非洲豬瘟疫苗研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)：保護(hù)性免疫

陳權(quán)

摘 要：非洲豬瘟（African Swine Fever，ASF）是家豬的一種急性病毒性出血性疾病，可導(dǎo)致感染豬群近100%的死亡率，我們可以認(rèn)為ASF是目前全球養(yǎng)豬業(yè)面臨的最嚴(yán)重的新興疾病威脅之一。ASF疫情在高加索地區(qū)和俄羅斯（2007年至今）毀滅性的暴發(fā)和持續(xù)流行突出了這種疾病威脅的嚴(yán)重性。目前，用于控制ASF的疫苗還沒(méi)有研制成功，因此撲殺感染豬是控制非洲豬瘟唯一有效的措施。然而，很明顯，免疫接種是有可能的，因?yàn)榭茖W(xué)家已經(jīng)清楚地證明可以用非洲豬瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）的同源株防止病毒的再次感染。由于我們對(duì)有關(guān)ASFV感染和免疫、ASFV毒株在自然界的變異程度以及確定能夠誘導(dǎo)豬產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)的病毒蛋白（保護(hù)性抗原）的認(rèn)識(shí)存在巨大的空白，ASF疫苗的發(fā)展受到了阻礙。本綜述將探討ASF疫苗的設(shè)計(jì)和研發(fā)所面臨的挑戰(zhàn)，重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)現(xiàn)有知識(shí)的不足。

關(guān)鍵詞：非洲豬瘟；保護(hù)性免疫；非洲豬瘟疫苗；保護(hù)性抗原

非洲豬瘟（African Swine Fever，ASF）在高加索地區(qū)和俄羅斯破壞性的暴發(fā)和持續(xù)流行（2007年至今）凸顯了ASF對(duì)全球養(yǎng)豬業(yè)的威脅。從格魯吉亞的一次單純傳入開(kāi)始，ASF迅速在整個(gè)高加索地區(qū)蔓延，并傳入俄羅斯，到達(dá)波羅的海、波蘭和烏克蘭，現(xiàn)在威脅到西歐的門(mén)戶(hù)。多種因素，包括非洲豬瘟在非洲（以及現(xiàn)在在俄羅斯和高加索地區(qū)）的天然儲(chǔ)存宿主、在新發(fā)病地區(qū)形成地方性ASF的潛力、ASF在豬與豬之間快速高效傳播、非洲豬瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）在環(huán)境中相對(duì)穩(wěn)定存在以及缺乏ASF疫苗等，都對(duì)ASF的控制提出了重大的挑戰(zhàn)。

非洲豬瘟是ASFV引起的，該病毒是非洲豬瘟病毒科的唯一成員，也是唯一已知的DNA蟲(chóng)媒病毒。ASFV是一種大型包膜病毒，包含約190個(gè)千堿基對(duì)（Kilobase Pairs，KBP）的雙鏈DNA基因組，可編碼170多種蛋白質(zhì)。ASFV的基因組結(jié)構(gòu)和復(fù)制策略與其他大型雙鏈DNA病毒，尤其是痘病毒相同。

ASF是家豬的一種出血性疾病，會(huì)出現(xiàn)多種發(fā)病形式，從高致死率（100%死亡率）到亞臨床型。Velela等在感染ASFV高致病毒株的豬中觀察到了由血管內(nèi)凝結(jié)物激活引起的凝血和血流動(dòng)力學(xué)變化（出血、水腫、腹水和休克）。ASFV能夠感染單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)胞，包括高度分化的固定組織巨噬細(xì)胞和特異性譜系的網(wǎng)狀細(xì)胞，另外ASFV的強(qiáng)毒株在受影響的組織中能夠引起重大的損害。ASFV在這些類(lèi)型的細(xì)胞體內(nèi)復(fù)制和誘導(dǎo)標(biāo)記細(xì)胞病理學(xué)的能力似乎是ASFV毒力的一個(gè)關(guān)鍵因素。我們對(duì)導(dǎo)致ASFV感染出現(xiàn)不同結(jié)果的病毒因素和宿主因素仍知之甚少。

從疾病控制的角度來(lái)看，值得注意的是ASFV能夠在疣豬和急性感染該病毒后幸存的家豬中長(zhǎng)期流行。在試驗(yàn)條件下，ASFV仍然能夠存在于大部分感染ASFV中等毒力毒株的家豬中，并且在感染70 d后被排放到環(huán)境中（最后一個(gè)檢測(cè)到病毒的采樣點(diǎn)）。ASFV的DNA可以用持續(xù)感染ASFV且至少感染500 d后的豬的外周血單核細(xì)胞聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）擴(kuò)增。雖然ASFV的持續(xù)感染對(duì)病毒在家豬群中持續(xù)存在和傳播的實(shí)際影響尚不確定，但是對(duì)從ASF流行區(qū)屠宰場(chǎng)中無(wú)臨床癥狀的豬上采集的血液樣本進(jìn)行的ASFV DNA檢測(cè)表明，長(zhǎng)期或持續(xù)受到感染的豬可能是病毒在流行地區(qū)持續(xù)存在的原因。

