文獻(xiàn)解讀|GIIa和GIIb滅活疫苗對(duì)仔豬免疫原性和交叉保護(hù)效果的評(píng)價(jià)

豬流行性腹瀉（porcine epidemic diarrhea，PED）是一種由豬流行性腹瀉病毒（PED virus，PEDV）引起的豬腸道傳染性疾病，其癥狀包括厭食，腹瀉，體重減輕，脫水和嘔吐。PEDV可感染各日齡的豬只，豬臨床癥狀嚴(yán)重程度與豬的日齡相關(guān)，尤其當(dāng)新生仔豬感染PEDV時(shí)，會(huì)引起腹瀉和脫水死亡。有報(bào)道稱，仔豬感染PEDV后，死亡率可以達(dá)到80%-100%；成年豬僅表現(xiàn)出輕微的臨床癥狀，死亡率也較低。

豬流行性腹瀉病毒（Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV）屬于尼多病毒目冠狀病毒科冠狀病毒屬。1971年P(guān)ED在英國育肥豬和架子豬中發(fā)現(xiàn)，但是該疾病初命名為流行性病毒腹瀉（epidemicviral diarrhea, EVD）。PED主要發(fā)生在冬末春初的寒冷季節(jié)，一般通過糞口途徑傳播，也可通過母豬的乳汁傳播。1982 年在亞洲報(bào)道了PED，與歐洲相比，亞洲PED疫情更為嚴(yán)重，造成了哺乳仔豬的高死亡率，對(duì)亞洲的養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。盡管PEDV給亞洲國家造成了一定的困擾，但是PED并非**的疾病。2010年開始，中國再次爆發(fā)了嚴(yán)重的PED疫情；時(shí)隔兩年，美國出現(xiàn)了PED的大爆發(fā)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一年時(shí)間導(dǎo)致了美國約超過八百萬的新生仔豬死亡，并隨后蔓延加拿大及墨西哥。時(shí)今日，PEDV作為一種*的嚴(yán)重的豬腸道疾病在世界范圍內(nèi)仍然存在嚴(yán)重爆發(fā)。

2019年2月11日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所家畜疫病病原生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)部動(dòng)物疫病病原生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張永光研究員、王永錄研究員團(tuán)隊(duì)使用GIIa（CH/HBXT/2018）和GIIb（CH/HNPJ/2017）兩種基因型PEDV滅活疫苗接種乳豬，并比較它們的免疫原性和交叉保護(hù)效果。該研究成果已發(fā)表在Veterinary Microbiology雜志，IF=2.791。劉新生為該文章一作者，張永光研究員、王永錄研究員該文章的共同通訊作者。

題目：

Evaluation and comparison of immunogenicity and cross-protective efficacy of two inactivated cell culture-derived GIIa-and GIIb-genotype porcine epidemic diarrhea virus vaccines in suckling piglets

期刊：

Veterinary Microbiology

PMID:30827401

影響因子：2.791

一作者： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所劉新生

作者單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所

索萊寶合作產(chǎn)品：ELISA檢測(cè)試劑盒

自從 2010年開始，PEDV新毒株的出現(xiàn)導(dǎo)致了PED的發(fā)病率明顯提高，由經(jīng)典毒株CV777等制備的商用疫苗已經(jīng)不能提供有效的抗原保護(hù)，許多流行病學(xué)研究表明，高毒性的GII PEDV毒株已成為豬群中的流行病。此外，根據(jù)以往的研究，經(jīng)典毒株和新興毒株之間的抗原變異可能導(dǎo)致了亞洲傳統(tǒng)減毒疫苗的失敗，基于PEDV的減毒/滅活經(jīng)典疫苗的失敗和由高毒性GII基因型PEDV(現(xiàn)場流行)菌株引起的PED的嚴(yán)重程度使得開發(fā)有效的疫苗迫在眉睫。

該研究團(tuán)隊(duì)之前已經(jīng)在Vero細(xì)胞中分離并連續(xù)培養(yǎng)了兩種高毒性GII PEDV株，CH/HBXT/2018 (GIIa)和CH/HNPJ/2017(GIIb)，用于下一代疫苗開發(fā)。此外，還進(jìn)行了GI與GII、GIa與GIb的交叉保護(hù)實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)不同基因型毒株之間的交叉保護(hù)效應(yīng)存在差異。然而，到目前為止，還沒有關(guān)于GIIa和GIIb交叉保護(hù)作用的信息。因此，本研究評(píng)估了兩種細(xì)胞培養(yǎng)的GIIa和GIIb PEDV滅活疫苗對(duì)哺乳仔豬的免疫原性和交叉保護(hù)效力此外，還評(píng)估了兩種滅活疫苗之間的交叉中和能力。結(jié)果表明，兩種疫苗均能誘導(dǎo)仔豬產(chǎn)生高水平的PEDV特異性IgG抗體和IFN-γ。GIIa株滅活疫苗對(duì)所有仔豬（8/8）的同源和異源病毒攻擊均起保護(hù)作用，GIIb株滅活疫苗對(duì)2/4和1/4仔豬的同源和異源病毒攻擊分別起保護(hù)作用。此外，針對(duì)GIIa和GIIb菌株的抗體在體外進(jìn)行交叉反應(yīng)和交叉中和實(shí)驗(yàn)。綜上所述，本研究中提供的數(shù)據(jù)表明，與基于GIIb的候選滅活疫苗相比，基于GIIa毒株的候選滅活疫苗在開發(fā)針對(duì)當(dāng)前高致病性流行性PEDV菌株的有效疫苗方面更有希望。

