應對豬胸膜肺炎：類毒素疫苗保護的重要性

一、簡介

豬傳染性胸膜肺炎是由豬胸膜肺炎放線桿菌（AP）引起的豬的呼吸道疾病，能引起各個年齡段豬的急性和慢性感染，是一種致死性和高度接觸性的傳染病。以急性出血性纖維素性胸膜炎和出血性肺炎為主要特征，急性病例死亡率可達80%以上，慢性經過者生長發育受阻，易引發其他病原感染而死亡。自1957年Pattison首次報道后，此后該病逐漸擴散至世界各地，在美洲、歐洲、澳大利亞、亞洲等地均有流行，但各地方所流行的血清型不盡相同，給該病的防治帶來相當的困難。目前該病在全世界很多國家廣泛流行，是國際公認的危害現代養豬業的重要傳染病之一，給全球的養豬業造成嚴重的經濟損失。隨著我國引進豬不斷增多，該病在我國也開始流行起來。

二、區分血清型

由于其病原菌是放線桿菌，所含血清型較多。胸膜肺炎放線桿菌根據其生長是否需要V因子（V因子為輔酶I，即煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，NAD或輔酶II，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，NADP）和尼克酰胺腺呤二核苷酸，可將其分為兩個生物型，依賴外源V因子才能生長的是生物1型（ biotype I），不需要V因子就能培養生長的是生物Ⅱ型（ biotype II）。到1999年，AP已經被分離鑒定出了15種血清型（1～15血清型），根據可溶性英膜多糖（CPS）和脂多糖（LPS）的特性，將生物I型分為13個血清型，其中5型又分為5a和5b兩個亞型，將生物Ⅱ型分為2個血清型，且生物 I型致病性強于生物型Ⅱ。

準確區分此病原菌的不同血清型是研制有效預防疫苗的前提。各種血清學方法仍是現階段對胸膜肺炎放線桿升感血清型定的主要手段，但不足之處是，存在一定程度的交叉反應以及不能對新分離的原菌進行分型。而采用聚合酶鏈式反應對不同基因進行擴增，根據擴增結果進行血清型鑒定基因分型方法，具有準確的優點，可克服傳統血清學方法的不足，己經逐成為胸膜肺類放線桿菌研完中的新的分型方法。

在不同的國家，血清型的再劃分是高度可變的。某些血清型可能在某一地區更為普遍，被視為“特定國家”，但通常在同一國家會出現很多種血清型。(表1)

表1 不同國家主要血清型的類型

隨著時間的推移，各種血清型的存在也會發生變化，過去不存在或存在較少的血清型可能成為最主要的血清型。例如，在聯合國，2004年以3型為主，2009年以8型為主。

在一個畜群中經常發現多種血清型，而且可以從一些農場的母豬和育肥豬中分離出不同的血清型。即使在穩定的、病毒流行率低的農場中，也存在病毒暴發的風險。(圖 1)。

圖1 對血清型2型的血清型陽性率和胸膜炎發病率(Busch E，2010 年 )。

三、流行病學

各種年齡、性別的豬都有易感性，其中6周齡至6月齡的豬較多發，但以3月齡仔豬最為易感。本病的發生多呈最急性型或急性型病程而迅速死亡，在豬群中急速暴發，發病率和死亡率一般為50%左右，最急性型的死亡可達80%～100%。病豬和帶菌豬是本病的傳染源。種公豬和慢性感染豬在傳播本病中起著十分重要的作用。APP主要通過空氣飛沫傳播，在感染豬的鼻汁、扁桃體、支氣管和肺臟等部位是病原菌存在的主要場所，病菌隨呼吸、咳嗽、噴嚏等途徑排出后形成飛沫，通過直接接觸而經呼吸道傳播。本病的發生具有明顯的季節性，多發生于4～5月和9～11月。飼養環境突然改變、豬群的轉移或混群、擁擠或長途運輸、通風不良、濕度過高、氣溫驟變等應激因素，均可引起本病發生或加速疾病傳播，使發病率和死亡率增加。

四、準確診斷

總之，血清型的多變性和存在性對準確診斷和多血清型重點預防措施有著巨大的要求。除了與血清型特異性脂多糖決定因素有關的毒力因子外，還有3種Apx毒素與胸膜肺炎的發病機制密切相關。

毒素是許多病原性細菌的毒力因子之一，對大部分病原性細菌也是如此。通過對毒素的特征和作用機制的研究，給診斷、治療、預防和控制細菌性傳染病提供了重要的理論基礎。研究人員通過基因克隆、序列分析、定點突變等技術的能夠構建大量的雜合毒素并得到原始毒素和重組毒素。毒素的研究又出現了氣分子遺傳學和蛋白質工程等新方法。在前人研究的基礎上，研究人員己經不僅能夠推測毒素的初級結構，而且對其細胞、亞細胞及分子水平的作用機制有了更深的了解，另外，對毒素結構與功能的關系及其在致病過程中作為毒力因子的作用方式以及具體作用也有了更明確的認識。ApX毒素作為APP的毒力因子在致病性方面的作用己經得到證實。

