动物疫苗发展史上的三次疫苗革命

山东家禽 !""!#$$ 伟大的中华民族有着五千年悠久的历史和灿 烂的文化。远在细菌、病毒等病原体发现以前，我国 古代人民在与疾病斗争的长期过程中，观察到有些 患过传染病而康复的人，一般不再患同样的疾病。! 世纪初，东晋葛洪所著《肘后方》中，已有关于防治 狂犬病的记载：“杀所咬犬，取脑傅之，后不复发”。 这是防病性疫苗发展的重要依据。近千年前，我国 宋代已记载采用“种花”以毒攻毒的办法来预防天 花，这就是采取轻症天花病例的病变材料，用于保 护易感者抗重症的天花。其基本方法是从感染天花 后的恢复期病人或症状比较轻的病人身上，挑取水 泡、脓包和痘痂内容物并保存 " 个月左右待其干 燥。然后将人痘研磨成粉给健康人鼻内接种。一般 在接种后第 #$ 开始发热，第 %$ 会有高热，随后于 第 &、"’$ 全身发疹。以后逐步退热和退疹并获得了 抵抗天花的免疫力。接种人痘也可造成死亡，死亡 率在 "(左右。以后这种“种花技术”先后传到俄 国、日本、朝鲜、土耳其以及英国等欧洲国家，为 "%&# 年英国（)*++*,）医生总结种牛痘防天花的经 验开辟了道路，从此开始了疫苗的科学时代，从 )*++*, 的天花疫苗到巴斯德（-./0*1,）的狂犬病疫 苗的最初 &’ 年里，疫苗学发展得很慢。2’ 世纪以 来，疫苗技术已随着人类和动物许多疫苗的研制成 功，以更快的步伐不断取得成果。从接种牛痘疫苗 预防天花，到今天以 345 疫苗为代表的第三次疫 苗革命。疫苗学的研究已取得了一系列重大成果， 并经历了三次疫苗革命。本文就动物疫苗发展史上 的三次疫苗革命做一简要回顾。 ! 微生物学的黄金时代和第一次疫苗革命 微生物的黄金时代始于 "& 世纪中叶，并一直 延续到 2’ 世纪初。荷兰人 6**17*+89*: 于 "#%# 年 制造出可放大 2’’ 倍的第一架原始显微镜，他利用 该显微镜从容器的积水、井水、牙垢以及人与动物 的粪便中，首先看到了球形、杆形和螺旋形的微生 物，他的发明为微生物学黄金时代的到来奠定了基 础。"& 世纪中叶，法国微生物学家 -./0*1, 为了解 决发酵工业所遇到的困难和预防危害人类和动物 健康的烈性传染病，经过科学研究后发现，有机物 质的发酵与腐败是由于空气中微生物的污染，传染 病的流行是由于病原微生物的传播。继 -./0*1, 之 后，德国医生 ;9<8 从观察炭疽病原菌的特性和生 长开始，创造了染色方法、固体培养基以及试验性 动物感染等手段。这些试验方法的发明，使得 "=%> 年后的短短十余年间，发现了数十种人和动物的病 原菌。"& 世纪末的一个重大发现证实了可滤过的 微生物，即病毒也能引起感染。病毒不仅比细菌小， 更重要的是病毒需要寄生于活细胞中才能完成它 本身的复制。"==& 年，首次发现人畜共患的口蹄疫 是由病毒引起的传染病。不久，许多病毒被相继发 现。到了 2’ 世纪 ?’@!’ 年代后，利用组织细胞培养 和敏感动物接种，并辅以电子显微镜、超速离心、免 疫荧光和免疫电镜等新技术，先后发现和分离出数 以百计的能引起人类和动物传染病的病毒。 被誉为疫苗之父的 -./0*1, 对人类的伟大贡献 不仅在于它证明了微生物的存在，而且是他史无前 例的用物理、化学和微生物传代等方法有目的的来 处理病原微生物，使其失去毒力或减低毒力，并用 此作为疫苗给人和动物接种而达到预防烈性传染 病的目的。-./0*1, 于 "& 世纪末在疫苗研制领域的 先锋作用和卓越贡献引起了第一次疫苗革命。虽然 )*++*, 比 -./0*1, 早 "’’ 年使用了牛痘苗来预防天 花，并为 2’’ 年后全世界消灭天花立下了不朽的功 勋，然而人们并没有将他誉为疫苗之父，这是由于 当时科学技术条件的限制，)*++*, 不知道天花是由 病毒引起的，更不可能有目的的用不同的方法去处 理病原微生物而研制出疫苗来防病。)