崔麗榮,王嘉珍,李 亮,何長生,邢 剛,劉雪蘭,孫 裴,魏建忠,李 郁*
(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,安徽 合肥 230036;2.安徽動(dòng)物疫病預(yù)防與控制中心,安徽 合肥 230091;3.馬鞍山史記動(dòng)物健康管理有限公司,安徽 馬鞍山 238251)
豬鏈球菌病是由鏈球菌屬中豬鏈球菌(Streptococcus suis,SS)、馬鏈球菌類馬亞種、馬鏈球菌獸疫亞種和蘭氏分群中D、E、L 群鏈球菌引起的一種常見豬傳染病。其中,SS 是世界范圍內(nèi)引起豬鏈球菌病最主要的病原。在SS 已知的35 種血清型中,以血清2 型(Streptococcus suisserotype 2,SS2)分離率最高,致病力最強(qiáng)[1]。然而,近年來血清3 型(Streptococcus suisserotype 3,SS3)和血清4 型(Streptococcus suisserotype 4,SS4)在國內(nèi)外發(fā)病豬中均較為普遍且分離率呈逐年上升的態(tài)勢,甚至成為局部地區(qū)的優(yōu)勢血清型[2-6]。本實(shí)驗(yàn)室于2018 年~2020 年對安徽、江蘇、山東、河北、廣西等地區(qū)發(fā)病豬細(xì)菌流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,SS2 分離率最高,其次是SS4 和SS3。
一直以來抗生素是養(yǎng)殖企業(yè)治療豬鏈球菌病的主要手段,但長期不合理的濫用亂用,致使SS 耐藥問題日趨嚴(yán)重[7]。在當(dāng)前全面開展減抗、限抗并逐步朝向禁抗的大趨勢下,疫苗免疫則成為預(yù)防豬鏈球菌病的有效措施。目前已有的商用SS 疫苗主要針對SS2 和SS7(Streptococcus suisserotype 7,SS7),尚未有SS3 和SS4 疫苗。由于SS 血清型眾多,不同血清型菌株之間缺乏交互免疫力,流行血清型的分布情況也隨著地理區(qū)域不同而有所變化,所以在生產(chǎn)實(shí)際中常會(huì)出現(xiàn)疫苗接種后免疫效果不確實(shí)的現(xiàn)象。滅活苗憑借其使用安全,研制周期短,易于保存及運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)在臨床上普遍應(yīng)用,而多價(jià)滅活苗能對多種血清型菌株產(chǎn)生免疫保護(hù)作用。因此,開展SS 多價(jià)滅活苗的研制意義顯著。
本研究將篩選出的3 株用于制備疫苗的SS 菌株(代號/血清型分別為HF2/SS2,BB15-4/SS3,HBgu18-4/SS4)經(jīng)甲醛滅活后、以ISA 201VG 礦物油佐劑進(jìn)行配比乳化,制備滅活前為1.0×109cfu/mL、2.0×109cfu/mL、4.0×109cfu/mL 3 種活菌濃度的SS 三價(jià)(血清2、3、4 型)滅活苗,進(jìn)而以昆明鼠為動(dòng)物模型進(jìn)行免疫效果評價(jià),同時(shí)與SS 商用疫苗作平行比較,為新型SS 三價(jià)滅活苗的研發(fā)提供技術(shù)儲(chǔ)備,為有效防控豬鏈球菌病奠定基礎(chǔ)。
1.1 菌株、疫苗及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物SS2、SS3 和SS4 疫苗用菌株代號分別為HF2、BB15-4、HBgu18-4,攻毒菌株代號分別為BZ1、BB15-4、HBgu18-4,均由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物傳染病實(shí)驗(yàn)室篩選與保存[8-9](表1);豬鏈球菌病三價(jià)滅活疫苗(C 群XS 株、SS2 LT 株和SS7 YZ 株)購自武漢科前生物股份有限公司(生產(chǎn)批號:20200406);體質(zhì)量為18 g~22 g、6 周齡~8 周齡清潔級雌性昆明鼠購自安徽醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。
