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当前非洲猪瘟疫苗的研发现状及创新策略

时间:2019-09-29    点击: 次    来源:中国动物保健    作者:Teshale Teklue等,陈佳宁译 - 小 + 大

编者按:这篇综述的目的是概括目前的现状和不断发展的ASF疫苗设计趋势。我们旨在讨论有关免疫决定簇和ASFV免疫逃逸的最新知识。本综述的另一个主题则涵盖了实验性ASF疫苗的最新的免疫学设计,并描述了疫苗重设计的新构思。

摘要:非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的一种猪的高度致死性、出血性疾病,其病原具有独特且复杂的遗传特性。ASF持续在非洲,欧洲以及亚洲流行,严重影响了各国,尤其是中国养猪业的发展。本综述旨在概述ASF疫苗研发的当前情况和发展趋势。无法获得适用的ASF疫苗的部分原因是该病毒极为复杂,可编码与免疫逃逸相关的各种蛋白质。

此外,目前缺乏对ASFV免疫保护决定因素的了解,妨碍了合理的疫苗设计。由于ASFV免疫生物学具有许多未知特征,开发有效的ASF疫苗仍然是一项艰巨的任务。据报道,最新的DNA和减毒活疫苗具有很好的效果,尤其是减毒活疫苗已被证明可提供完全的同源保护。针对裂谷热,蓝舌病等多种疾病的单周期病毒疫苗策略的合理延伸有助于开发单周期ASF疫苗。

综上,短期内减毒活疫苗可能被用于ASF防控;但长期来看,单周期疫苗将是下一代ASF疫苗。

1. 简介

ASF是猪的一种高度传染性、出血性病毒病,尚无针对该病的商业化疫苗。该病极具破坏性,对未免疫的猪群致死率接近100%,可导致严重的社会经济损失。ASF首次报道于肯尼亚,此后仍在许多非洲国家流行。2007年,ASF传播至格鲁吉亚和俄罗斯,为无ASF的国家和地区发出了风险信号。最近,ASF已在包括中国在内的亚洲诸国出现,并迅速传播至中国的许多地区。目前,ASF仍然是受灾地区养猪业的沉重负担。 ASF临床症状多样,对家猪呈急性、亚急性、慢性和不明显形式感染,对丛林猪和疣猪呈温和或持续感染。接触感染猪或组织的体液可感染该病,也可通过饲喂未煮熟的猪副产品、受污染的螨虫和受感染的软蜱而传播。

ASF病原为非洲猪瘟病毒(ASFV),这是一种大的有囊膜的双链DNA病毒。ASFV是非洲猪瘟病毒科中非洲猪瘟病毒属的唯一成员,具有独特且复杂的遗传特性。 ASFV基因组的长度约为170至194 kb,不同分离株可编码的开放阅读框(ORF)为150-167个,核苷酸G + C含量为38-42%。ASFV编码的多个基因家族(MGF)占基因组的约17-25%。形态上,ASFV是对称的二十面体,并具有由多个结构组成的复杂的同心层。成熟的细胞外病毒颗粒由囊膜、衣壳、内部囊膜、含有核仁的核心壳组成。病毒的直径约为200 nm。

家猪和野猪中流行的有ASFV可分为24种基因型。丛林猪、巨型森林猪和疣猪表现为持续感染而没有临床症状,参与病毒的循环传播。此外,软蜱可以持续感染并作为媒介传播ASFV。因此,ASF的流行病学十分复杂,始终是一种具有挑战性的疾病。当前迫切需要研发安全有效的疫苗并缓解该病给养猪业带来巨大的经济损失。一方面,灭活的ASF疫苗即使与多种佐剂合用也未能诱导保护作用。另一方面,ASF减毒活疫苗则很有希望成功防控。据报道,免疫弱毒或减毒活疫苗的猪可以产生针对同源攻击的大量保护性反应。

这篇综述的目的是概括目前的现状和不断发展的ASF疫苗设计趋势。我们旨在讨论有关免疫决定簇和ASFV免疫逃逸的最新知识。本综述的另一个主题则涵盖了实验性ASF疫苗的最新的免疫学设计,并描述了疫苗重设计的新构思。 在本综述的最终主题和重点中,我们讨论了可能的下一代疫苗的研发,以及生物技术对ASF疫苗研发的促进作用。 通过总结最近的进展和ASF疫苗设计的新方法,我们希望能更好地定义疫苗研发障碍,从而有助于下一代ASF疫苗在未来填补的空白。

2. 对免疫逃避机制的探索可以指导ASF疫苗的设计

哺乳动物采用了一套复杂的防御机制来抵御入侵的病原体。反之,病原体也进化出多种策略来逃逸并利用宿主免疫系统成为自己的优势。因此,宿主病毒间的相互作用是共同进化的生物学过程,疾病则是病毒成功逃避宿主免疫反应的结果。哺乳动物拥有一系列防御机制,包括先天性和适应性免疫系统。如上所述,病毒性病原体已经进化出入侵宿主免疫系统的一般机制和特定机制。同样,据报道ASFV已经发展了多种感染宿主的策略和一系列调节宿主先天免疫系统的机制。探索ASFV损害免疫系统的潜在机制对于开发ASF疫苗十分重要。在这里,我们回顾并讨论了有关ASFV免疫逃避的最新知识。

巨噬细胞是免疫系统的多功能细胞,对感知和破坏病原体至关重要,并可协调先天性和适应性免疫反应。ASFV感染的单核细胞在功能上存在缺陷。感染期间,中性粒细胞、淋巴细胞和大量其他未成熟白细胞的数量明显减少。巨噬细胞是巨大的吞噬者,已经进化出氧化性的内部环境以降解和处理传染性微生物;但是,ASFV首选单核巨噬系统为感染靶标。据报道,ASFV具有独特的机制来抵消极端巨噬细胞的抗病毒环境。ASFV对单核巨噬细胞的嗜性、在其中复制和调节巨噬细胞功能的能力是ASF致病机理的关键因素。但是,可以解释这种特异性的典型因素(例如细胞受体)尚未得到确定和阐明。ASFV克服“巨噬细胞壁垒”的详细机制已经由Reis等人进行了综述。

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