*++*, 细致地 观察、长期的经验和大胆地试验使他获得预防天花 动物疫苗发展史上的三次疫苗革命 沈志强 （山东省滨州畜牧兽医研究所，滨州 !"##$%） 收稿日期：2’’2A’&A"& 中图分类号："#$%&$ 文献标识码：’ 文章编号：!(()*+,$$（%((%）!!*(((-*(, 专家论坛 ! 山东家禽 !""!#$$ 的成功。!"#$%&’ 为了纪念 (%))%’ 医生对人类的贡 献，将疫苗一词创语为“*"++,)%”，意思是可用于免 除瘟疫的东西。 -.+/ 发明的在固体培养基上分离细菌纯培养 物的方法为 !"#$%&’ 研制疫苗铺平了道路。!"#$%&’ 首先观察到引起鸡霍乱的细菌在培养基上培养两周 以后便失去了致病的毒力。他发现用这种陈旧的培 养物给鸡接种后不能使鸡感染发病，然而重要的是， 如果再用新鲜的强毒菌来攻击这些鸡，它们都获得 了保护。!"#$%&’的结论是细菌的陈旧培养物发生了 一些变化而降低了毒力，保存了免疫原性。!"#$%&’ 应用他的理论使引起牛、羊和人炭疽病的炭疽杆菌 减毒，他发现将炭疽杆菌在 01203 4培养 1 周以 后，细菌失去了毒力而且不产生芽胞。在这些早期的 试验中，!"#$%&’ 建立了免疫预防的原则，他在接种 程序中，首先使用减毒十分彻底的细菌以保证安全 性，随后再用低毒细菌加强免疫，增加免疫原性。 !"#$%&’ 于 5665 年 7 月 7 日在法国进行了具有历史 意义的公开试验。10只绵羊、5只山羊和 8头牛首次 接种了彻底脱毒的炭疽杆菌疫苗，然后在 7月 59日 用未完全减毒的细菌作加强免疫。7月 35日对免疫 动物和一群同样数目的对照动物用强毒炭疽杆菌攻 击，结果对照动物中，绵羊和山羊全部死亡，0 头牛 病情严重；然而在免疫动物中只有 5头绵羊死亡。试 验的成功使得炭疽疫苗在短时间内在德国广泛使 用。至 5661年初，共有 9:;万头绵羊被免疫，并获得 了良好的免疫保护效果。 !"#$%&’ 及其助手在获得炭疽疫苗的成功后， 将注意力转到预防狂犬病的研究中去。虽然他们不 能像分离细菌一样培养出狂犬病毒，但是他们确定 引起这种传染病的微生物存在于患病动物的脊髓 和脑组织中。!"#$%&’ 将患狂犬病动物的神经组织 注射到兔子的脑膜下，待兔子死亡以后，将它的脊 髓取出再给另一只兔子注射，可以将狂犬病在兔子 中一代一代传下去；然而他们发现如果将脊髓干燥 57< 后再给兔子注射就失去了传染性。!"#$%&’ 将干 燥的兔子脊髓溶解在生理盐水中，给动物每天注射 5 次，连续 50< 而获得免疫力。!"#$%&’ 在法国给 1 名被患狂犬病的狗严重咬伤的病人注射了这种疫 苗后挽救了他们的生命。 从 5; 世纪以来，建立在病原微生物学、免疫 学、传染病学、生物学、生物化学、生物工程学等学 科基础上发展起来的家禽疫苗学已经取得了很大 成果和进展。在常规疫苗的发展中，细菌、病毒培养 技术的创新，是疫苗发展的首要基础。5665 年法国 !"#$%&’ 首创禽霍乱弱毒疫苗，细菌性疫苗有系列 的进展，而病毒性疫苗则停滞不前，5;3= 年前建立 了使用鸡胚的病毒培养技术，以后研制成功并广泛 使用鸡胚培养的新城疫疫苗、鸡痘疫苗、传染性喉 气管炎疫苗等一系列疫苗。5;0; 年又获得病毒能 够在离体的细胞培养物中繁殖的突破，即病毒的细 胞培养技术。7= 年代以来，又研制成功马立克氏病 疫苗、传染性法氏囊病疫苗等细胞培养疫苗。 其次，免疫佐剂技术的创新，也是家禽常规疫 苗发展的重要基础。5;17 年法国兽医免疫学家拉 蒙（>"#$.) ?"@.)）首先观察到一些物质的佐剂作 用。5;18 年 >A%))B 最先应用铝佐剂，5;75 年弗氏 （C’%&)<）研制成弗氏佐剂，使佐剂研究不断发展。 