表1 菌株的背景信息Table 1 Background information of Streptococcus suis strains used in this study
1.2 主要試劑酵母浸膏胰酪胨大豆瓊脂(TSAYE)、酵母浸膏胰酪胨大豆肉湯(TSB-YE)均購自紹興天恒生物科技有限公司;礦物油佐劑ISA 201VG購自法國賽比克公司;甲醛溶液購自上海蘇懿化學(xué)試劑有限公司;小鼠脾臟組織淋巴細(xì)胞分離試劑盒購自天津?yàn)笊镏破房萍加邢挢?zé)任公司;HRP 標(biāo)記的羊抗鼠IgG(IgG-HRP)購自美國博士德生物工程有限公司;細(xì)胞因子ELISA 檢測試劑盒(IL-4、IL-10、IFN-γ、TFN-β、MCP-1)購自美國RB 公司;流式細(xì)胞抗體試劑盒購自上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司。
1.3 SS 三價(jià)(血清2、3、4 型)滅活苗的制備與檢驗(yàn)將3 株制苗菌株培養(yǎng)液中的活菌數(shù)均分別調(diào)整為1.0×109cfu/mL、2.0×109cfu/mL、4.0×109cfu/mL 3 種濃度后細(xì)菌滅活,其中SS2、SS3 試驗(yàn)菌株(HF2、BB15-4)用終濃度為0.3%的甲醛、37 ℃條件下滅活15 h,SS4 試驗(yàn)菌株(HBgu18-4)用終濃度為0.15%的甲醛、37 ℃條件下滅活11 h。以ISA 201VG礦物油佐劑配比乳化,制備3 種活菌濃度的SS 三價(jià)滅活苗,依次命名V-a、V-b 和V-c,待疫苗檢驗(yàn)合格后[10],利用昆明鼠進(jìn)行免疫效果評價(jià)。
1.4 昆明鼠分組及免疫將190 只小鼠,隨機(jī)分成6 組(編號分別為A、B、C、D、E、F)。其中A~D組為免疫組(每組35 只小鼠),依次免疫V-a、V-b、V-c、商用疫苗;E、F 組分別為攻毒對照組(35 只小鼠)和陰性對照組(15 只小鼠),均接種等體積滅菌生理鹽水。接種劑量均為0.2 mL/只,接種途徑均為頸部皮下多點(diǎn)注射。接種2 次,間隔14 d。
1.5 各組小鼠血清中IgG 抗體檢測于首免后14 d與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清,每組3只。用全菌體超聲裂解物包被酶標(biāo)板,參照文獻(xiàn)[11]中的ELISA 方法檢測HF2(SS2)、BB15-4(SS3)、HBgu18-4(SS4)免疫小鼠后血清中的IgG 抗體效價(jià)。
1.6 各組小鼠的血清殺菌試驗(yàn)于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清,每組3 只,血清經(jīng)56 ℃熱處理30 min 為滅活補(bǔ)體。免疫組為小鼠血清+健康豚鼠血清(補(bǔ)體)+菌懸液(分別為BZ1、BB15-4、HBgu18-4,以生長菌落數(shù)為100 cfu~200 cfu的菌液稀釋濃度為試驗(yàn)菌懸液濃度。下同);抗體對照組為小鼠血清+健康豚鼠血清(滅活補(bǔ)體)+菌懸液;補(bǔ)體對照組為PBS 稀釋液+健康豚鼠血清(補(bǔ)體)+菌懸液;體系對照組為PBS 稀釋液+健康豚鼠血清(滅活補(bǔ)體)+菌懸液。各組置37 ℃孵育1 h 后,涂布于TSA-YE 培養(yǎng)基,培養(yǎng)24 h 后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù),殺菌率(%)=[1-免疫組菌落數(shù)/補(bǔ)體對照組菌落數(shù)]×100%,若免疫組孔內(nèi)菌落的數(shù)量為補(bǔ)體對照孔的50%以下即判為“殺菌”,否則判為“不殺菌”。
1.7 各組小鼠血清中相關(guān)細(xì)胞因子含量的測定于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清,每組3 只。利用相應(yīng)細(xì)胞因子試劑盒對各組小鼠產(chǎn)生的白細(xì)胞介素4(IL-4)、白細(xì)胞介素10(IL-10)、γ干擾素(IFN-γ)、腫瘤壞死因子β(TNF-β)、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)的細(xì)胞因子含量進(jìn)行檢測。
