猪在首次配种前免疫两次MLV,确保进群前的免疫力。入群后,需加强免疫,以维持免疫力。一般来说,每三个月或四个月进行一次加强免疫(每年3-4次全群免疫),或者按照经典的6-60程序进行(即两剂,最后一剂在妊娠期第60天)。第一种策略的目的在于使群体产生均一的免疫力(所有母猪同一天接种),第二种策略的目的是在进入胎盘感染关键期(妊娠最后30天)之前加强免疫。然而,对于一些母猪,重复接种并不会导致抗体滴度显著增加(22)。另一项实验检测了经多次接种的母猪,在接种前、后的血清学结果(23)。经多次接种的母猪中,有3-19%在以MLV加强免疫后血清保持或转为阴性(ELISA)。在171只受检动物中,有5只(2.9%)的PRRSV特异性免疫反应无法通过ELISA、免疫荧光、病毒中和试验或ELISPOT检测到。作者怀疑在反复接种MLV后,一些动物可能不再应答或免疫无能。


在此必须强调,疫苗作为一种工具,必须与其它措施配合。如猪场不断由其它来源引入新PRRSV毒株,或场内实施连续生产,仅接种疫苗难以稳定猪场。因此,为取得成功,繁殖群的免疫程序需与恰当的生物安全策略和猪群流动管理相结合。隔离和PRRSV阴性精液必须纳入此类计划。


经证明,仔猪接种PRRSV1 MLV有望减少传播(经免疫的猪只R值降低)(24,25)。然而,这有几个前提。首先,这些结果来自实验条件下。动物接种疫苗后有数周时间建立免疫力。第二,每项实验仅用一个毒株攻毒,第三,动物在接种疫苗时体内无母源抗体(MDA)。考虑到在生产实际中,仔猪接种疫苗的窗口期非常短(一般都是在断奶前或断奶时),且接种疫苗和接触病毒的间期比上述实验更短,因此在生产实际中,这一做法能够阻断疾病传播的效力可能更低。事实上,Chase Topping等(2020年)表明,不同情况下,与未接种疫苗动物的R0值相比,接种疫苗的动物R0值更低,但不足以阻断接种疫苗动物间的传播。对于PRRSV2,尚未获得可减少其传播的证据。


母体抗体干扰仔猪免疫。数项研究(27,28)表明,免疫具有母源抗体的仔猪可能导致免疫反应(体液和细胞)部分阻断,并降低对攻毒的保护力。Balasch等(2018年)进行了一项实验,用MLV肌注接种带有MDA的1日龄仔猪。16头接种疫苗的猪中只有2头产生了中和抗体,对异源毒株攻毒具有保护力。作者得出结论,保护作用主要来源于疫苗接种产生的细胞介导免疫。


这种阻断的性质尚不完全清楚。同源或交叉反应抗体对病毒的中和可有效减少疫苗毒复制,降低抗原刺激,但这不是MDA阻断MLV最常见的机制。在其它模型中,非中和抗体也可被MDA阻断。这是因为阻断的主要机制是抗原抗体复合物同时与B细胞受体和FCγRIIB互作的交联结果(Nieswiek2014年综述)。因此,细胞介导的免疫通常很少受MDA影响(30)。


早期实验表明PRRSV MLV存在排毒(32)。事实上,关于PRRSV1和PRRSV2 MLV的研究表明,疫苗接种后,疫苗毒血症可持续3-4周,因此存在排毒风险(33,34)。在母猪妊娠晚期使用MLV可能导致垂直传播和仔猪出生时带有病毒血症(尽管这种传播不会对生产产生显著影响)。


PRRS MLV的广泛使用表明其安全性和成效超过了其潜在的副作用。然而疫苗排毒增加了病毒重组(35,36)或毒力返强的风险。因此,免疫MLV时需根据原理,遵循指导。免疫原则的一些关键之处包括:a) 仅感染群实施疫苗接种;b)在猪接触病毒前接种,避免对已感染的动物进行疫苗接种。为阻止繁殖问题暴发的全群紧急免疫例外;c)如更换MLV,为避免两种疫苗株在场内流行,需要等待期;d)通过RT-PCR和测序定期监视群体情况,有助于检测疫苗或疫苗衍生的病毒分枝;e)若PRRS发病率突然升高或毒力明显增加,必须深入调查。调查内容包括致病株的测序,评估与疫苗或疫苗衍生毒株的相关性。依据原理,合理使用疫苗,实施良好的监测计划,有助于最大限度地减少疫苗病毒重组的机会。


图片

未来发展

图片


过去几年,许多论文描述了其它PRRSV候选疫苗,包括亚单位疫苗、病毒样颗粒、嵌合构建体、nsp2缺失株等。不幸的是,到目前为止,没有一种完成商品化。开发能够广泛适用或至少能对大多数PRRSV1或PRRSV2毒株产生强免疫力的新疫苗困阻重重,主要包括:我们对保护相关性理解不完全,未明确相关T细胞和B细胞的所有表位,需要找到优质的佐剂或载体来增强免疫反应。


新的技术和方法可能有助于生产新型和更有效的疫苗。这方面的研究如火如荼。在较新的疫苗技术中,核酸疫苗无疑是冉冉升起的新星。SARS-CoV-2 RNA疫苗的成功将这项技术从研究对象变为日常话题。RNA疫苗技术的应用可能有助于开发针对某些病原的定制疫苗。对PRRSV而言,主要问题仍在于疫苗应选择哪一种或哪几种蛋白,关键表位和毒力的多基因性尚不明朗。其它策略可能涉及复制性或非复制性载体的使用。这些策略将面临类似的问题。也可另辟蹊径,使用PRRSV毒株诱导广泛反应性抗体:同样,我们面临的主要障碍是不完全了解这些广泛中和性抗体是如何产生的,以及个体反应和所选毒株的重要性。


此外,另一个重要的问题是产生有效免疫所需的时间及这种免疫力的持续时间。在流行重灾区,初产母猪一出隔离舍或断奶仔猪进入保育舍,几乎立即可接触到病毒。这意味着快速诱导有效的免疫力非常重要。实现有效免疫所需剂量数也很重要,这会拉长疫苗接种计划的时间和增加成本。最后,同样重要的是,新型疫苗应带来实际性的突破,提供更广泛的保护(哪怕是非消除性的)或提高免疫力(如动物接种后不再显著传播病毒给其它猪或被感染)。


目前,这些目标似乎仍很遥远。准确了解和识别保护相关因素和关键表位需要更多投入。广泛性中和抗体的产生和交叉保护性细胞免疫的机制仍待进一步探索。此外,个体遗传背景的作用和免疫反应的发生方面,仍需大量研究。


参考文献:略,可留言获取

×
上一篇控“蓝”有道!硕腾三色防控体系帮助有效防控PRRS!追踪新型PRRSV-2 L1C-1-4-4变体的进化史下一篇