首先应用于家禽疫苗的免疫佐剂是氢氧化铝，在以 后的数十年中，由于其良好的佐剂效果加之极轻的 副作用而被世界各国在人、畜、家禽疫苗中广泛应 用。进入 9=D6= 年代后，白油 EF") 佐剂作为乳化剂 制成的油乳佐剂，逐步取代了延用已久的氢氧化铝 佐剂，成为当前家禽疫苗常用而有效的佐剂之一。 至 5;6; 年，我国青年学者沈志强研究员首先以具 有广谱生物学活性的天然物质蜂胶为免疫佐剂，研 制成功禽霍乱蜂胶灭活疫苗，并制定了动物免疫佐 剂用蜂胶的国家质量标准，随后又研制成功鸡新城 疫蜂胶疫苗、减蛋综合征蜂胶疫苗、传染性鼻炎、霉 形体、大肠杆菌蜂胶疫苗等 1= 多种畜禽用蜂胶疫 苗系列产品，为家禽新型疫苗的研制开辟了一条新 途径。可以认为氢氧化铝苗、油乳剂苗、蜂胶苗是家 禽灭活疫苗发展的“三步曲”。 第一次疫苗革命的成就是研制出了常规疫苗， 而且这些常规疫苗应用至今依然是安全高效。所谓 常规疫苗是指通过常规的培养基培养细菌、禽胚胎 接种、细胞培养繁殖病毒而制备的疫苗，常规疫苗 包括弱毒活疫苗和灭活疫苗。 !"! 活疫苗的概念及评价 !"!"! 弱毒活疫苗的概念 病原微生物毒力逐渐减 弱或丧失，并保持良好的免疫原性，用这种活的、变 异的病原微生物制成的疫苗称为活疫苗（G,H% *"+I +,)%#），也可以称为弱毒苗（#$$%)&"$%< H"++,)%#）。 !"!"# 对弱毒活疫苗的评价 尽管目前在世界范 专家论坛 ! 山东家禽 !""!#$$ 围内对活苗的评价有各种见解，但对活苗在控制和 扑灭家禽疫病中的重大作用应当给予公正的评价 和正面肯定。例如马立克氏病疫苗不仅对控制危害 严重的家禽马立克氏病起了重要作用，而且成为世 界医学和兽医学领域第一个可以通过疫苗免疫而 预防肿瘤性疾病的经典疫苗。 弱毒活苗的优点是：!可诱导包括体液免疫、 细胞免疫和粘膜免疫；"免疫力较坚强；#免疫期 较长；$通过自然感染途径接种，产生全身和局部 免疫反应；%不需浓缩纯化，成本低廉。 但弱毒活苗也存在以下的缺点：!存在散毒和 造成新疫源问题，制备弱毒苗，希望它不散毒，但事 实上难以做到，因为弱毒苗是活苗，在机体内可以 短暂增殖并排出体外。"残余毒力问题：一般说来， 弱毒苗残余毒力较强者其保护力也强，但副作用也 较明显，如鸡新城&系弱毒苗，对小鸡可引起不良 反应，有时大鸡接种后排毒可使雏鸡感染，个别的 可能发生死亡。再如禽霍乱活苗对鸡的产蛋影响较 大；#某些弱毒活苗可引起接种家禽的免疫抑制， 对其他抗原物质的应答能力减弱，如法氏囊病的中 等毒力疫苗，常对雏鸡法氏囊造成损伤而导致免疫 抑制；$有疫苗污染的危险，尤其是病毒性活疫苗 是由鸡胚或动物细胞培养制成并连同培养物一起 应用，因此存在着外源病原体污染的问题。如鸡群 中的白血病，有一部分可能来源于制作疫苗时，鸡 胚污染了白血病病毒；鸡群中的传染性贫血病，也 可能与疫苗中含有近年来兽医界新发现的圆环病 毒有关；鸡群中霉形体污染在有些地方也可能与鸡 胚制苗的污染有关；%弱毒疫苗毒存在返祖的潜在 危险：尽管一般情况下是不易发生的，因为弱毒株 的遗传性状已经比较稳定，基因已发生了改变，而 不是简单的适应。新城疫 !"#$%" 株问世已近 &’ 年，在全世界广泛应用，至今没有返祖变异的迹象， 但如果研制疫苗没有经过严格的科学检验，遗传性 状不稳定，必将造成严重的后果；’弱毒苗的保存 和运输条件要求较高。 !"# 灭活疫苗的概念及评价 !"#"! 灭活疫苗的概念 选用免疫原性强的细菌、 病毒等人工培养后，用物理或化学方法将其灭活， 使其失去活性，使传染因子被破坏而保留免疫原性 所制成的疫苗称为灭活苗（()"*%+,"%*- ."//+)*0）， 又称为死苗（-*"- ,"//+)*0；1+22*- ,"//+)*0）。为增 强疫苗的免疫效果，灭活疫苗中通常添加免疫佐 剂，细菌性灭活疫苗保留的免疫原性物质主要为细 胞壁，病毒性灭活疫苗保留的免疫原性物质主要为 结构蛋白。 !"#"# 灭活疫苗的评价 灭活苗的优点是：!安 全，不存在散毒和造成新疫源的危险；"不可能返 祖返强；#便于贮存和运输；$对母源抗体的干扰 作用不敏感；%容易制成联苗和多价苗。 但灭活苗也存在一定的缺点：!不产生局部免 疫；"引起细胞介导免疫的能力较弱；#用量大，成 本高；$免疫途径受限制，一般必须注射；%需要免 疫佐剂来增强灭活苗的免疫效应。 !"#"$ 灭活疫苗的发展及其与免疫佐剂的关系 活 苗的发展与新的更有效免疫佐剂的发现和应用有 着极为密切的关系。特别是近年来，由于油乳剂和 蜂胶免疫佐剂的研制成功，使灭活苗的应用前景更 为广阔。如鸡新城疫（34）、减蛋综合症（54#678）、 传染性支气管炎（(9）等用油苗和蜂胶苗免疫都产 生了良好的免疫效果，不仅安全性好，而且保护率 高、免疫期长。再如作者发明的禽霍乱蜂胶灭活疫 苗与氢氧化铝苗相比，将保护率由 &’:;8’:提高 到 <’:;<8=&:，免疫期由 > 个月延长到 8 个月，产 生坚强免疫力的时间由 ?@- 缩短到 &;7-。总之，与 目前国内外普遍应用的油乳剂苗相比，蜂胶疫苗系 列产品具有以下特点：!从公共卫生上看，蜂胶疫 苗不影响食品安全，对人体无毒副作用，因为许多 国家卫生部门批准蜂胶为保健食品或药品；"从安 全效果上看，蜂胶疫苗更安全可靠，不影响家禽的 生长和产蛋，甚至有提高的趋势，注射部位无肿胀、 无坏死、无残留；#从免疫效果上看，更快速、更高 效、更持久；免疫后 &- 即可产生坚强的免疫力（与 弱毒苗相同或接近）；保护率高达 <’:;?’’:；免疫 期长达 8 个月以上；$从免疫机制上看，蜂胶疫苗 能全面启动机体的免疫防卫系统，刺激机体细胞免 疫、体液免疫、红细胞免疫系统和巨噬细胞补体系 统都能产生免疫应答。这在灭活疫苗的大家族中是 绝无仅有的；%从疫苗的作用机制上看，蜂胶疫苗 将疫苗的速释机制与缓释机制有机结合，巧妙地解 决了灭活疫苗快速与持久相矛盾的难题；’从疫苗 成份上看，蜂胶是天然的抗生素和天然的安神解毒 物质，疫苗中无需添加任何抗生素和防腐抑菌剂； (从运输保存上看，更易于运输和保存；6?’A不结 专家论坛 ! 山东家禽 !""!#$$ 冰，保存 ! 年，!"#$保存 %# 个月，%&"%’$保存 %! 个月，!&"(&$保存 (") 个月；!从使用上看，更方 便，蜂胶疫苗的流动性好，不会因为温度的变化而 造成注射困难。 早期对疫苗佐剂的认识仅仅是提高抗体水平， 因此，把与抗原混合、能非特异地增强抗体应答的 物质称为疫苗佐剂。但是随着对免疫学与抗感染过 程的深入了解，有些病毒、细菌和原虫感染，单靠抗 体的产生不足以消灭其传染，需要调动机体的整个 免疫系统的功能，既有体液免疫（*+），又需要淋巴 细胞产生的细胞介导免疫（,-+）的参加，才能起到 保护作用。因此早期提出的提高 *+ 仅仅是佐剂的 狭义定义，广义的定义则是调动整个免疫系统的功 能，即“凡能非特异地通过物理的或化学的方式与 抗原结合而增强其特异免疫性的物质称为免疫佐 剂。”其作用范围包括调节体液免疫与细胞免疫的 平衡，提早特异性抗体的产生，提高抗体滴度和延 缓抗体在体内的分解、调节抗原引起的免疫反应类 型，刺激各种细胞因子的产生等等。 免疫佐剂加强免疫反应，是一个非常复杂的过 程，其作用机理至今尚未完全搞清。除可改变免疫 反应类型，使体液免疫转变为细胞免疫，改变免疫 球蛋白的种类和亚类外，还可改变免疫反应状态， 使免疫耐受性变为免疫反应。因此，其作用机理，可 能主要是改变正常免疫机能，既可吸引大量巨噬细 胞以吞噬抗原，改变抗原的构型，使抗原物质降解 并加强其免疫原性，又可将过多的抗原暂时贮存， 延缓释放，并发挥免疫系统的细胞间协同作用等。 )& 多年前法国免疫学家 ./012 曾讲过，多种免疫 佐剂研究的价值，不仅在于最终的实际应用，而且 在此过程中揭示免疫系统的机理。 