豬胸膜肺炎放線桿菌疫苗開(kāi)發(fā)策略的前沿研究綜述
來(lái)源:羅穎 編譯發(fā)布時(shí)間:2026-04-16 點(diǎn)擊率:2186
摘要:胸膜肺炎放線桿菌(Actinobacillus pleuropneumoniae,App)感染是一種導(dǎo)致嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的主要呼吸道疾病。該病菌傳染性強(qiáng)且血清型多樣,給防控工作帶來(lái)挑戰(zhàn)。本綜述探討了新一代疫苗的開(kāi)發(fā)策略,以及 App 毒素、莢膜多糖(CPS)、脂多糖(LPS)和外膜蛋白(OMPs)等毒力因子在疫苗設(shè)計(jì)中的作用。傳統(tǒng)疫苗的交叉保護(hù)作用有限,而減毒活疫苗、亞單位疫苗和毒素基疫苗在效力和安全性方面展現(xiàn)出良好的改進(jìn)前景。當(dāng)前及近一代亞單位疫苗和毒素疫苗主要以保守抗原為核心,整合了 App 毒素、外膜蛋白(OMPs)、菌毛黏附素 A(ApfA)和半乳糖 - 1 - 磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶(GALT)等成分,顯著提升了交叉保護(hù)效果和安全性。其他策略包括 DNA 疫苗和聯(lián)合多價(jià)疫苗,這類疫苗針對(duì)高流行 App 血清型,整合了其他病原體的抗原,是一種現(xiàn)代化策略,旨在增強(qiáng)跨血清型保護(hù)、減少副作用,并實(shí)現(xiàn)感染與免疫動(dòng)物鑒別(DIVA)功能。
關(guān)鍵詞:胸膜肺炎放線桿菌;疫苗開(kāi)發(fā);毒素;毒力因子;免疫保護(hù)
1 引言
胸膜肺炎放線桿菌(App)為革蘭氏陰性兼性厭氧細(xì)菌,分兩個(gè)生物型、19 種血清型,26 個(gè)完整基因組為相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。該菌傳染性強(qiáng),經(jīng)直接或間接接觸傳播,斷奶期為關(guān)鍵傳播階段,引發(fā)豬呼吸系統(tǒng)疾病,給養(yǎng)豬業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。疫苗接種是核心防控手段,但現(xiàn)有多數(shù)商業(yè)疫苗為全細(xì)胞滅活菌苗,缺乏跨血清型交叉保護(hù)。本綜述圍繞疫苗開(kāi)發(fā)相關(guān)毒力因子,對(duì)比不同代際疫苗特征,探討多種新一代疫苗開(kāi)發(fā)策略,為疾病防控及疫苗研發(fā)提供參考。
2 毒力因子及其在疫苗成分中的作用
胸膜肺炎放線桿菌的毒力因子在感染中起關(guān)鍵作用,涉及宿主細(xì)胞黏附、營(yíng)養(yǎng)獲取、病損形成及逃避宿主防御等環(huán)節(jié)。相關(guān)因子包括 4 型菌毛、外膜蛋白等,助力細(xì)菌定植、免疫逃避等,還涉及多種攝取通路及應(yīng)激反應(yīng)、外毒素等。(表1)。
表 1 參與宿主細(xì)胞防御和疫苗潛力的多種毒力因子說(shuō)明
細(xì)胞結(jié)構(gòu) | 毒力因子 | 作用 | 疫苗相關(guān)潛力 | 參考 文獻(xiàn) |
菌毛 | ApfA、Ⅳ 型菌毛(Tfp)、TadD | 黏附與定植 | 刺激黏膜和全身免疫 | (9,10) |
外膜 | OmlA、TolC、VacJ、TbpA/B、FhuA | 黏附、營(yíng)養(yǎng)攝取 | TbpA、TbpB 為鐵獲取靶點(diǎn);TolC 作為分泌和毒力輸出通道,可作為有效亞單位 | (9,10,13) |
表面多糖(CPS/LPS) | CPS、LPS(O 抗原) | 免疫逃避、補(bǔ)體抵抗 | 補(bǔ)體激活和調(diào)理作用的主要靶點(diǎn),可用于血清分型和感染與免疫動(dòng)物鑒別(DIVA)策略 | (9,15) |
周質(zhì)空間 | 鐵(TbpA(Tbp1 或 TfbA)和 TbpB(Tbp2 或 TfbB)、TonB、ExbBD、FhuA);鎳、鋅(znuABC);硫酸鹽(Sbp) | 營(yíng)養(yǎng)獲取與轉(zhuǎn)運(yùn) | 阻斷鐵或鋅攝??;保守且表面可及的免疫靶點(diǎn) | (10,13,15) |
細(xì)胞質(zhì)膜 | 參與分泌的蛋白(如 TolC) | 毒素輸出、鐵攝取 | 毒力輸出 | (10,16) |
