文/圖 謝少霞 朱煒斌 鄒偉斌 穆光慧 齊冬梅 水產病害的暴發現已成為了漁業發展的瓶頸,魚用疫苗不僅能有效解決水產病害的發生,還能解決各種藥物殘留帶來的食品安全問題和環境污染問題。病毒病具有侵染性強、致死性高等特點,病毒病近年來在水產病害中的比重越來越重。本文對國內外魚用病毒疫苗的商品化新動態進行介紹,對國內外各類減毒活疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗、合成肽疫苗及DNA疫苗的研究進展進行綜述,為我國魚用病毒疫苗的發展提供一些思路。 相對于人用疫苗和獸用疫苗,水產類疫苗的研究起步較晚。1942年,Duff等通過注射和口服方式來免疫硬頭鱒,這是世界上出現的第一個商業化的疫苗。20世紀70年代,歐美鮭魚工業化養殖產生的重大傳染性病害促進了歐美各國積極開發推廣魚用疫苗,以減少抗生素的運用。自1976年魚類疫苗第一次在美國獲準生產開始,全球商業化的魚用疫苗已達140種。我國魚用疫苗研究相對滯后,早期的草魚出血病組織漿滅活疫苗正式開啟了我國魚用疫苗研制的歷史,2011年3月,草魚出血病活疫苗(獸藥生字(2011)190986021)的生產和使用,推動著我國水產疫苗的產業化進程。據不完全統計,我國主要針對魚用疫苗27種病原的相關研究,涉及10種病毒類病原。病毒病具有傳染性強、致死性高、侵染動物體后在宿主內復制,抗生素對其作用小等特點,嚴重危害魚類養殖業,一旦暴發病毒病將引起魚類大規模的死亡,因此開發魚用病毒疫苗勢在必行。 一、商業化魚用病毒疫苗 迄今為止已報道可引起魚用病毒病的病原有上百種,常見的有虹彩病毒屬(流行性造血器官壞死癥病毒、傳染性脾腎壞死病毒、真鯛虹彩病毒、淋巴囊腫病毒)、皰疹病毒科(錦鯉皰疹病毒、斑點叉尾鮰病毒、鯉魚痘瘡病毒鮭魚皰疹病毒、馬蘇大馬哈魚病毒)、彈狀病毒科(鯉春病毒血癥病毒、傳染性造血器官壞死病病毒、行動性出血敗血癥病毒、鱖彈狀病毒)、呼腸孤病毒(草魚呼腸孤病毒)、雙節段RNA病毒(傳染性胰腺壞死癥病毒)、野田病毒科(病毒性神經壞死病毒)和正黏病毒科(傳染性鮭魚貧血癥病毒)。 現就全球已經商業化的魚用病毒疫苗的使用情況做一概述,主要以國外鮭魚為代表的魚類疫苗為主,詳見下表1。 注:表格引自《魚用疫苗發展現狀及趨勢》(2014,吳淑勤等) 二、疫苗的類型 魚類病毒疫苗按照制備方式分為減毒活疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗、合成肽疫苗及DNA疫苗。 1、減毒活疫苗 減毒活疫苗是一類將經特殊的培養方法獲得毒力減弱或無致病力但具有免疫原性的毒株制備的疫苗。減毒活疫苗可以在宿主體內繁殖經體液免疫刺激機體產生抗體,同時通過細胞免疫抵抗病毒的入侵,對機體的免疫系統一直都有免疫刺激作用。 Fryer等從虹鱒魚分離出的IHNV病毒株接種STE-137細胞,傳代41代后減毒100倍成為減毒毒株,可以作為減毒疫苗候選毒株。不過后續試驗證明該減毒疫苗對虹鱒魚依然有毒性。Eléouët JF等也證實用經細胞馴化后無致病性的IPNV分離毒株對鮭魚沒有免疫效果。吳淑勤等研制的草魚出血熱弱毒疫苗免疫效果良好,是中國第一個獲得新獸藥證書的魚用弱毒疫苗。 減毒活疫苗的免疫效果好,免疫劑量小,并且不需要添加佐劑。但其不足之處在于可能出現毒株返強的現象、安全性差,并且由此導致在環境中失去控制等,這限制活疫苗的應用推廣。 2、滅活疫苗 滅活疫苗是指將病原體通過細胞培養技術放大培養后,利用化學方法將病原體滅活制備而成的疫苗。