理想的免疫佐剂应符合以下主要要求："安全 性好，无毒副作用；#能使免疫原性弱的抗原产生 满意的免疫效果；$不得引起中等强度以上的全身 反应和严重的局部反应（化脓、坏死、肿胀），可在局 部贮留（硬结），但必须逐渐被体内吸收；%不应引 起对佐剂本身的超敏反应，不应与自然发生的血清 抗体结合而形成有害的免疫复合物；&不得引起自 身免疫性疾病；’既不能有致癌性，也不得有致畸、 致突变作用；(免疫佐剂应为化学纯，化学组成确 定，可以定型生产；!保存 %"! 年的佐剂疫苗，应该 稳定有效。 !"# 联苗与多价苗的概念及优缺点 不同种微生 物或其代谢产物组成的疫苗称为联合疫苗或联苗 （31045267 8/335269），同种微生物不同型或株所制 成的疫苗称为多价苗（:1;<8/;62= 8/335269）。应用联 苗或多价苗，可以简化免疫接种程序，减少人力、物 力消耗，减少被免疫家禽应激反应的次数，因而对 养禽生产有利。所以很多国家都在大力研究和开发 联苗及多价苗。联苗和多价苗使用的原则是：不加 重疫苗接种的副作用，不发生免疫原之间的相互干 扰，可提高各个制品的免疫效果或者对其中的一种 有增效作用。 以疫苗之父 :/9=6>? 于 %@ 世纪末研制的鸡霍 乱疫苗、炭疽疫苗和狂犬病疫苗为标志的第一次疫 苗革命，拯救了无数人类和动物的生命，大量的烈 性传染病得到了控制，人类的平均寿命延长了数十 年。畜牧业也由传统的狩猎业和粗放的自然散养业 发展到今天的集约化和现代化畜牧业。这是科学家 们对人类的伟大贡献，是疫苗立下的丰功伟绩。 ! 以重组 "#$ 技术为代表的基因工程疫苗引发 的第二次疫苗革命 以 :/9=6>? 的工作为代表的第一次疫苗革命 基本上是在细胞水平上研究和开发的结果。从 !& 世纪 A& 年代中期开始，分子生物学技术的迅速发 展，使得从事疫苗研究的科学家得以在分子水平上 对病原微生物的基因进行克隆和表达。与此同时， 化学、生物化学、遗传学和免疫学的飞速发展在很 大程度上为新疫苗的研制和常规疫苗的改进提供 了新技术和新方法，见表 %。 尽管常规疫苗在动物传染病的防治中起到了 决定性的作用，但在疫苗的安全性、免疫性能、疫苗 的制造和保存等诸多方面仍存在缺陷。与此同时， 常规疫苗的研制由于以下原因面临着新的更大的 挑战，导致第二次疫苗革命的发生："一些老的传 染病未能得到解决，至今无安全有效的疫苗，如口 蹄疫、动物腹泻、猪的喘气病等；#新的传染病不断 发现，如鸡传染性贫血、高致病力禽流感等；$有不 能或难以用常规法培养的病毒，如兔出血症病毒、 雏鸭肝炎病毒、法氏囊病毒等；%常规疫苗效果差 或反应大，如传染性喉气管炎疫苗；&有潜在致癌 性或免疫病理作用的病，如白血病、法氏囊病、马立 克氏病。 基因工程提供了一个研制疫苗的更加合理的 专家论坛 ! 山东家禽 !""!#$$ 途径，现在可能在相对可以预测的情况下生产无致 病性的、稳定的细菌和病毒，这与常规活疫苗研制 的经典发展历程相反，同时还能生产与自然感染型 病原可区分的疫苗，这将大大有助于疫病的诊断和 扑灭程序。 基因工程疫苗就是用基因工程的方法或分子 克隆技术分离出病原的保护性抗原基因，将其转入 原核或真核系统使其表达出该病原的保护性抗原， 制成疫苗；或者将病原的毒力相关基因删除，使成 为不带毒力相关基因的基因缺失苗。基因工程疫苗 只含有病原的部分组成，而常规疫苗往往是一个完 整的病原体，因此，基因工程疫苗的最大优点是安 全性好，特别是对致病力强的病原更是如此。