鸡卡氏住白细胞虫病疫苗研究进展

鸡卡氏住白细胞虫病能危害各个年龄段的鸡,对养禽业造成重大经济损失。本病主要通过药物来进行防治,但随着耐药性产生、药物残留、食品安全等问题日益突出,人们越来越重视对鸡卡氏住白细胞虫病疫苗的研究。本文主要就近年来在卡氏住白细胞虫病疫苗研究上取得的进展做一综述。

鸡卡氏住白细胞虫病又称“白冠病”,是由卡氏住白细胞虫寄生于鸡的红细胞、白细胞和内脏组织细胞内所引起的一种血孢子虫病。鸡卡氏住白细胞虫病多发生于 3~6 周龄雏鸡,发病严重,死亡率高;后备鸡感染率比雏鸡高,但是死亡率不高;而成年鸡的感染率最高,但死亡率较低,症状较轻。主要临床症状表现为鸡冠苍白,消瘦,拉水样白色或绿色稀粪,鸡发育受阻,成年鸡产蛋下降甚至停止,会对养鸡行业造成较大经济损失 [1,2,3] 。目前,本病主要通过药物来进行防治,但随着耐药性产生、药物残留较食品安全等问题日益突出,人们呼吁推出更安全有效的防治手段,因而卡氏住白细胞虫病疫苗的研究受到了重视,并取得了一定的成果。本文主要就近年来在卡氏住白细胞虫病疫苗研究方面取得的进展做一综述。

Morii 等 [4,5] 研究表明,感染卡氏住白细胞虫病恢复后的鸡对再次感染有较强的抵抗力。病愈鸡一般不会再出现“白冠病”症状,也不会死亡,这说明卡氏住白细胞虫具有较强的免疫原性,接种疫苗是预防卡氏住白细胞虫病的可行方法。卡氏住白细胞虫的抗原成分众多,子孢子、裂殖体、裂殖子、配子体和血清可溶性抗原等都具有抗原性,但是各抗原成分之间的抗原性差异较大,这为疫苗的研究带来了较大的困难 [2] 。目前为止,研究已从全虫疫苗的研制发展到了基因工程疫苗,包括亚单位疫苗和转基因植物疫苗,并取得了一定进展,为卡氏住白细胞虫病防控提供了新手段。

1、全虫疫苗

全虫疫苗是将病原体进行人工减毒、脱毒或灭活等处理后制成的,分为弱毒活疫苗和灭活疫苗两大类。Morii 等 [4,6] 早期的研究表明鸡接种卡氏住白细胞虫子孢子后会产生完全的获得性免疫力,但是接种子孢子后鸡只必然会感染发病,表现出严重的虫血症和临床症状。Isobe 等 [8]研究表明感染卡氏住白细胞虫子孢子 6~7 天后鸡的脾脏中含有第二代裂殖体。鸡卡氏住白细胞虫第二代裂殖体的免疫原性比第一代裂殖体的更好,并且血清可溶性抗原来自于第二代裂殖体 [4] 。然而,从鸡中获得大量的纯的第二代裂殖体作为疫苗非常困难。因此,Morii 等 [7] 研究了含第二代裂殖体的各个组织器官(胸腺、肺、肝、脾、肾和法氏囊)的灭活组织匀浆对鸡的免疫效果,而 Isobe 等 [9] 研究了含第二代裂殖体的未灭活的脾脏匀浆对鸡的免疫效果。研究结果显示,在攻虫实验中,与未免疫鸡相比无论是接种灭活组织匀浆的鸡还是接种未灭活脾脏匀浆的鸡的相关临床症状和寄生虫血症都有一定的减弱或消失 [7,9] 。接种组织疫苗能抑制卡氏住白细胞虫第二代裂殖体在鸡体内的发育,并且能刺激鸡体产生特异性抗体,从而产生一定的免疫保护力 [7] 。含第二代裂殖体的组织疫苗的优点是毒性较子孢子活疫苗弱,对机体的损害较小,且相较于纯的裂殖体,组织匀浆的制备更简单,易获得。缺点是免疫效果较弱,免疫接种剂量大,需多次接种加强免疫,产生免疫效果需要的时间长而维持时间短。

卡氏住白细胞虫抗原成分众多,生活史需要媒介昆虫库蠓参与,人工传代繁殖较困难,病原体的大量获取难度较大且成本较高,这为全虫疫苗的研发带来了较大的困难。在感染鸡的组织中提取裂殖子,方法繁琐、提纯困难、收获量小且成本高。因此需要一种更简单有效的培养方法,细胞培养技术的发展与成熟,使体外培养卡氏住白细胞虫成为可能,若裂殖体能在体外细胞中发育繁殖,则能更方便地获得大量裂殖体。体外培养卡氏住白细胞虫的前景广阔,但目前还没有体外培养成功的报道。

2、基因工程疫苗

由于鸡卡氏住白细胞虫病全虫疫苗的研制存在许多技术难题,随着现代生物学技术的发展,基因工程疫苗逐渐成为鸡卡氏住白细胞虫病疫苗研究的热点。卡氏住白细胞虫基因工程疫苗的研究主要集中在第二代裂殖体(second-generation schizont,2GS)的外膜联合蛋白 rR7(recombinant R7 protein,rR7)上。目前利用基因工程技术研制的卡氏住白细胞虫病疫苗主要有重组亚单位疫苗和转基因植物疫苗两种。