1. 臨床觀察與糞便病毒脫落

實(shí)驗(yàn)前后，對(duì)所有仔豬進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。對(duì)所有仔豬糞便中PEDV特異性IgG抗體和病毒存在情況的檢測(cè)結(jié)果表明，三組仔豬均PEDV血清陰性，接種前均無病毒感染。此外，所有仔豬在攻毒前都明顯健康，沒有任何臨床癥狀。

經(jīng)GIIa （CH/HBXT/2018-P4）和GIIb （CH/HNPJ/2017-P4）滅活疫苗免疫后21天進(jìn)行攻毒實(shí)驗(yàn)，攻毒劑量為1000POD50，攻毒后各組動(dòng)物出現(xiàn)病毒感染時(shí)通常伴有疾病的臨床癥狀（表1）。GIIa滅活疫苗接種組（n=8）經(jīng)GIIa和GIIb兩種病毒攻毒后，仔豬中沒有出現(xiàn)任何PED臨床癥狀，糞便樣本中未檢測(cè)出任何病毒脫落。GIIb滅活疫苗接種組經(jīng)GIIa病毒攻毒后，仔豬（n=4）中有3頭仔豬在接種后2~5天出現(xiàn)水樣腹瀉和糞便病毒脫落；這些仔豬在確認(rèn)感染PEDV后被處理（表1）。此外，GIIb滅活疫苗接種組經(jīng)GIIb病毒攻毒后，仔豬（n=4）中有2頭PEDV陽性仔豬。在對(duì)照組中，經(jīng)GIIa和GIIb毒株攻毒的所有仔豬均為PEDV陽性。

2. 免疫后豬血清中抗PEDV 抗體和中和抗體水平

用I-ELISA和VN法檢測(cè)兩種疫苗誘導(dǎo)的血清抗體反應(yīng)。如圖1a所示，免疫后21天，兩個(gè)滅活疫苗組血清中抗PEDV特異性抗體呈陽性，而空白對(duì)照組的所有樣本均為陰性。如圖1b和c所示，在接種GIIa或 GIIb滅活疫苗后21天，仔豬血清中可檢測(cè)到中和抗體，而空白對(duì)照組的所有樣本均為陰性。

圖1。仔豬接種GIIa（CH/HBXT/2018）和GIIb（CH/HNPJ/2017）PEDV滅活疫苗后的體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答水平。豬在0天接種疫苗（dpv），然后用同源強(qiáng)度和異源病毒進(jìn)行攻毒實(shí)驗(yàn)。a：免疫后21天仔豬的IgG水平。b和c：GIIa（CH/HBXT/2018）和GII2b（CH/HNPJ/2017）中和抗體滴度。d：免疫后21天仔豬細(xì)胞因子IFN-γ水平。

3. 免疫豬IFN-γ水平的研究

如圖1d所示，接種GIIa（CH/HBXT/2018）或GIIb（CH/HNPJ/2017）滅活疫苗的仔豬血清中均檢測(cè)到IFN-γ，而空白對(duì)照組血清中未檢測(cè)到IFN-γ。兩種滅活疫苗組IFN-γ水平均顯著高于對(duì)照組。兩種滅活疫苗組之間無顯著性差異（圖1d）。

4. 仔豬攻毒后的保護(hù)作用

攻毒后觀察動(dòng)物7天內(nèi)有無PED臨床癥狀及病毒產(chǎn)生來確定兩種滅活疫苗對(duì)同源病毒和異源病毒攻擊的保護(hù)作用。結(jié)果表明，GIIa-CH/HBXT/2018滅活疫苗能保護(hù)所有仔豬（8/8）免受同源強(qiáng)毒和異源病毒的攻擊，而GIIb CH/HNPJ/2017滅活疫苗僅分別保護(hù)2/4和1/4仔豬免受同源強(qiáng)毒和異源病毒的攻擊。在對(duì)照組中，同源強(qiáng)毒或異源病毒攻擊后，仔豬沒有得到保護(hù)。（表1）

研究的數(shù)據(jù)表明，GIIa（CH/HBXT/2018）和GIIb（CH/HNPJ/2017）PEDV滅活疫苗候選株均能誘導(dǎo)高水平的PEDV特異性IgG抗體。此外，兩種候選滅活疫苗均誘導(dǎo)IFN-γ水平高于模擬對(duì)照組。GIIa基因型的滅活疫苗能夠保護(hù)所有仔豬（8/8）免受同源和異源病毒的攻擊，而GIIb基因型的滅活疫苗僅保護(hù)2/4和1/4仔豬免受同源和異源病毒的攻擊。該研究成果可為后期PEDV疫苗的研發(fā)提供方向。基于GIIa毒株的候選滅活疫苗在開發(fā)針對(duì)當(dāng)前高致病性流行性PEDV菌株的有效疫苗方面更有希望。