該疫苗依然保留了病原體的免疫原性,安全性評價較好,制備過程較為成熟,但是免疫持續期較短,需要重復接種,并且需要添加一定的佐劑以增強免疫效果。 研究表明用0.2%的福爾馬林在4℃滅活72h滅活制備IHNV滅活疫苗對虹鱒魚有很好的免疫效果,而且免疫效果從免疫后7d持續70d。Nakajima等用福爾馬林滅活的RSBIV疫苗能有效控制虹彩病毒病。RSBIV滅活疫苗現已在日本投入上市,成為了首個預防海水魚的病毒疫苗,主要宿主為真鯛魚、鰤魚屬和擬鲹魚。臺灣針對臺灣石斑魚虹彩病毒病研制了新的滅活疫苗,大陸針對ISKNV、RSIV的滅活疫苗現也進入了臨床階段。菲律賓的RGNNV滅活疫苗用于免疫褐點石斑魚,同時對其他海水魚類的NNV有很好的交叉免疫效果。 總的來說,通過一定劑量及反復的免疫,滅活疫苗對宿主有很好的免疫保護作用。智利、加拿大、美國及歐洲一些飼養高經濟價值的魚類的國家已經把接種滅活疫苗作為預防傳染性病害的重要方法,同時要求制藥企業獲得疫苗生產許可后才可以生產魚類病毒滅活疫苗,只有這樣滅活疫苗的生產使用才會更加規范。 3、亞單位疫苗 亞單位疫苗是除去病原中與免疫反應無關的成分,而保留有效免疫原成分制成的疫苗。亞單位疫苗要求對病毒的免疫保護基因的核酸序列及氨基酸序列有很好的前期研究,并找到編碼特定抗原基因的基因序列并進行克隆及表達。亞單位疫苗具有無傳染性、低成本大規模生產、生產技術相對單一,提高體液免疫等特點。 Gilmore等利用大腸桿菌首次表達傳染性造血組織壞死病毒G蛋白來增強虹鱒魚免疫力。用不同劑量及注射頻率注射大腸桿菌表達的NNV的病毒樣顆粒可用于預防GNNV,免疫4周后血清中抗體依然可以中和活病毒。用桿狀病毒表達IHNV和VHSV的G蛋白能夠刺激體液免疫、具有比原核表達更大的表達量,同時解決了原核表達的G蛋白由于沒有糖基化免疫效果不穩定的問題,因此可以用作亞單位疫苗的候選。由IPNV的VP2和VP3組成的病毒樣顆粒(VLPs)包含有病毒結構抗原表位、具有淋巴細胞和分泌抗IPNV抗體的強大增殖能力,IPNV的病毒樣顆粒可以用于制備IPNV亞單位疫苗。用桿狀病毒表達的NNV病毒樣顆粒對歐洲鱸魚有很好的免疫保護效果。大腸桿菌表達諾達病毒主衣殼重組蛋白recCP對大西洋比目魚的免疫保護效果顯著,可以用于作為預防諾達病毒的亞單位疫苗。 用微量免疫中和法證實大腸桿菌表達GCRV的VP5亞單位疫苗免疫草魚可以預防GCRV,ELISA方法也證實口服GCRV的VP5亞單位疫苗的保護率高達90%以上。 4、合成肽疫苗 用單克隆抗體中和蛋白的抗原表位的使用讓合成肽作為疫苗成為可能。一旦魚的T細胞和B細胞的抗原表位被識別,運用合成肽技術生產合成肽疫苗變為現實,并且具有質量穩定、沒有傳染性和易于生產等特點。合成肽疫苗的投入使用,必須建立在魚體對不同抗原免疫應答的機制深入研究,關鍵在于確定抗原決定簇中能促使機體產生免疫應答成分的氨基酸序列。Fridholm等證明原核表達的VP2蛋白與從病毒中分離純化的VP2蛋白利用兔子模型來在體外進行中和病毒實驗,兩者引起相同的免疫反應。 5、DNA疫苗 DNA疫苗又稱為基因疫苗或者核酸疫苗,是將編碼病原的抗原基因插入環狀的真核表達DNA載體中,經接種被宿主細胞攝取,從而轉錄表達出病原的抗原蛋白,刺激機體產生應答反應。魚類DNA疫苗通過肌肉注射進入魚體內被魚的肌肉細胞和單核細胞攝取,表達產生的抗原蛋白在肌肉細胞的MHC I或者抗原提呈細胞(APCs)的MHC I和MHC II的作用下修飾成內生源的抗原。