2.1 亚单位疫苗

寄生虫亚单位疫苗是指将寄生虫的保护性抗原基因在原核或真核细胞中表达,并以基因表达产物—— — 蛋白质或多肽制成疫苗。这类疫苗除去了寄生虫虫体中与激发保护性免疫无关或有害成分,保留有效的免疫原成分,具有安全性高,免疫原性好,性能稳定,易保存和运输的特点。重组 R7 疫苗是将重组 R7 抗原通过大肠杆菌表达出来,但原核表达系统的加工修饰体系不完善,R7 蛋白不能正确折叠,生物活性较低,免疫效果不够强,需要通过各种方法加强免疫。真核表达系统有一定翻译蛋白质后的加工修饰功能,能更正确地表达 R7 蛋白,提高重组R7 蛋白的活性和免疫原性。通过真核表达系统生产卡氏住白细胞虫亚单位疫苗的研究具有较好的前景。

Ito 等 [10,11] 研发了油佐剂重组 R7 疫苗,该疫苗通过了田间试验,取得了预期效果。与未免疫鸡相比,注射油佐剂重组 R7 疫苗的免疫鸡能产生高水平的抗 2GS 抗体,其脾脏黏附细胞的吞噬活力强,对卡氏住白细胞虫子孢子的抵抗力更强。研究表明,油佐剂重组 R7 疫苗能够诱导针对第二代裂殖体的细胞免疫和体液免疫,抗 2GS 抗体能抑制第二代裂殖体的生长发育,当鸡体内抗 2GS 抗体的滴度达到足够高水平时,可以完全抵抗卡氏住白细胞虫的入侵 [10,16] ,说明油佐剂重组 R7 疫苗对鸡防制卡氏住白细胞虫病有良好的保护效果。

重组 R7 疫苗对鸡卡氏住白细胞虫病的防制效果与抗 2GS 抗体水平呈正相关,可以通过延长抗体保持较高滴度水平的时间来提高免疫保护效果。Ito 等 [12] 给注射了油佐剂重组 R7 疫苗的鸡饲喂拌有 rR7 抗原冻干粉末的饲料加强免疫,结果显示,口服 rR7 抗原可以提高抗 2GS抗体滴度,延长抗体滴度高水平的持续时间,从而起到加强免疫的效果。但是口服免疫接种时,大部分 rR7 抗原会被胃酸消化而未能到达肠道,因此要研究更多新的抗原递送系统,例如用一种耐酸病毒的衣壳和 rR7 抗原融合表达,耐酸病毒衣壳可以保护 rR7 抗原不被胃酸消化,使抗原可以更有效地到达肠道。

Dennis 等 [13] 研究了油佐剂重组 R7 疫苗不同的接种程序,即单次免疫和加强免疫,对抗体产生、保护性免疫持续时间以及攻毒后发病症状的影响。结果显示,在 45 天龄时首次接种和130 天龄时再次免疫接种组的鸡,比在 45 天龄时单次接种组或在 130 天龄时单次接种组的鸡产生的抗 2GS 抗体多,保护性免疫持续时间长,且感染后临床症状较轻或没有。说明加强免疫能够延长油佐剂重组 R7 疫苗有效免疫保护时间,提高免疫保护力。

2.2 转基因植物疫苗

转基因植物疫苗是利用分子生物学技术,将病原体编码保护性抗原的基因导入植物,并在植物中表达出活性蛋白,人或动物食用含有该种抗原的转基因植物,激发肠道免疫系统,从而产生对病原体的免疫能力 [14] 。转基因植物疫苗的优点是可食用性,免疫接种方便,成本低,安全性高。缺点是技术不够成熟,研发难度大,疫苗在植物中的表达水平较低,提纯困难,口服可能被消化。

Ito 等 [15] 研发了表达重组 R7 抗原的转基因马铃薯,用作口服疫苗。先注射油佐剂重组 R7疫苗激发机体抗卡氏住白细胞虫的免疫应答,再通过饲喂转基因植物疫苗(含重组 R7 抗原的马铃薯叶)加强免疫。结果显示,饲喂转基因马铃薯叶组的鸡对住白细胞虫子孢子感染的抵抗力,明显比未饲喂转基因马铃薯叶组的鸡好,免疫保护持续时间更长。Ito 等用口服转基因马铃薯叶加强免疫的短期效果明显,而长时间口服转基因植物疫苗的增效作用如何,是否会产生耐药性等问题还需进一步研究。并且由于口服疫苗有被消化的可能,需要研究更适合的黏膜佐剂来保护疫苗,减少被消化和增强黏膜免疫应答。

3、展望

鸡卡氏住白细胞虫是我国“白冠病”的病原,能危害各个年龄段的鸡,对养禽业造成较大经济损失。国外对鸡卡氏住白细胞虫病疫苗的研究已有许多报道,而我国在这一方面的研究相对滞后,急需加强对卡氏住白细胞虫病疫苗的研究,为有效防控鸡卡氏住白细胞虫病提供新的手段,减少行业因鸡卡氏住白细胞虫病带来的经济损失。

参考文献

[1] 黄红松,余军峰,邓兰月,等. 鸡卡氏住白细胞虫病的免疫学研究进展[J].中国动物传染病学报,2011,19(04):76-80.

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[3] 甘孟侯. 中国禽病学[M]. 北京:中国农业出版社 , 2003, 311-314.

[4] Morii T, Matsui T, Kobayashi F, et al. Some as-pects of Leucocytozoon caulleryi reinfection in chickens[J]. Parasitol Res, 1989, 75 (3): 194-198.

[5] Morii T, Matsui T, Fujino T, et al. Immuno-genicity of Leucocytozoon caulleryi sporozoites and their reactivity with specific immune serum[J]. Par-asitol Res, 1996, 82(5): 454-458.

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作者:邝春曼1罗洋洋2周庆丰2林瑞庆1翁亚彪1(1华南农业大学兽医学院广州510642;2广东温氏食品集团股份有限公司研究院,广东新兴527400)

责任编辑:翁亚彪

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