1.8 各組小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)首免14 d 和二免7 d 后,采集各免疫組和陰性對照組小鼠,每組3只。將斷頸處死后的小鼠,在75%乙醇中浸泡消毒3 min~5 min 后,無菌取出脾臟,利用小鼠脾淋巴細(xì)胞分離試劑盒制備脾淋巴細(xì)胞懸液,以噻唑藍(lán)溴化四唑比色法(MTT 法)測定脾淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)(SI),SI=免疫孔OD570nm均值/陰性對照孔OD570nm均值[12]。
1.9 各組小鼠外周血中CD4+、CD8+ T 細(xì)胞亞群百分比的測定于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D組和F 組小鼠外周血至抗凝管,每組3 只。取抗凝管中的100 μL 外周血至2 mL 無菌離心管中,加入1.8 mL 紅細(xì)胞裂解液,顛倒混勻后靜置30 min。1 500 r/min 離心5 min,棄上清液。加入1.8 mL 無菌PBS 緩沖液(pH=7.2)反復(fù)吹吸。1 500 r/min 離心10 s,棄去多余液體,保留約200 μL~300 μL 的液體和白細(xì)胞于管底,吹打混勻。設(shè)4 個(gè)陰性對照組,第1 組只加入紅細(xì)胞裂解液,不加熒光抗體染色;另外3 組分別加入CD3+、CD4+和CD8+單一熒光染料。將各組樣品混勻后置4 ℃避光孵育30 min。用無菌PBS 緩沖液(pH=7.2)洗滌孵育后的樣品,2 500 r/min 離心5 min,棄上清液,加入500 μL 無菌PBS 緩沖液(pH=7.2),吹打混勻。將各組細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至流式管。利用流式細(xì)胞儀檢測并分析數(shù)據(jù)[13]。
1.10 各組小鼠的免疫保護(hù)率測定二免7 d 后,將免疫組(A~D)小鼠分別再分為3 組(編號分別為A1~A3、B1~B3、C1~C3、D1~D3),另設(shè)攻毒對照組(E1~E3)和陰性對照組(F1~F3),每小組5 只。采用腹腔注射的方式對小鼠攻毒,攻毒菌株分別為BZ1(SS2)、BB15-4(SS3)和HBgu18-4(SS4),攻毒劑量分別為5LD100、5LD50和5LD50,陰性對照組注射滅菌生理鹽水。攻毒后,觀察各組小鼠的精神狀態(tài)、飲食欲及死亡等情況,計(jì)算各組小鼠免疫保護(hù)率。免疫保護(hù)率(%)=[1-免疫組死亡率/對照組死亡率]×100%。
1.11 各組小鼠內(nèi)臟組織荷菌數(shù)的測定在小鼠攻毒3 d、7 d 后,分別無菌采集感染小鼠的肺、肝、脾和腎臟于1.5 mL 離心管中,稱量組織重量,按一定比例加無菌PBS 和磁珠研磨;10 倍倍比稀釋后分別取原液、1∶10、1∶100 3 個(gè)稀釋度的組織懸液1 mL,均勻涂布于TSA-YE 固體培養(yǎng)基,平板計(jì)數(shù)法測定不同菌株攻毒后各臟器(肺、肝、脾、腎)中的細(xì)菌菌落數(shù)。
1.12 各組小鼠病理組織學(xué)觀察攻毒7 d 后,采集免疫組、陰性對照組和攻毒對照組小鼠的肺、肝、脾和腎臟,置于10%福爾馬林中,24 h 后重新更換福爾馬林,進(jìn)行固定和保存,制作組織病理切片,觀察各臟器的組織病理學(xué)變化。
1.13 數(shù)據(jù)處理本實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)的差異性統(tǒng)計(jì)均采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析,數(shù)據(jù)繪圖均使采用Graphpad.8.0 軟件繪制。