Apx毒素屬于RTX毒素之一，具有溶血活性和細胞毒性作用。它不僅可以溶解紅細胞，更重要的是它具有調節白細胞活性的功能。這一點對它的致病性尤為重要。其中APXI和ApX2的活性屬于溶血素，而ApX屬于白細胞毒素。 APX毒素通常由不同的血清型以不同的組合而產生。因此，對ApxI、ApxII和ApxIII的主動免疫提供了獨立于感染所涉及的血清型的保護。

五、APP類毒素疫苗研究

免疫接種是預防和控制該病的主要措施，目前我國用于預防APP的主要疫苗是滅活疫苗。這種滅活疫苗對于同種血清型的感染可降低死亡率，但不能降低發病率和慢性感染，不能阻止肺部病變，更不能對異型菌提供交叉保護。由于慢性感染影響豬的生長速度，降低飼料報酬，給養豬業造成巨大損失。臨床上迫切需要更加安全、有效的疫苗來預防和控制該病的發生與流行。通過對胸膜肺炎放線桿菌毒力因子的研究，證實分泌毒素為其最重要的毒力因子，同時也是其最重要的免疫原性因子，加有類毒素的滅活疫苗保護力大為提高。

目前APP的疫苗一般是采用肌肉注射的方法進行免疫。注射免疫操作困難，而且肌注普通的細菌滅活苗往往對注射部位造成損傷，易引起豬群緊張，及伴隨的炎癥反應、肌體發熱等副作用，特別對初生仔豬往往造成很大傷害。與其他呼吸道病原菌一樣，胸膜肺炎放線桿菌也是通過黏膜表面進入宿主。研究發現，用口服疫苗劑量就能夠誘導很高的免疫反應，當第2次免疫時加大10倍的劑量，動物能夠克服免疫耐受，維持很高的系統免疫。人們期望開發一種能誘導黏膜免疫反應的疫苗，同時盡可能地解決上述問題，于是開始嘗試開發豬胸膜肺炎的口服疫苗作為一種新的防治手段。

六、COGLAPIX疫苗的強免疫反應

COGLAPIX是一種以細菌類毒素為基礎的疫苗，它對所有的血清型都有很強的保護作用。面對現存血清型的可變性，只有類毒素疫苗可以為其提供保障。COGLAPIX疫苗既可以保障安全，又可以保障功效。

將提取的三種毒素乳化后分別免疫小兔，共免疫三次，間隔時間為兩周，對照組用PBS乳化后同時進行免疫。每免疫兩周后斷尾采血并分離血清，將血清做十倍稀釋后再作倍比稀釋。

結果表明，Coglapix對Apx類毒素有很強的免疫反應。免疫后兩周，在兔血清中接種有顯著抗Apx的抗體。根據特異性單克隆抗體，采用3種室內Apx特異性競爭性ELISA方法對誘導抗體滴度進行評價。

已在許多實驗中得到證實，Coglapix所誘導的高度的臨床保護作用，與血清型特異性無關，這項研究將在24周內使用疫苗以抵御APP血清型1、2和7的挑戰。與未接種疫苗對照組相比，Coglapix疫苗接種豬肺病變的發生率和范圍明顯降低(表3和表4)

在飼養豬群的農場，這種持久的免疫力也提供了有效的預防措施。與其他疫苗的比較試驗顯示，Coglapix在預防APP方面的效果更好(圖2)。類毒素菌苗組具有較高的毒素抗體和間接血凝抗體，類毒素菌苗組攻毒后基本沒有表現出臨床癥狀，剖檢肺部病變輕微；空白對照組臨床癥狀明顯，剖檢呈現典型的胸膜肺炎病變。抗體檢測和攻毒結果顯示類毒素菌苗對于強毒APP的感染保護效果能顯著降低臨床發病，減輕肺部病變，可以取代細菌滅活苗用于胸膜肺炎的免疫預防。攻毒結果還顯示毒素抗體和保護力呈正相關。

表3 肺部病變發生率(%)

表4 肺損害評分

圖2 肺損害評分

七、結語

豬場有多種血清型存在，而且在某一特定農場出現一種不同血清型的新毒株的風險持續存在，因此需要對所有血清型進行廣泛的保護。類毒素疫苗比滅活疫苗具有更高的免疫活性，甚至對與疫苗同源的血清型也是如此。

Coglapix對各種血清型的AP菌株具有持久的保護作用，并能在不同的條件下預防豬胸膜肺炎。