1990年Wolff等首次提出后,DNA疫苗得到發展迅速,將引領未來疫苗的革命性發展,因此被稱為“第三代疫苗”。 由于缺乏有效的病毒疫苗及滅活疫苗生產成本居高不下等方面的因素,DNA疫苗是以后魚類病毒病疫苗的發展趨勢。1996年,首次報道了IHNV DNA疫苗的應用,通過使用含有IHNV G蛋白基因的質粒免疫虹鱒魚可以有效地預防IHNV。2005年,IHNV的DNA疫苗在加拿大獲得新獸藥注冊并廣泛推廣應用。用VHSV病毒G蛋白構建的DNA疫苗能夠誘導70%的虹鱒產生較高水平的免疫保護性。目前這兩種DNA疫苗已經廣泛的應用。de Las Heras AI等對IPNV的VP2基因進行藻酸鹽微球進行包裝成DNA疫苗,這一首次運用在大馬哈魚的DNA疫苗促使80%的大馬哈魚產生較高的免疫效果,同時一定程度地減少病毒的包裝及運輸。Zhang等通過構建pCN86的DNA疫苗對大菱鲆進行免疫,發現免疫后的大菱鲆對抵抗RBIC-C1有很好的效果,因此能夠廣泛地用于預防虹彩病毒腫大細胞病毒病。 盡管DNA疫苗的科學性得到驗證,但其發展過程仍面臨規范化等一系列的問題。美國食品藥品監督局FDA、歐洲藥品監督局EMA和世界衛生組織WHO都陸續地頒布相關DNA疫苗的指導意見,主要強調染色體整合外源DNA、DNA耐受能力和DNA疫苗是否會誘導自身免疫疾病等方面的相關問題。國際上對是否認定免疫DNA疫苗的動物為轉基因生物存在不同標準,因此有必要統一。若免疫DNA疫苗的魚被認為是轉基因生物,則必須對其進行標識,這將直接影響消費者的消費意愿。由于不確定DNA疫苗在魚體內以及環境中的影響,歐洲當局對于如何標識DNA疫苗免疫過的動物仍存在爭議。 三、討論 魚用疫苗的研發生產需要有完善生產線和GMP規程,魚用疫苗的申報審查非常嚴格,疫苗的申報均參照獸用疫苗申報標準,目前還無關于水產疫苗應用的管理規范,造成了魚用疫苗研究研發推廣相對滯后。 目前魚用病毒疫苗的研發存在巨大的困難的原因有以下幾個方面:魚用病毒疫苗的理論基礎薄弱,魚類免疫學及免疫系統機制、病毒的功能基因特別是抗原基因等研究和疫苗對機體的影響等基礎理論研究不夠;商業化魚用病毒疫苗的種類有限(絕大部分都是針對工業化程度非常高的鮭魚),魚用疫苗的相關知識普及率不夠,漁民對魚用疫苗的認可程度不高等。 在2016年全國漁業漁政工作會議上,農業部部長韓長賦部長“加快轉方式調結構,促進漁業轉型升級”的講話為以后魚類疫苗的審批申報推廣甚至是漁業的轉型發展提供了重要的指導依據,促進魚用疫苗的穩步發展。 憑借著扎實的理論研究基礎,人、獸用疫苗為人類征服惡性疾病及動物養殖事業提供有效途徑,因此可以借鑒人、獸用疫苗的研究思路,加快推進魚用疫苗防治水產病害的進程。通過開展病毒感染與致病相關功能基因的研究,從而闡明病毒感染與疫病暴發的細胞分子機理、病毒遺傳變異與感染宿主的免疫;分析病原侵染與環境變化對免疫相關基因表達,揭示宿主對病原侵染的應答規律;研發有效的疫苗導入途徑,剖析疫病防治的免疫學關鍵技術途徑,分析疫苗的免疫效果與宿主環境的關系,確定疫苗有效評價體系,開發出適用大力推廣的魚用疫苗,在此基礎上推出多價苗及偶聯苗,從而大大減少水產養殖業中病毒病的危害及藥物使用,確保產品質量的同時根本緩解水產養殖造成的環境污染,促進水產業的蓬勃發展。 (參考文獻略) |

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