2.1 各組小鼠血清中IgG 抗體檢測結(jié)果于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清,通過間接ELISA 的方法檢測各組小鼠血清中IgG 抗體水平。結(jié)果顯示,首免后14 d 與二免后7 d,A~D 組小鼠的IgG 抗體含量始終保持相同水平,且均顯著高于F 組(P<0.05)。二免7 d 后,A~D 組的IgG 抗體水平顯著上升(P<0.05),F(xiàn) 組小鼠的IgG 抗體水平則無顯著變化(P>0.05)(表2)。表明制備的3 種活菌濃度的SS 三價(jià)滅活苗均可刺激小鼠產(chǎn)生較高水平的抗體,且與商用疫苗相一致,均為1∶12 800。
表2 SS三價(jià)滅活苗免疫小鼠血清中IgG抗體水平測定結(jié)果Table 2 Determination of IgG antibody level in serum of mice immunized with SS trivalent inactivated vaccine
2.2 各組小鼠的血清殺菌試驗(yàn)結(jié)果于首免后14 d與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清,進(jìn)行血清殺菌試驗(yàn)。結(jié)果顯示,補(bǔ)體對照組菌落數(shù)為120 cfu。首免14 d 后,A~D 組菌落數(shù)均高于補(bǔ)體對照的50%,對SS 不具有殺滅作用。二免7 d 后,A~D 組菌落數(shù)均顯著降低,且低于補(bǔ)體對照組的50%,對SS具有殺滅作用且各組之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但與F 組差異顯著(P<0.05)。二免7 d 與首免14 d 相比,A~D 組菌落數(shù)均顯著減少(P<0.05),F(xiàn) 組菌落數(shù)始終無顯著變化(P>0.05)(圖1)。表明制備的3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗免疫小鼠后,血清中的功能性抗體均具有高度殺菌活性,與商用疫苗無顯著差異。
圖1 各組小鼠血清殺菌試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Results of serum bactericidal test
2.3 各組小鼠血清中相關(guān)細(xì)胞因子含量的測定結(jié)果于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清,并按照細(xì)胞因子試劑盒說明書,對各組小鼠血清中的細(xì)胞因子含量進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示,首免后14 d 與二免后7 d,A~D 組小鼠血清中IL-4、IL-10、IFN-γ、TNF-β、MCP-1 含量與F 組相比均有所升高(P<0.05),且各免疫組間差異不顯著(P>0.05)(圖2)。表明制備的3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗均可誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生較高水平的細(xì)胞因子,與商用疫苗無顯著差異。
圖2 小鼠血清中相關(guān)細(xì)胞因子檢測結(jié)果Fig.2 Levels of detection of relevant cytokines in sera of mice
2.4 各組小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)結(jié)果于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠血清并制備脾淋巴細(xì)胞懸液,以MTT 法進(jìn)行脾淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)。結(jié)果顯示,首免后14 d 與二免后7 d,A~D 組小鼠脾淋巴細(xì)胞的SI值持續(xù)上升,F(xiàn)組小鼠的SI值始終無顯著變化(P>0.05)。二免7 d 后,A~D 組小鼠的SI 值持續(xù)上升且顯著高于F 組(P<0.05)(圖3)。表明制備的3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗均能有效地刺激小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖,使其淋巴細(xì)胞不斷活化、增殖和分化,從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答能力,且與商用疫苗無顯著差異。