細(xì)胞質(zhì) | Apx I-IV、DnaK、SodC、脲酶、relA、LonA、ClpP | 毒素產(chǎn)生、應(yīng)激反應(yīng)、生物膜形成 | 強(qiáng)效類毒素候選物,是亞單位疫苗和類毒素疫苗的核心,刺激 Th1 和 Th2 反應(yīng),支持免疫激活 | (9,13) |
生物膜基質(zhì) | PGA、ClpP、LonA | 保護(hù)與持續(xù)存活 | 通過(guò)生物膜持續(xù)存在增強(qiáng)長(zhǎng)期免疫 | (9,13) |
宿主相互作用表面 | Adh、AasP、Apa | 宿主組織損傷與黏附 | 作用于補(bǔ)體系統(tǒng) | (9,10,13) |
影響免疫逃避的一般成分 | HlyX、FrpB、PotD、pdxS/T、SapA | 應(yīng)激抵抗、抗菌逃避 | 有助于細(xì)胞內(nèi)存活、免疫逃避和激活 | (9,10) |
胸膜肺炎放線桿菌的核心毒力因子包括 Apx 毒素(ApxI-IV)、LPS、CPS 等。Apx 毒素是疫苗研發(fā)重要靶點(diǎn),黏附、鐵攝取相關(guān)蛋白及維持細(xì)胞完整性的蛋白均為潛在疫苗靶點(diǎn)。CPS 和 LPS 兼具診斷與免疫原性功能,純化毒素等具有跨血清型交叉反應(yīng)潛力。胞外蛋白 TolC1、外膜囊泡(OMVs)及多種外膜蛋白和脂蛋白,因致病關(guān)鍵作用及保守性,成為疫苗研發(fā)重要候選對(duì)象。
3 疫苗靶點(diǎn)的計(jì)算機(jī)模擬分析
研究人員高度重視計(jì)算機(jī)模擬方法在高經(jīng)濟(jì)影響疾病疫苗和藥物靶點(diǎn)鑒定中的作用,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、人工智能等技術(shù)結(jié)合生物信息學(xué)與免疫信息學(xué)方法,可支持靶點(diǎn)篩選、表位預(yù)測(cè)等工作,已應(yīng)用于結(jié)核病、寨卡病毒等研究。在胸膜肺炎放線桿菌研究中,借助相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬從 122 種必需蛋白中篩選出 11 種具抗原性的潛在疫苗靶點(diǎn),另有分析方法發(fā)現(xiàn) comL 等保守外膜蛋白需聯(lián)合其他成分才能發(fā)揮保護(hù)效力。
4 疫苗類型
4.1 滅活疫苗
第一代商業(yè)化豬胸膜肺炎放線桿菌疫苗為全菌滅活菌苗,由熱殺死或福爾馬林處理細(xì)菌制成,能呈現(xiàn)多種抗原決定簇,且無(wú)減毒活疫苗的毒力返強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn),模擬宿主環(huán)境培養(yǎng)可增強(qiáng)其免疫原性。部分近期的滅活疫苗和候選疫苗見(jiàn)表 2。
表 2 滅活疫苗和候選疫苗列表
疫苗抗原成分描述 | 疫苗血清型 | 制備方法 | 給藥途徑 | 動(dòng)物模型 | 結(jié)果 | 參考 文獻(xiàn) |
Aptovac? 滅活疫苗 | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 2、6 和多殺性巴氏桿菌 | 使用氫氧化鋁凝膠佐劑的滅活疫苗 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 商業(yè)化上市 | (37) |
C 疫苗(Coglapix?) | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 1、2 菌株(含 ApxI、ApxII、ApxIII 毒素) | 福爾馬林滅活,鋁凝膠佐劑 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 商業(yè)化上市 | (32) |
Neumosuin? | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 2、4、5 菌株 | 滅活疫苗 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 商業(yè)化上市 | (37) |