与传 统疫苗相比，第一，能够降低成本，简化免疫程序的 多价疫苗，如传染性支气管炎血清型多而且各型之 间交叉保护性差，也可以将几个疾病的病毒抗原在 同一载体上表面而生产出一次接种预防多种疾病 的多价苗，实现这一计划只有通过基因工程技术才 有可能做到；第二，易于区分感染动物和免疫动物， 由于基因工程疫苗中只含有病原的部分蛋白成份， 或者缺失某一蛋白成份，因此通过检测野毒中含 有，而重组病毒中没有的病毒蛋白抗体，可以方便 地从免疫动物中区分出野毒感染者；第三，可以降 低成本，更廉价地大规模的生产。目前基因工程疫 苗根据其研制的技术路线，可分为五大类： !"# 基因工程亚单位苗 是将编码某种特定蛋白 质的基因组，经与适当质粒或病毒载体重组后导入 受体细菌、酵母或动物细胞，使其在受体中高效表 达，提取所表达的特定多肽，加免疫佐剂即制成亚 单位苗。新的基因工程亚单位苗的设计策略是：! 利用真核细胞高效表达；"产物能分泌和糖基化； #使之能聚合成带有多价保护性抗原决定簇的颗 粒性抗原。如 !"#$ 年美国率先研制出商品化预防 仔猪腹泻的大肠杆菌基因工程疫苗，我国商品化的 %##%"" 双价、%##%"""#&’ 三价、%##%"""#&’()! 四价仔猪大肠杆菌基因工程疫苗及牛流行热亚单 位疫苗、禽流感病毒 *+ 亚单位疫苗、新城疫 ( 亚 单位疫苗等。 !"! 基因工程活载体苗 是将外源目的基因用重 组 ,-+ 技术克隆到活的载体病毒中制备的一种疫 苗，可直接用这种疫苗经多种途径免疫家禽，而亚单 位苗则用表达产物经提纯后免疫家禽。病毒活载体 苗其本质是杂交病毒，它既含有一种病毒复制所需 的全部基因，又含有另一种病毒编码免疫原性蛋白 质的基因片段。用这种杂交病毒免疫家禽，既能刺激 宿主产生体液免疫，又能刺激宿主产生细胞免疫。常 表 ! 新技术对疫苗研制和开发的作用及影响 学科领域 生物技术 作用和影响 遗传学 基因工程和 ,-+重组 （包括基因克隆和表达， ,-+测序，,-+合成， 核酸内切酶和工具酶， ’./，全基因图谱） 抗原鉴定和抗原分离 测定抗原的可变性 蛋白质抗原的可变性 基因突变和减毒 重组微生物作为载体 化 学 鉴定抗原表位 研制多肽疫苗 0和 1淋巴细胞表位的计数和估测 多糖疫苗 佐剂、多糖和蛋白质偶联疫苗 免疫学 抗原鉴定和抗原分离 鉴定抗原表位 模拟非蛋白质表位 新型佐剂 细胞和分子免疫机理 粘膜免疫 单克隆抗体 抗同种异型 免疫调控 基础研究 多肽合成 蛋白质结构 糖结构 基础研究 专家论坛 ! 山东家禽 !""!#$$ 用的细菌载体主要有无致病性大肠杆菌、沙门氏菌 弱毒株、卡介苗分枝杆菌等。常用的病毒载体主要有 痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、乳头瘤病毒、杆状病毒 等。如美国等国家用表达狂犬病病毒蛋白重组痘苗 预防野生动物的狂犬病；以鸡痘病毒为载体的新城 疫病毒 !和 "# 基因重组疫苗和禽流感 "$ 基因重 组疫苗（免疫后能产生 "% 抗体，能抵抗同源株强毒 的攻击）已在美国获得商业许可；在非洲已完成区域 试验的表达牛瘟病病毒的 !和 "$ 蛋白的重组痘苗 正在考虑纳入全球消灭牛瘟的计划。 !"# 基因缺失疫苗 是通过基因工程手段在 &#$ 或 ’&#$ 水平上造成毒力有关的基因缺失，从而达 到减弱病原体毒力、而不丧失其免疫原性的目的。 因基因缺失疫苗的复制能力并不明显降低，故其所 导致的免疫应答不低于常规的弱毒活疫苗。如伪狂 犬病毒 ()、(*、(+ 基因缺失疫苗已成功应用于预 防猪的伪狂犬病，并利用抗 ()、(*、(+ 单克隆抗体 建立的诊断试剂盒已随相应的基因缺失疫苗在许 多国家实施伪狂犬病扑灭计划。 !"$ 合成肽苗 是利用重组 &#$ 技术根据病毒 基因的核苷酸序列，可推导出病毒蛋白质的氨基酸 序列，从而可用人工合成方法制备病毒主要抗原相 应的多肽，制备合成肽苗。从免疫识别和免疫调节 的角度设计疫苗，探讨和试制人工部分改变的肽， 是目前研究的课题；从对载体和佐剂的角度开发是 合成肽苗应用研究的重要课题；从防病的角度开 发，多肽苗应向合成肽多价苗发展；从生产的角度 开发，多肽苗应向改善畜禽品质和提高生产性能方 向发展。