圖3 小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Proliferation test results of spleen lymphocytes in mice
2.5 各組小鼠外周血中CD4+、CD8+ T 細(xì)胞亞群百分比測定結(jié)果于首免后14 d 與二免后7 d,采集A~D 組和F 組小鼠外周血,并采用流式細(xì)胞術(shù)檢測CD4+/CD3+、CD8+/CD3+T 細(xì)胞亞群含量。結(jié)果顯示,首免14 d 后,A~D 組的CD4+/CD3+、CD8+/CD3+T細(xì)胞比率均顯著高于F 組(P<0.05)。二免7 d 后,A~D 組的CD8+/CD3+T 細(xì)胞比率均呈上升趨勢。其中,B組的CD4+/CD3+T細(xì)胞比率顯著高于A、C、D組P<0.05),但A、C、D 組之間差異不顯著(P>0.05)(圖4)。表明制備的3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗均可誘導(dǎo)小鼠T 細(xì)胞亞群比率持續(xù)升高,且B 組的誘導(dǎo)能力強(qiáng)于A、C、D 組。
圖4 小鼠外周血中CD4+、CD8+細(xì)胞亞群在總T細(xì)胞中所占百分比Fig.4 Percentage of CD4+,CD8+subpopulations in peripheral blood of mice in total T cells
2.6 各組小鼠的免疫保護(hù)率測定結(jié)果二免7 d后,均以BZ1、BB15-4 和HBgu18-4 菌株攻毒免疫A~D 組和攻毒對照組(E 組)小鼠,陰性對照組(F組)接種等體積滅菌生理鹽水,每組15 只,觀察7 d,計(jì)算小鼠死亡率。結(jié)果顯示,攻毒7 d 后,E組小鼠均死亡,F(xiàn) 組小鼠均存活,試驗(yàn)成立。在各免疫組中,B、C 組的免疫保護(hù)率均為100%,A、D組的免疫保護(hù)率分別為86.67%和80%(表3)。表明制備的3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗和商用疫苗均能使小鼠產(chǎn)生良好的免疫保護(hù)力。
表3 SS三價(jià)滅活苗對小鼠的免疫保護(hù)率測定結(jié)果Table 3 Immune protection rate of SS trivalent inactivated vaccine in mice
2.7 各組小鼠內(nèi)臟組織荷菌數(shù)檢測結(jié)果在小鼠攻毒3 d、7 d 后,采集不同臟器(肺、肝、脾、腎)測定組織荷菌數(shù)。結(jié)果顯示,攻毒3 d 后,A~D 組小鼠的肺、肝、脾、腎臟組織中均有一定數(shù)量的細(xì)菌定植,且各組間無顯著差異(P>0.05),而與E 組差異顯著(P<0.05);攻毒7 d 后,A~D 組BZ1 菌株菌落數(shù)為0 且與E 組不同組織器官的荷菌數(shù)差異顯著(P<0.05),A~C 組BB15-4 和HBgu18-4 菌株菌落數(shù)為0 且與D、E 組不同組織器官的荷菌數(shù)差異顯著(P<0.05),而D、E 組不同組織器官的荷菌數(shù)無顯著差異(P>0.05)(圖5)。表明制備的3 種濃度的SS三價(jià)滅活苗均能有效清除SS2、SS3、SS4 在體內(nèi)的定植,商用疫苗能有效清除SS2 在體內(nèi)的定植。
圖5 BZ1、BB15-4、HBgu18-4菌株感染后小鼠各臟器組織中的含菌量Fig.5 BZ1,BB15-4,HBgu18-4 bacterial content of bacteria in various organs of mice after infection