Porcilis APP? | 外毒素(ApxI、ApxII、ApxIII)和 42kDa 外膜蛋白(多血清型) | 甲醛滅活,抗原懸浮于水性佐劑中 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 商業(yè)化上市 | (37) |
Serkel PleuroAP? | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 1、2、3、4、5 | 油佐劑或鋁佐劑,福爾馬林保存 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 商業(yè)化上市 | (37) |
Suvaxyn Respifed APP? | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 1、5、7 滅活疫苗 | 福爾馬林滅活,油佐劑 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 商業(yè)化上市 | (37) |
空殼疫苗 | 血清型 9 | 通過(guò)嗜血桿菌 - 大腸桿菌穿梭載體 pAL2 質(zhì)粒表達(dá)克隆的裂解基因 E 制備空殼,在胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)培養(yǎng)基中培養(yǎng) | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 候選疫苗,保護(hù)豬免受定植和感染 | (35) |
AQ6-AP 微球疫苗 | 血清型 1 | 福爾馬林滅活的胸膜肺炎放線桿菌血清型 1(AP-1)抗原 | 口服 | 豬、小鼠 | 豬存活率高,肺部病損面積減少 | (36) |
商業(yè)化 C 疫苗(Coglapix?)含血清型 1、2 全細(xì)胞及 ApxI-III 毒素,對(duì) 8 種血清型具有血清型非依賴性保護(hù)作用,能顯著減少肺部病損。在 NAD 限制條件下培養(yǎng)并經(jīng)紫外線滅活的血清型 10 菌苗,黏附性更強(qiáng),可提供更好的部分保護(hù)。血清型 9 和 2 的空殼疫苗在限制肺部定植、交叉保護(hù)及抗原識(shí)別方面表現(xiàn)更優(yōu),且副作用更少,能誘導(dǎo)獨(dú)特抗體滴度。通過(guò)共噴霧干燥工藝制備的 AQ6-AP 口服疫苗,相比肌內(nèi)注射的福爾馬林滅活鋁佐劑疫苗,保護(hù)效果更優(yōu),可提高豬存活率,減少肺部病損和臨床癥狀。這些研究為滅活疫苗的優(yōu)化與應(yīng)用提供了重要依據(jù)。
4.2 減毒活疫苗
胸膜肺炎放線桿菌減毒活疫苗雖存在毒力返強(qiáng)、減毒不充分等固有風(fēng)險(xiǎn),但核心優(yōu)勢(shì)在于能模擬自然感染,使存活豬對(duì)同源菌株產(chǎn)生完全保護(hù),對(duì)異源血清型形成部分交叉保護(hù)。該類疫苗主要通過(guò)敲除關(guān)鍵毒力基因開(kāi)發(fā),多款突變體候選疫苗展現(xiàn)出良好潛力。部分近期的減毒活疫苗和候選疫苗見(jiàn)表 3。
表 3 減毒疫苗和候選疫苗列表
疫苗抗原成分描述 | 疫苗 血清型 | 制備方法 | 給藥途徑 | 動(dòng)物 模型 | 保護(hù)結(jié)果 | 參考 文獻(xiàn) |
減毒血清型 1A 核黃素突變體疫苗 | 血清型 1 | 在心浸液肉湯(HIB)中培養(yǎng)減毒活疫苗,離心收獲,用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌一次 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 保護(hù)豬免受死亡,減少肺部病損和臨床癥狀 | (38) |
胸膜肺炎放線桿菌雙缺失突變體 S-8△clpP/△apxIIC 減毒疫苗 | 血清型 7、1、5b | 利用 apxIIC 基因內(nèi)部片段將 apxIIC 突變引入 S-8△dpP 突變體 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 對(duì)同源或異源血清型感染提供有效保護(hù) | (39) |
胸膜肺炎放線桿菌血清型 1 和 5 的雙突變體△apxIBD△pnp 疫苗 | 血清型 1、5 | 通過(guò)接合轉(zhuǎn)移和蔗糖反向篩選構(gòu)建 apxIBD 基因缺失突變體 | 腹腔注射 | 小鼠 | 僅 APP1△apxIBD△pnp 對(duì)同源攻擊提供 75% 保護(hù) | (40) |