盡管ASF在1921年就已經(jīng)被確診并且持續(xù)威脅著養(yǎng)豬業(yè)，但是ASF疫苗還沒(méi)有開(kāi)發(fā)成功。當(dāng)前的數(shù)據(jù)表明，ASF疫苗可以成功開(kāi)發(fā)，因?yàn)榧毙愿腥続SFV后存活的豬會(huì)對(duì)同源病毒的感染產(chǎn)生長(zhǎng)期抵抗力。然而，疫苗的開(kāi)發(fā)因科學(xué)家在有關(guān)ASFV感染和免疫、ASFV毒株變異程度和ASFV蛋白（保護(hù)性抗原）誘導(dǎo)豬產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)方面的知識(shí)存在巨大的空白而受到阻礙。

要想在ASF疫苗的研究方面取得進(jìn)展需要填補(bǔ)一些關(guān)鍵知識(shí)的空白。一旦鑒定出保護(hù)性抗原，同時(shí)目前在自然儲(chǔ)存庫(kù)中流行的ASFV毒株的多樣性得到確定，我們就可以開(kāi)發(fā)出廣譜高效的且可交叉免疫的疫苗。理想情況下，疫苗不僅要安全高效，而且能夠使人們區(qū)分感染動(dòng)物和接種動(dòng)物（Differentiate Infected from Vaccinated Animal，DIVA），因此適合在非流行地區(qū)緊急使用。提供高效ASF疫苗將有助于改善人們對(duì)ASF疫情的控制，減少包括非洲大陸在內(nèi)的疫病流行地區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失?？刂频胤叫粤餍械腁SF能夠進(jìn)一步減小ASF對(duì)無(wú)病地區(qū)的威脅，并可降低病毒傳入的可能性。

我們尚不清楚動(dòng)物對(duì)ASFV的保護(hù)性免疫機(jī)制。像大多數(shù)病毒感染一樣，動(dòng)物對(duì)ASFV感染產(chǎn)生的體液免疫反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng)似乎對(duì)自身的保護(hù)很重要。僅被動(dòng)轉(zhuǎn)移ASFV抗體就足以保護(hù)豬免受ASFV的毀滅性感染。與這些抗體介導(dǎo)型保護(hù)反應(yīng)相關(guān)的效應(yīng)機(jī)制和誘導(dǎo)的病毒蛋白尚未被確定。Ruiz-Gonzalvo等、Zsak等、Borca等和Gómez-Puertas等已經(jīng)闡述了ASFV中和抗體，但在體外未能以與豬體內(nèi)ASFV交叉保護(hù)相關(guān)的方式發(fā)生交叉中和，這就增加了人們對(duì)其保護(hù)性免疫重要性的懷疑。

由抗ASFV抗體在體外介導(dǎo)的細(xì)胞溶解效應(yīng)器功能已經(jīng)有記錄。然而，Norley和Wardley尚未在體外的補(bǔ)體依賴(lài)性抗體溶解或抗體依賴(lài)性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性抗體滴度與體內(nèi)的保護(hù)性免疫之間發(fā)現(xiàn)明顯的相關(guān)性。有趣的是，Malmguist證明，抗ASFV抗體在巨噬細(xì)胞培養(yǎng)中對(duì)ASFV復(fù)制有新的抑制作用。持續(xù)存在的康復(fù)豬血清（要未稀釋的10%濃縮物）會(huì)抑制用ASFV的同源毒株但非異源毒株感染自體血沉棕黃層細(xì)胞培養(yǎng)基。這種單核細(xì)胞感染抑制（Monocyte Infection-Inhibition，M-II）活性由純化的IgG介導(dǎo)，并且在病毒吸附發(fā)生后能夠有效抑制病毒的復(fù)制。最值得注意的是，動(dòng)物體內(nèi)的M-II抗體滴度與對(duì)病毒感染的抵抗力有關(guān)。

多種數(shù)據(jù)支持細(xì)胞免疫反應(yīng)在ASFV保護(hù)性免疫上的作用。豬的淋巴細(xì)胞消耗試驗(yàn)表明，細(xì)胞毒性CD8+淋巴細(xì)胞對(duì)ASFV的清除和抵抗很重要，保護(hù)作用與ASFV毒株特異性CD8+ T細(xì)胞反應(yīng)相關(guān)。此外，體外IFN-G反應(yīng)與抗ASFV異源毒株感染的交叉保護(hù)程度相關(guān)。Argilaguet等和Lacasta等認(rèn)為，在接種DNA疫苗后獲得部分保護(hù)的動(dòng)物受到挑戰(zhàn)時(shí)，缺乏可檢測(cè)水平的ASFV抗體可以解釋為支持細(xì)胞免疫在防衛(wèi)感染上的作用。

因此，雖然體液免疫反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng)似乎對(duì)動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)作用很重要，但人們對(duì)介導(dǎo)抗ASFV免疫的特異性機(jī)制的了解仍處于早期，并且沒(méi)有確立保護(hù)作用的決定性免疫相關(guān)性?！酢?/p>

原題名：Challenges for African swine fever vaccine development—“perhaps the end of the beginning”（英文）

原作者：D. L. Rock（美國(guó)伊利諾伊大學(xué)）