2.8 各組小鼠的組織病理切片觀察結(jié)果于攻毒7 d后取A~F 組小鼠的肺、肝、脾、腎臟制作組織病理切片,觀察組織病理變化。結(jié)果顯示,A1~D1、A2~C2、B3、C3 組肺臟整體結(jié)構(gòu)正常,未見明顯炎性反應(yīng),D2 組肺間質(zhì)輕微充血,A3、D3 組肺泡壁輕微增厚,但未見明顯炎性細(xì)胞浸潤(圖6)。C1 組肝臟整體結(jié)構(gòu)基本正常,A1、B1、D1組有少量炎性細(xì)胞浸潤,A2~C2、D2 組肝細(xì)胞輕微水腫,A3~C3組肝竇輕微充血擴(kuò)張,未見明顯炎性反應(yīng),D3 組肝細(xì)胞輕微水腫,少量炎性細(xì)胞浸潤(圖7)。A1~C1、B2、C2、B3 和C3 組脾臟整體結(jié)構(gòu)正常,D1~D3、A2~A3 組可見少量多核巨細(xì)胞浸潤(圖8)。A1~D1、C2、A3~C3 組腎臟整體結(jié)構(gòu)基本正常,A2、B2 和D2組少量腎小球萎縮,未見明顯炎性細(xì)胞浸潤,D3組腎組織可見少量腎小球萎縮,未見明顯炎性細(xì)胞浸潤(圖9)。
陰性對照組F 組小鼠各臟器均無明顯病理變化(圖6~圖9)。攻毒對照組E1、E3 組小鼠肺泡壁明顯增厚,E2 組肺泡融合擴(kuò)張形成較大囊泡(圖6);E1、E2組肝細(xì)胞明顯水腫,大量炎性細(xì)胞浸潤,E3組肝竇間隙明顯增大,明顯炎性細(xì)胞浸潤(圖7);E1、E2 和E3 組脾組織整體結(jié)構(gòu)異常,紅髓白髓界限不分明,組織可見大量多核巨細(xì)胞浸潤(圖8);E1 組腎小管上皮細(xì)胞細(xì)胞核壞死溶解消失,僅存腎小管輪廓,E2 和E3 組整體結(jié)構(gòu)異常,可見大量腎小管上皮細(xì)胞疏松水腫,少量腎小球明顯萎縮(圖9)。
圖6 BZI、BB15-4、HBgu18-4攻毒后各組小鼠肺臟組織病理學(xué)變化(HE染色,200×)Fig.6 Histopathological changes of lung in each group of mice after BZ1,BB15-4,HBgu18-4 attack(HE staining,200×)
圖7 BZI、BB15-4、HBgu18-4攻毒后各組小鼠肝臟組織病理學(xué)變化(HE染色,200×)Fig.7 Histopathological changes of liver in each group of mice after BZ1,BB15-4,HBgu18-4 attack(HE staining,200×)
圖8 BZI、BB15-4、HBgu18-4攻毒后各組小鼠脾臟組織病理學(xué)變化(HE染色,200×)Fig.8 Histopathological changes of spleen in each group ofmice after BZ1,BB15-4,HBgu18-4 attack(HE staining,200×)
圖9 BZI、BB15-4、HBgu18-4攻毒后各組小鼠腎臟病理組織學(xué)變化(HE染色,200×)Fig.9 Histopathological changes of kidney in each group of mice after BZ1,BB15-4,HBgu18-4 attack(HE staining,200×)
綜合3 種菌(BZ1、BB15-4、HBgu18-4 株)攻毒后各組小鼠組織(肺、肝、脾、腎臟)病理變化,表明制備的3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗免疫小鼠后,均可刺激機(jī)體產(chǎn)生良好免疫保護(hù)效果,且攻毒后對小鼠肺、肝、脾、腎臟的病理變化的損傷程度均較輕微。