例如口蹄疫多肽疫苗（虽然其为兽医领域 研究最早、期望最大的基因工程疫苗，但迄今尚无 理想的口蹄疫多肽疫苗投入市场）。 !"% 抗独特型抗体疫苗 ,-./ 年 01231 提出了免 疫网络调节学说，当机体针对某种抗原的抗体达到 一定水平时，机体的免疫系统会视此抗体分子 4$5,6为靶子产生抗体4 $576，并与之结合加以抑 制。故此类推，当 $57 超过一定水平时又会有抗体 产生等。由于 $57 和抗原都能与结合，所以二者在 结构上呈镜像关系，这种抗体分子就是抗独特型抗 体。利用杂交瘤技术制备大量的抗独特型抗体作为 疫苗可刺激机体产生抗相应病原的抗体。抗独特型 抗体疫苗的优点是安全稳定，由于只针对单一抗原 决定簇，所以不会有其他副作用，但这也正是抗独 特型抗体疫苗的缺点。国内外科学家研制了马立克 氏病、传染性法氏囊病病毒、传染性喉气管炎病毒、 疟远虫子孢子等多种抗独特型抗体。但由于成本太 高和免疫效力相对较弱的致命弱点而无法在生产 中应用。 然而，基因工程疫苗也存在许多不足：基因工 程亚单位疫苗是一种非传染性、非复制性的免疫 原，通常比复制性完整病原体的免疫原性差，需多 次免疫才能得到有效保护。对于重组活载体苗来 说，有些病毒载体具有潜在的致癌性，如疱疹病毒 可在神经组织产生持续性感染和终生带毒，腺病毒 可在淋巴组织产生持续感染等；而痘苗病毒由于其 宿主范围广，对人类具有潜在危险性。此外，动物基 因工程疫苗与医用基因工程疫苗的最大区别是除 要考虑安全性外，还必须考虑成本和效益。 ! 引发第三次疫苗革命的 "#$ 疫苗 &#$ 疫苗，又称基因疫苗或者核酸疫苗，是指 将含有编码某种抗原蛋白基因序利的质粒载体作 为疫苗，直接导入家禽细胞内，从而通过宿主细胞 的转录系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原 蛋白的免疫应答，达到免疫的目的。核酸疫苗又称 为基因疫苗或裸 &#$ 疫苗，这种免疫称为核酸免 疫、基因免疫、&#$ 介导的免疫以及遗传免疫等。 这种疫苗可诱导辅助性 8 细胞、体液免疫以及细胞 毒性 8 细胞应答。尤其是能诱导产生具有细胞毒杀 伤性功能的 8 淋巴细胞，可有效地预防病毒、细胞 内寄生的细菌和寄生虫所引起的传染病。 &#$ 疫苗是由基因治疗而发展起来的。.9 年 代末，:·$·%;2<= 等将纯化的多瘤病毒完整的 &#$ 直接注射小鼠使其感染，首次证明 &#$ 可被动物 体细胞摄入并到达细胞核得以转录。,->7 年 "· ?@== 等将克隆 &#$ 肝内注射而导致大猩猩乙型肝 炎，进一步证明裸 &#$ 可被高等动物的细胞摄入 并表达，从而揭开了基因治疗的序幕。以往的研究 中，目的基因的导入主要借助病毒载体，脂质体包 被或与靶细胞特异性亲和的蛋白质相结合等手段， 目的在于遗传性疾病和肿瘤等的治疗。直到 ,--A 年 "·B·CD5E;D3 等将可表达禽流感病毒4$%F6保护 性抗原血凝素4"$6基因的质 &#$ 注射鸡，发现可 对致死性 $,F 的攻击产生有效的保护作用。这项 研究被称为是开辟了疫苗研究的新时代和第三次 疫苗革命。 专家论坛 ! 山东家禽 !""!#$$ 《商业标准》报道称，饲料成本占养鸡总成本的 !"#以 上，由于今年印度的饲料价格上涨了 $"#%&’#，印度将面 临一次养鸡业的危机。 该报引用印度养鸡协会会长的话说：“今年早些时候政 府宣布的由于干旱将导致粮食减产，这一消息导致了对粮 食的囤积。再加上大豆成倍地减产，这对养鸡业来说意味着 是一场灾难。”今年大豆和玉米的价格较去年已经上涨了 "’#以上。 粮食需求的增长是养鸡业面临的另一大问题，估计到 $’’" 年之前，印度对玉米的需求将达到 (%) 百万吨。 