胸膜肺炎放線桿菌血清型 1 的△apxIC/△apxIIC 雙突變體(SLW03) | 血清型 1 | 通過(guò)蔗糖反向篩選法檢測(cè) apxIC 和 apxIIC 基因 | 鼻內(nèi)注射 | 豬 | 對(duì)同源(血清型 1)和異源(血清型 9)攻擊提供完全保護(hù) | (41) |
胸膜肺炎放線桿菌三重缺失突變體△apxIC/△apxIIC/△apxIV-ORF1 減毒活疫苗(SLW05) | 血清型 1 | 通過(guò)一步接合轉(zhuǎn)移程序擴(kuò)增、克隆和切割 orf1 基因 | 氣管內(nèi)注射 | 豬 | ORF1 對(duì) ApxIVA 毒性產(chǎn)生有重要作用,疫苗對(duì)血清型 1 和 3 提供保護(hù) | (42) |
胸膜肺炎放線桿菌血清型 2 的 ureC 和 ApxIIA 基因雙突變體疫苗 | 血清型 2 | 通過(guò)同源重組和反向篩選進(jìn)行缺失突變 | 氣溶膠 | 豬 | 對(duì)同源攻擊提供保護(hù),有助于血清學(xué)鑒別感染與免疫動(dòng)物(DIVA) | (44) |
胸膜肺炎放線桿菌血清型 2 的六重突變體△apxIIA △ureC △dms △ahyB △asp△afu 疫苗 | 血清型 2 | 通過(guò)將 pFUR702 質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移到五重突變體中構(gòu)建六重突變體菌株 | 氣溶膠 | 豬 | 對(duì)異源感染(血清型 9)的臨床癥狀提供保護(hù),可血清學(xué)鑒別免疫和感染群體 | (45) |
血清型 1 菌株 SLW01 的 znuA 突變體疫苗 | 血清型 1 | 擴(kuò)增 znuA 基因,通過(guò)一步接合轉(zhuǎn)移將 pEDznuA 質(zhì)粒引入 SLW01 | 氣管內(nèi)注射 | 豬 | 對(duì)同源(血清型 1)和異源(血清型 7)攻擊分別提供 80% 和 100% 保護(hù) | (3) |
血清型 7 的 apxIIC 基因突變體(HB04C) | 血清型 7 | 在胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)中接種無(wú)毒 apxIIC 突變體 HB04C 的活細(xì)胞,用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌 | 鼻內(nèi)注射、肌內(nèi)注射 | 豬 | 對(duì)同源(血清型 7)或異源(血清型 1)血清型提供同等保護(hù) | (46) |
血清型 7 的△apxIIC△apxIVA 雙突變體菌株(HB04C) | 血清型 7 | 通過(guò)接合轉(zhuǎn)移和反向篩選在 HB04C 突變體基礎(chǔ)上構(gòu)建 | 氣管內(nèi)注射 | 豬 | ApxIV 是關(guān)鍵毒力因子,可用作鑒別診斷的血清學(xué)標(biāo)志物,單突變體提供良好保護(hù) | (47) |
通過(guò)減毒關(guān)鍵毒力基因開(kāi)發(fā)了減毒活疫苗。核黃素營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變體、S-8△clpP△apxIIC 雙突變體等,可激發(fā)強(qiáng)烈免疫反應(yīng),對(duì)同源及部分異源血清型攻擊提供高效保護(hù),能減少肺部病損、降低細(xì)菌載量。APP1△apxIBD△pnp 突變體對(duì)血清型 1 同源攻擊保護(hù)率達(dá) 75%,但對(duì)血清型 5 無(wú)效;SL03 菌株不含外源 DNA,鼻內(nèi)接種可實(shí)現(xiàn)血清型 1 與 9 的跨血清型保護(hù)。SLW05、△znuA 等突變體也均表現(xiàn)出優(yōu)異的跨血清型保護(hù)效果。
針對(duì)血清型 2 開(kāi)發(fā)的脲 C 和 apxIIA 雙突變體、六基因突變體,通過(guò)氣溶膠給藥可保護(hù)豬免受同源或異源血清型攻擊,并能區(qū)分感染與免疫動(dòng)物;血清型 7 的 ApxIIC 突變體、△apxIIC/△apxIVA 雙突變體,對(duì)同源及異源血清型具有顯著保護(hù)效力,且后者可實(shí)現(xiàn)血清學(xué)鑒別,為減毒活疫苗的研發(fā)與應(yīng)用提供了多元方向。