豬鏈球菌病是由SS 引起的以豬的腦膜炎、關(guān)節(jié)炎、心內(nèi)膜炎以及敗血癥等臨床癥狀為主要特征的細(xì)菌性傳染病。近年來,隨著全球養(yǎng)殖場集約化、規(guī)?;l(fā)展以及生豬頻繁引種和調(diào)動(dòng),致使該病的發(fā)病率和致死率明顯升高,給養(yǎng)豬業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[14]。抗生素和疫苗接種可用于豬鏈球菌病的防控,但長期不合理的使用抗生素,容易導(dǎo)致SS 耐藥性的產(chǎn)生和耐藥譜的拓寬,疫苗接種儼然成為防控該病的主要措施。但SS 血清型眾多,不同血清型甚至相同血清型不同菌株之間缺乏有效的交叉保護(hù)力,且不同地區(qū)優(yōu)勢菌株分布常處于動(dòng)態(tài)流行中,導(dǎo)致某些豬場雖開展了免疫工作卻未達(dá)到理想的保護(hù)效果。因此,研制出交叉保護(hù)性強(qiáng)的SS 疫苗意義顯著。滅活苗憑借研制周期短,使用安全,易制備多價(jià)、多聯(lián)苗等優(yōu)勢,在臨床上得以普遍應(yīng)用,是生產(chǎn)實(shí)際中防制多種血清型菌株的最優(yōu)選擇。
不同血清型SS 菌株異質(zhì)性明顯,抗原性存在較大差別,因此鑒定與篩選疫苗用優(yōu)勢菌株,對地區(qū)性豬鏈球菌病的防控至關(guān)重要。此外,在疫苗制備的各個(gè)環(huán)節(jié)中,提高疫苗中的有效抗原含量是疫苗免疫效果的關(guān)鍵[15]。不僅如此,滅活條件和佐劑也是影響疫苗免疫效果的主要因素[16]。本實(shí)驗(yàn)室前期對某集團(tuán)公司分布在安徽、江蘇、山東、河北、廣西等5 個(gè)地區(qū)的家庭農(nóng)場,以及安徽地區(qū)不同規(guī)模養(yǎng)豬場(戶)進(jìn)行豬細(xì)菌病流行病學(xué)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)主要以SS2、SS3 和SS4 的感染為主。進(jìn)而通過小鼠致病性、抗原性和穩(wěn)定性試驗(yàn),綜合篩選得到3 株用于制備疫苗的SS 菌株(HF2、BB15-4 和HBgu18-4株)。本研究在此基礎(chǔ)上,將HF2 和BB15-4 株采用終濃度為0.3%的甲醛37 ℃條件下作用15 h;HBgu18-4 株采用終濃度為0.15%的甲醛37 ℃條件下作用11 h 后滅活,以ISA 201VG 礦物油佐劑配比乳化,制備滅活前分別為1.0×109cfu/mL、2.0×109cfu/mL、4.0×109cfu/mL 3 種活菌濃度的SS 三價(jià)滅活苗,以昆明鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型,采用皮下多點(diǎn)注射途徑與SS商用疫苗同步免疫昆明鼠,進(jìn)行免疫效果評價(jià)。
IgG 抗體是血清中含量最多的抗體,且持續(xù)時(shí)間長,是機(jī)體抗感染免疫的主力,也是介導(dǎo)體液免疫的主要抗體[17]。但并非所有具有抗原結(jié)合能力的抗體均具有殺菌功能,而通過補(bǔ)體介導(dǎo)的血清殺菌試驗(yàn)?zāi)軌蛑苯臃从吵隹贵w的功能活性和疫苗的保護(hù)效果[18]。本研究中,A~D 組小鼠的IgG 抗體含量在整個(gè)免疫周期中始終保持相同水平,表明制備的3種濃度的SS 三價(jià)滅活苗與商用疫苗均能產(chǎn)生良好的體液免疫反應(yīng)。血清殺菌試驗(yàn)結(jié)果顯示,A~D 組小鼠免疫后血清中的功能性抗體均具有高度殺菌活性,表明其刺激機(jī)體產(chǎn)生的功能性抗體能夠抵抗細(xì)菌的感染,具有良好的免疫保護(hù)作用。綜合血清殺菌試驗(yàn)和IgG 抗體水平測定結(jié)果表明3 種濃度的SS三價(jià)滅活苗均可誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生大量特異性抗體與功能性抗體,可與機(jī)體免疫系統(tǒng)結(jié)合殺傷病原菌,與商用疫苗無顯著差異。