协会已经要求政府或者放弃现存的 *"#玉米进口关 税，或者允许饲料生产厂以出口价格从食品公司购买小麦。 估计印度鸡蛋产品的成本将由现在的 *+$" 卢比 ,只上 涨到 *+-- 卢比 ,只，肉鸡的价格将由现在的 &" 卢比 ,千克上 涨到 -’+$" 卢比 ,千克。 玉米在鸡养殖中占了总饲料成本的 "’#和总产品成本 的 &!+"#。 养鸡协会会长还说：“由于受饲料价格上涨的冲击，将 降低农民的养殖效益，如果现在的情况持续下去，许多养殖 场不得不停止生产。” ! ./0 疫苗的发展有其喜剧性。从 $’ 世纪 )’ 年代开始，研究者们给动物肌肉注射可表达基因产 物的核酸来进行基因治疗试验，结果只有 "#左右 的有遗传缺陷的细胞有特异基因产物的表达，令人 十分失望。但研究者们却意外地测定到了机体对这 种基因产物的特异而持久的体液和细胞免疫反应， 从而掀起了 ./0 疫苗的研究热潮。 在众多的动物研究结果中，令人欢欣鼓舞的结 果主要有三个，其一是流感病毒的 ./0 疫苗，该疫 苗能在小鼠体内表达流感病毒序列保守的核蛋白， 获得对不同毒株攻击的交叉免疫保护，从而有希望 解决流感疫苗长期以来面临的因为流行株表面抗 原变异而使疫苗无效的被动局面；其二是古巴科学 家宣布传染性法氏囊病 ./0 疫苗研制成功并被批 准进入商品化生产和应用；另一个重要的研究成果 是乙肝 ./0 疫苗可消除转基因动物体内乙肝表面 抗原，从而为疫苗作为一种治疗手段打开了前景美 妙的大门。在兽医领域，我国相继开展了鸡新城疫、 禽流感、猪瘟、狂犬病和鸡马立克氏病等基因疫苗 研究工作，取得了较好的免疫保护效果，其主要产 品包括鸡新城疫 1、2/./0 疫苗、禽流感 2"、2! 亚 型 ./0 疫苗。 与用于传染病预防的疫苗有减毒活疫苗、灭活 疫苗、亚单位疫苗和重组活载体疫苗等相比，./0 疫苗有以下特点：!免疫效果好，与普通蛋白疫苗 不同，基因疫苗能在自身细胞中产生外源性蛋白， 这种蛋白较之在原核生物表达系统中产生的蛋白 质更象天然分子，其递生过程与自然感染十分相 似。因此，这样的免疫原将含有在构象上相关的表 位，诱导产生对应于天然抗原的免疫应答。另外，核 酸疫苗对已有免疫力的个体接种仍可起作用；"核 酸疫苗与减毒活疫苗和载体活疫苗一样引起 345 应答，但却不存在后两者毒力回升的危险，也不存 在散毒、病毒污染及个体传染源的敏感性相关的毒 力改变，对于常规疫苗难以培养或危险的致病体， 核酸疫苗则易于构建；#免疫应答持久。由于外源 基因可以在体内存在较长时间，并不断表达外源蛋 白，它可以持续地给免疫系统提供刺激，因此，很微 量的抗原即可刺激机体产生强而持久的免疫应答； $方法简便，价格低廉。核酸疫苗仅需在细菌中生 产，构建高效表达质粒，与普通疫苗相比，核酸疫苗 的制作省去了抗原提取和纯化等繁琐耗时的过程， 核酸疫苗用量少，比其它疫苗更经济；%核酸疫苗 具有相同的理化性质，为联合免疫提供了可能。基 因免疫只对表达的抗原而不对载体产生免疫应答， 故同一质粒可以用于转运不同的靶基因而多次使 用，也可在一个载体上构建表达多种抗原的被称为 “复合疫苗”或多价疫苗的多功能疫苗，达到一次免 疫能取得多次不同免疫相同的免疫效果；&核酸疫 苗可以加工成干燥的小粒便于贮藏和运输。干燥的 ./0 小粒在室温下相对稳定，不需要冷藏设备，因 此对边远地区的使用也较为方便。核酸疫苗在给与 前即刻加水就能简单地恢复原状，这在经济上和公 共卫生方面都是有利的。 ! 结语 随着生物技术的飞速发展和国际间合作的不 断加强，经过三次疫苗革命，展望 $* 世纪，我们有 理由相信，动物疫苗的明天会更灿烂。随着一系列 安全高效的新型疫苗的问世，动物的传染病也将一 个接一个地被控制和消灭。 ! 专家论坛 印 度 饲 料 价 格 上 涨 导 致 印 度 养 禽 业 危 机 !