4.3 亞單位疫苗和候選疫苗
胸膜肺炎放線桿菌的莢膜、脂多糖、外膜蛋白等表面成分是重要抗原,轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合蛋白、血紅素結(jié)合蛋白等是早期鑒定的潛在疫苗候選物。亞單位疫苗因含 Apx 毒素、外膜蛋白等成分,交叉保護(hù)效果優(yōu)于傳統(tǒng)菌苗,部分已商業(yè)化,如含 ApxIA、ApxIIA 等成分的 Porcilis 疫苗,能降低胸膜炎和肺炎發(fā)病率,減少抗菌藥物使用。部分近期開(kāi)發(fā)的亞單位疫苗和候選疫苗見(jiàn)表 4。
表 4 亞單位疫苗和候選疫苗列表
疫苗抗原成分描述 | 疫苗 血清型 | 制備方法 | 給藥途徑 | 動(dòng)物 模型 | 保護(hù)結(jié)果 | 參考 文獻(xiàn) |
不含 TbpA 的胸膜肺炎放線桿菌(血清型 2、9),無(wú)細(xì)胞上清液(CFS)外膜中檢測(cè)到堿性磷酸酶(Hsp60) | 血清型 2、9 | 在鐵限制條件下培養(yǎng)胸膜肺炎放線桿菌血清型 2 和 9,通過(guò)脫氧膽酸鈉提取制備抗原 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 抗體反應(yīng)強(qiáng)烈,免疫豬無(wú)臨床癥狀或僅出現(xiàn)輕微臨床癥狀 | (51) |
胸膜肺炎放線桿菌體內(nèi)誘導(dǎo)抗原中的重組 GalT 基因 | 血清型 5b | GalT 蛋白加佐劑 | 皮下注射(SC) | 小鼠 | 對(duì)胸膜肺炎放線桿菌血清型 1 MS71(50%)和血清型 5b L20(75%)具有有效的交叉保護(hù)抗原作用 | (52) |
血清型 3 的脂蛋白(APJL_0922、APJL_1380、APJL_1976) | 血清型 3 | 克隆、表達(dá),通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)和免疫印跡法測(cè)定脂蛋白在小鼠中的免疫原性潛力 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 潛在亞單位疫苗候選物,對(duì)異源血清型 1 提供保護(hù) | (53) |
血清型 3 的三種蛋白(APJL_0126、HbpA、OmpW) | 血清型 3 | 通過(guò)生物信息學(xué)篩選、基因表達(dá)和純化獲得 | 氣管內(nèi)注射 | 豬 | 抗體滴度高,臨床癥狀輕 | (54) |
胸膜肺炎放線桿菌血清型 5 的細(xì)胞外囊泡(APP-EVs) | 血清型 5 | 通過(guò)離心、切向流過(guò)濾等分步工藝從細(xì)菌培養(yǎng)上清液中提取 | 肌內(nèi)注射(IM) | 小鼠 | 比 Coglapix 疫苗具有更強(qiáng)的細(xì)胞免疫 | (55) |
蛋白(rGalT(胸膜肺炎放線桿菌 2)、rAPL_1166(胸膜肺炎放線桿菌 4)、rHflX(胸膜肺炎放線桿菌 3)抗原) | 血清型 2、3、4 | 生物信息學(xué)篩選、克隆、表達(dá)和純化 | 皮下注射(SC) | 小鼠 | 存活率分別為 62%、5% 和 87.5%,提供部分保護(hù) | (56) |
ApfA(胸膜肺炎放線桿菌 7)+(rApxIA、rApxIIA、rApxIIIA、rApxIVA、rTbpB 蛋白) | 血清型 1、2、3、7 | 純化重組抗原加入油佐劑 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | ApfA 是改善疫苗保護(hù)效果的良好添加成分 | (58) |
感染與免疫動(dòng)物鑒別(DIVA)亞單位疫苗 ApxII 毒素 | 血清型 1、2、5 | 通過(guò)一步接合轉(zhuǎn)移系統(tǒng)制備疫苗抗原;部分血清型經(jīng)去污劑洗滌,加入生理鹽水乳化劑 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 對(duì)同源和異源菌株提供完全保護(hù),減少定植 | (50) |