脾臟是免疫活性細(xì)胞即T、B 淋巴細(xì)胞定植及發(fā)生適應(yīng)性免疫應(yīng)答的場所[19]。脾淋巴細(xì)胞的增殖能力決定其所產(chǎn)生效應(yīng)淋巴細(xì)胞的數(shù)量和機(jī)體免疫應(yīng)答反應(yīng)的強(qiáng)度。T 淋巴細(xì)胞作為機(jī)體免疫系統(tǒng)中最重要的細(xì)胞群,可通過CD4+T 淋巴細(xì)胞(Th 細(xì)胞)和CD8+T 淋巴細(xì)胞(Tc 細(xì)胞)亞群釋放大量細(xì)胞因子增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答水平。其中,CD4+T 淋巴細(xì)胞可分為Th1 和Th2 兩個(gè)細(xì)胞亞群,Th1 細(xì)胞主要分泌IFN-γ、TNF-β 等,可刺激或增強(qiáng)細(xì)胞免疫應(yīng)答反應(yīng);Th2 細(xì)胞主要分泌IL-4 和IL-10 等,輔助體液免疫反應(yīng)。MCP-1 作為炎癥反應(yīng)的始動(dòng)因子,既能介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答,也能促進(jìn)細(xì)胞免疫應(yīng)答[20]。而Tc 細(xì)胞可在Th 細(xì)胞的輔助作用下,發(fā)揮特異性殺傷的功能。因此,細(xì)胞因子水平是機(jī)體免疫功能狀態(tài)的重要反映。本研究中,A~D 免疫組均可刺激小鼠脾淋巴細(xì)胞大量增殖,在誘導(dǎo)CD4+、CD8+T 淋巴細(xì)胞比率持續(xù)升高的同時(shí)還可刺激小鼠產(chǎn)生較高水平的細(xì)胞因子,表明3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗均可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞免疫反應(yīng),促進(jìn)體液免疫反應(yīng),從而產(chǎn)生持久的免疫保護(hù)效果,與商用疫苗無顯著差異。
SS 是一種常見的豬呼吸道細(xì)菌,常定植于扁桃體但不致病。當(dāng)機(jī)體抵抗力下降時(shí),SS 可從扁桃體向周圍淋巴組織擴(kuò)散,進(jìn)入血液,進(jìn)而侵襲不同組織器官,引起炎癥反應(yīng),使機(jī)體相應(yīng)部位形成病灶,造成機(jī)體的損傷或死亡。本研究從攻毒保護(hù)率、組織荷菌數(shù)、組織病理學(xué)方面,進(jìn)一步分析比較了3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗以及商用疫苗的免疫保護(hù)效果。B~C 組的免疫保護(hù)率均為100%,優(yōu)于A組(86.67%)和D 組(80%)。結(jié)合組織荷菌數(shù)分析和病理組織學(xué)變化證實(shí),與陰性對照組相比,B~C 組的各組織器官的SS 荷菌數(shù)均降低且無顯著差異,但相較于A 組,B~C 組的各組織器官病理變化較輕微或無明顯病理變化。而D 組經(jīng)BB15-4(SS3)和HBgu18-4(SS4)菌株攻毒后,均有一定數(shù)量的SS 定植且病理變化較明顯,這可能與商用疫苗中不包含SS3 和SS4 抗原有關(guān)。說明SS 不同血清型之間缺乏交叉保護(hù)力,多數(shù)血清型菌株只對同源菌株產(chǎn)生免疫保護(hù)作用,而對異源菌株的免疫保護(hù)力較弱,因而無法切實(shí)有效地保護(hù)實(shí)際生產(chǎn)中SS 優(yōu)勢菌株的感染。因此,在面對SS 多種血清型感染的情況下,選擇使用多價(jià)疫苗來防控豬鏈球菌病顯得尤為重要,這不僅可對當(dāng)前SS 動(dòng)態(tài)流行防制特點(diǎn)提供切實(shí)保護(hù),也是對目前商用疫苗無法滿足生產(chǎn)實(shí)際需求的有效補(bǔ)充。
綜合上述研究結(jié)果表明,3 種濃度的SS 三價(jià)滅活苗(V-a、V-b、V-c)免疫小鼠后均能產(chǎn)生良好的體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng),其中,當(dāng)SS 的濃度分別為2.0×109cfu/mL 和4.0×109cfu/mL(V-b、V-c)時(shí),疫苗免疫保護(hù)效果最佳,其免疫的小鼠均可有效抵抗SS2、SS3、SS4 強(qiáng)毒株的攻擊,可作為SS 三價(jià)(血清2、3 和4 型)滅活苗的候選疫苗。