多款候選亞單位疫苗表現(xiàn)亮眼:含 ApxII 毒素的感染與免疫動(dòng)物鑒別(DIVA)疫苗,肌內(nèi)免疫后能讓豬免受同源及異源菌株感染,顯著減少定植;rApxI、rApxII 等重組蛋白組合,對(duì)血清型 1、2 的同源和異源攻擊交叉保護(hù)效果顯著;高度保守的 GalT 基因、JL03 菌株的多種脂蛋白及 APJL_0126 等基因,均能誘導(dǎo)免疫反應(yīng)或提供保護(hù)性免疫,部分需與 Apx 毒素聯(lián)用實(shí)現(xiàn)完全保護(hù)。
此外,細(xì)胞外囊泡(App-EVs)可增強(qiáng)感染保護(hù)反應(yīng),六種體內(nèi)誘導(dǎo)標(biāo)記蛋白能提供部分保護(hù)。外膜囊泡(OMVs)單獨(dú)使用保護(hù)不足,但 ApfA 與多種重組抗原組合成的六抗原疫苗,免疫原性強(qiáng)烈,為亞單位疫苗研發(fā)提供了重要方向。
4.4 毒素相關(guān)疫苗
Apx 毒素是胸膜肺炎放線桿菌的主要毒力因子,屬于 RTX 毒素家族,具有強(qiáng)免疫原性,分為 ApxI-IV 四種類型,其中 ApxI-III 可分泌至培養(yǎng)上清液,ApxIV 在體內(nèi)表達(dá),血清型 1 和 5 因產(chǎn)生 ApxI 和 ApxII 毒素毒性最強(qiáng)?;?Apx 毒素的高免疫原性,多款商業(yè)和實(shí)驗(yàn)性毒素基疫苗已被開(kāi)發(fā)。部分近期的類毒素衍生疫苗和候選疫苗見(jiàn)表 5。
表 5 類毒素疫苗和候選疫苗列表
疫苗抗原成分描述 | 疫苗 血清型 | 制備方法 | 給藥途徑 | 動(dòng)物模型 | 保護(hù)結(jié)果 | 參考 文獻(xiàn) |
二價(jià)融合 L 疫苗(ApxIA 和 ApxIIA 片段) | 血清型 1 | 構(gòu)建基因、連接、轉(zhuǎn)化到同一宿主、收獲和純化 | 腹腔注射 | 小鼠 | 誘導(dǎo)特異性體液和細(xì)胞免疫反應(yīng),對(duì)血清型 2 提供交叉保護(hù) | (61) |
外膜囊泡包裹的三價(jià) Apx 融合蛋白(Apx (I-III) r-OMV) | 血清型 1 | 制備并表達(dá) ApxIAr、ApxIIAr 和 ApxIIIAr 融合蛋白外膜囊泡(OMVs);使用 ClyA-Apxr 融合蛋白外膜囊泡(OMVs),不含油佐劑 | 皮下注射(SC) | 小鼠 | 誘導(dǎo)特異性體液或細(xì)胞免疫反應(yīng),對(duì)血清型 1 和 7 等不同血清型提供交叉保護(hù)免疫 | (62) |
表達(dá) Apx 毒素(ApxIIA#5 和 ApxIA)的釀酒酵母疫苗 | 血清型 2 | 在釀酒酵母中表達(dá)表面展示的 ApxIIA#5,表達(dá)完整 ApxIIA 并與酵母融合、克隆 | 口服 | 豬 | 特異性 IgG 和 IgA 水平更高,病損評(píng)分更低 | (65) |
二價(jià) L 疫苗由 ApxIA 和 ApxIIA 蛋白聯(lián)合制成,能引發(fā)強(qiáng)烈體液和細(xì)胞免疫反應(yīng),提供完全交叉保護(hù);三價(jià) Apx 融合蛋白包裹在外膜囊泡(Apxr-OMV)中,在小鼠模型中對(duì)血清型 1 和 7 具有交叉保護(hù)作用。商業(yè)疫苗中,含多種血清型全細(xì)胞及 ApxI-III 毒素的 Coglapix?,在降低肺部病損、死亡率等方面優(yōu)于含 Apx 類毒素和外膜蛋白的 Porcilis App?。
此外,利用 N - 糖基化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的糖綴合物疫苗,通過(guò)重組大腸桿菌表達(dá)糖基化 Apx 毒素片段,為表位產(chǎn)生提供新途徑;釀酒酵母表達(dá)的 Apx 毒素口服疫苗,對(duì)血清型 5 攻擊引發(fā)強(qiáng)烈免疫反應(yīng)。ApxIIA 片段 #5 含關(guān)鍵表位,搭配肽配體佐劑鼻內(nèi)免疫,可誘導(dǎo)體液和黏膜免疫反應(yīng),抑制細(xì)菌定植,對(duì)血清型 2 和異源血清型 5 均有保護(hù)作用,為毒素基疫苗研發(fā)提供了多元方案。
4.5 DNA 疫苗
DNA 疫苗作為第三代疫苗,具有安全性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、易于生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì),分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,編碼抗原特異性高,可誘導(dǎo)體液和細(xì)胞免疫反應(yīng),少量質(zhì)粒 DNA 即可引發(fā)強(qiáng)烈免疫應(yīng)答。
針對(duì)胸膜肺炎放線桿菌的 DNA 疫苗研究取得一定進(jìn)展:源自血清型 1 的二價(jià) DNA 疫苗(含 pcDNA-apxIA、pcDNA-apxIIA),肌內(nèi)給藥后能誘導(dǎo)顯著體液免疫反應(yīng),激活 Th1 和 Th2 細(xì)胞,對(duì)血清型 1 致死性攻擊具有防護(hù)作用,是潛在創(chuàng)新防控策略。編碼高度保守的 4 型菌毛蛋白(ApfA)的 pcDNA-apfA 疫苗,雖對(duì)血清型 2 攻擊的保護(hù)效力僅 30%,但成功誘導(dǎo)免疫反應(yīng),有望作為多價(jià) DNA 疫苗的組成部分應(yīng)用于下一代防控策略。
4.6 聯(lián)合疫苗和候選疫苗
聯(lián)合疫苗通過(guò)組合胸膜肺炎放線桿菌不同成分或整合其他細(xì)菌抗原,可最大化覆蓋胸膜肺炎放線桿菌多血清型,提升保護(hù)效果并優(yōu)化養(yǎng)殖防控效率。部分此類聯(lián)合疫苗和候選疫苗見(jiàn)表 6。
表 6 聯(lián)合疫苗和候選疫苗列表
疫苗抗原成分描述 | 疫苗 血清型 | 制備方法 | 給藥途徑 | 動(dòng)物 模型 | 保護(hù)結(jié)果 | 參考 文獻(xiàn) |
(Bac-Sub)疫苗:血清型 1 的滅活細(xì)菌細(xì)胞和(rApxIA、rApxIIA、rApxIIIA) | 血清型 1、3、7 | 胸膜肺炎放線桿菌 1(HB01 菌株)滅活(5×108 菌落形成單位),與擴(kuò)增、克隆和純化的重組體(rApxIA、rApxIIA、rApxIIIA)各 125μg 混合 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 提供更強(qiáng)保護(hù),肺部病損更少,細(xì)菌載量更低 | (72) |
胸膜肺炎放線桿菌和豬肺炎支原體多價(jià)疫苗 | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 1、2、5;豬肺炎支原體 HID3140 菌株 | 福爾馬林滅活菌苗加(ApxI、ApxII、ApxIII),從胸膜肺炎放線桿菌血清型 1、2、5 中生產(chǎn)、優(yōu)化和純化;加滅活豬肺炎支原體;純化重組 P97 表面黏附素 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 有望預(yù)防兩種呼吸道疾病,優(yōu)于日生 swine APM 滅活疫苗 | (73) |
胸膜肺炎放線桿菌和豬肺炎支原體多疾病亞單位疫苗(Ap97)(重組嵌合 Ap97) | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 2;豬肺炎支原體 J 菌株 | 混合含有 N 端區(qū)域缺失的 apxIIIA 片段和豬肺炎支原體 P97 黏附素的 R1 和 R2 重復(fù)序列(P97C),形成嵌合蛋白 Ap97,加入弗氏完全佐劑給藥 | 皮下注射(SC) | 豬 | 針對(duì)兩種疾病攻擊的 IgG 和細(xì)胞因子反應(yīng)增強(qiáng) | (74) |
多組分聯(lián)合疫苗(rApxI + rApxII + rApxIII + rApxIVN + rOMP) | 血清型 1、2、7 | 純化蛋白包含等量 rApxI、rApxII、rApxIII、rApxIVN 和 rOMP,1 毫升磷酸鹽緩沖液(PBS)中各 25 微克,與 1 毫升弗氏佐劑混合 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 抗體滴度更高,肺部病損減少,細(xì)菌回收率低 | (75) |
多組分疫苗:滅活胸膜肺炎放線桿菌 1 加(ApxI、ApxII、ApxIV、OMP) | 血清型 1 | 表達(dá)和純化 ApxI、ApxII、ApxIV 和 OMP 基因,然后將 1×109 菌落形成單位滅活胸膜肺炎放線桿菌 1 和每種重組蛋白 150μg,加入油包水乳化劑 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 提供完全保護(hù),肉眼可見(jiàn)病損減少 67% | (76) |
多組分重組疫苗(rApxI、rApxII、rApxIII、rOMP) | 胸膜肺炎放線桿菌 1、胸膜肺炎放線桿菌 2 | 克隆、表達(dá)和純化 rApxI、rApxII、rApxIII 和 rOMP,用礦物油乳化 | 皮下注射(SC) | 小鼠 | 抗體滴度更高,存活率更高,未觀察到肺部病損 | (48) |
重組串聯(lián)表位(RTA)+ 滅活胸膜肺炎放線桿菌 5b 聯(lián)合疫苗 | 胸膜肺炎放線桿菌 5 | 克隆、轉(zhuǎn)移和表達(dá) rta 基因,純化后加入福爾馬林滅活的胸膜肺炎放線桿菌 5,與鋁凝膠鹽水佐劑混合 | 皮下注射(SC) | 小鼠 | 在小鼠中提供強(qiáng)烈的交叉免疫保護(hù)(100%),臨床癥狀更輕 | (77) |
痤瘡丙酸桿菌的蛋白抗原(PA-Ssb)用于胸膜肺炎放線桿菌疫苗 | 痤瘡丙酸桿菌 S4 菌株(I-B 生物型菌株) | 從分離自人類痤瘡病損的痤瘡丙酸桿菌 S4(I-B 生物型菌株)中提取蛋白基因,克隆、表達(dá)和純化,與弗氏佐劑混合 | 腹腔注射 | 小鼠 | PA-Ssb 誘導(dǎo)針對(duì)胸膜肺炎放線桿菌血清型 1 和 5 的最高抗體滴度和交叉反應(yīng)性(ApxIV 毒素和 Znu) | (78) |
胸膜肺炎放線桿菌三重缺失突變體△apxIC△apxIIC△apxIV-ORF1(SLW05 菌株)抗副豬嗜血桿菌疫苗 | 胸膜肺炎放線桿菌血清型 1 | 胸膜肺炎放線桿菌突變體菌株(△ApxIC、△apxIIC、△apxIV-ORF1)(SLW05)在胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)培養(yǎng)基中生長(zhǎng),用磷酸鹽緩沖液(PBS)稀釋作為疫苗 | 肌內(nèi)注射(IM) | 豬 | 誘導(dǎo) Th1、IL-2 和 γ 干擾素,最終保護(hù)豬免受副豬嗜血桿菌 SH0165(血清型 5)或 MD0322(血清型 4)的致死性攻擊 | (79) |
Bac-sub 疫苗由血清型 1 滅活菌與三種重組原毒素組成,搭配 Montanide IMS7 佐劑,無(wú)明顯副作用。其加強(qiáng)免疫后誘導(dǎo)的 Apx 毒素特異性抗體水平高于商業(yè)三價(jià)菌苗和亞單位疫苗,對(duì)血清型 1、5、7 的保護(hù)效力達(dá) 91.76%~100%,能顯著降低肺部細(xì)菌載量和病損。針對(duì)豬胸膜肺炎與支原體肺炎的多價(jià)疫苗,整合兩類病原體的菌苗、毒素及黏附蛋白,優(yōu)于商業(yè)疫苗,可減少注射應(yīng)激;嵌合蛋白疫苗通過(guò)聯(lián)合 ApxIII 毒素與支原體黏附素保守區(qū)域,實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種病原體的雙重保護(hù)。
此外,ApxIV 毒素納入多組分疫苗后,能提升對(duì)血清型 1、2 的保護(hù)效果;重組串聯(lián)抗原(RTA)與滅活胸膜肺炎放線桿菌 5b 聯(lián)合,對(duì)異源血清型 1 交叉保護(hù)率達(dá) 100%。痤瘡丙酸桿菌蛋白因免疫交叉反應(yīng)性,對(duì)部分血清型提供部分保護(hù);減毒胸膜肺炎放線桿菌 SLW05 菌株還能交叉保護(hù)副豬嗜血桿菌感染,為聯(lián)合疫苗研發(fā)提供了多元思路。
5 結(jié)論
胸膜肺炎放線桿菌病是全球養(yǎng)豬業(yè)的嚴(yán)重細(xì)菌性疾病,高傳染性與多血清型特點(diǎn)加大防控難度,疫苗仍是最有效防控手段,但現(xiàn)有疫苗各有局限。第一代全菌滅活疫苗能誘導(dǎo)免疫反應(yīng),卻交叉保護(hù)弱且可能引發(fā)不良反應(yīng);減毒活疫苗經(jīng)毒力基因缺失降低致病性,交叉保護(hù)強(qiáng),但存在毒力返強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)且生產(chǎn)復(fù)雜。第三代疫苗聚焦保守抗原,交叉保護(hù)潛力與安全性顯著提升,部分已展現(xiàn)更優(yōu)保護(hù)效果。聯(lián)合疫苗整合多種成分或多病原體抗原,可防控多種呼吸道疾病,減少免疫次數(shù),提升養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。

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