基因工程疫苗在動物疾病防治中的前景

楊香芳，劉召明，申茂欣，劉兆霞，吳太航，王琳

（青島易邦生物工程有限公司 山東青島 266113）

隨著人類社會的不斷進步，利用疫苗免疫手段預防人類和動物性的傳染性疫病，已經逐漸發展成為了主要的防控手段，雖然人類利用迅速發展的生物科技研制出了上千種疫苗，但是其中的大部分疫苗都是在大量培養致病微生物的基礎上研發出來的，主要包括當前應用廣泛的滅活苗、弱毒疫苗或者是亞單位苗，由于致病原培養難度較高，仍然存在很大的局限性。隨著DNA 重組技術的應用，基因工程疫苗被研發出來，并被應用于多種動物疾病的防治當中，與傳統疫苗相比，基因工程疫苗在免疫防護、生物安全以及穩定性等方面具有更強的優勢。另外，基因工程疫苗還可以進行大規模的批量化生產，生產所需消耗的成本也就更低。動物疾病的科學防治仍然是畜牧獸醫行業亟需解決的問題之一，為有效預防動物養殖以及相關食品所帶來的潛在威脅，基因工程疫苗極大的推動了動物性疾病防治工作的進程，在動物疾病防治當中展現了良好的發展前景。

1 基因工程疫苗簡介

當前，基因工程疫苗主要可以分為以下幾類：基因工程亞單位苗、基因工程活載體苗、基因工程合成肽疫苗以及基因工程核酸疫苗等。其中基因工程亞單位苗主要是運用了基因工程的方法，將微生物中所編碼的一些具有保護性抗原的基因，與質粒載體進行結合，即可將這些基因在動物細胞或者受體細菌當中進行表達。基因工程亞單位苗的最大優勢是對于生態環境的危害性特別小，同時還能夠針對多種感染進行甄別、篩選，但由于其不存在感染性，也使得其自身的免疫應答能力不強；基因工程活載體苗的制備則是將外源性的基因插入到細菌或者病毒當中，使之表達成為活的疫苗，保證疫苗中的抗原基因能夠產生一定的免疫效力，基因工程疫苗的研發過程相對簡單，并且對疾病的防治效果比較理想，但是存在著毒力返強的安全隱患，或者在接種時產生一定的排異現象，進而影響免疫的效果；基因工程合成肽疫苗（又可以稱為表位疫苗）主要是利用了人工合成的方法，提取致病微生物所具有的保護性多肽與相對應的載體融合后，獲得一種具有氨基酸序列特點的疫苗。合成肽疫苗具有一定的可記憶性，能夠獲得那些無法體外培養的微生物的抗原，或者那些生長程度較低，無法提供充足抗原的病原體，打破了致病微生物無法體外培養對疫苗制備的限制。但這種疫苗制備方式對純化的技術要求比較高，生產所需的成本也就更高；基因工程核酸疫苗（又可被稱為基因疫苗，或者DAN 疫苗），這種疫苗的制備主要是將幾種抗原編碼基因同時克隆到質粒載體當中去，待成為重組質粒以后，用于動物的免疫注射，能夠有效激活動物的免疫應答能力。這種疫苗對于激發動物機體的體液免疫、T細胞免疫等多種免疫反應具有良好的激活效果，同時具有免疫原單一，制備簡單等優勢，但由于這種疫苗很可能會引發動物機體的免疫病理反應，或者引發動物機體的免疫系統紊亂等問題[1]。

2 基因工程疫苗的優點及劣勢分析

2.1 基因工程疫苗的優點

與傳統的生物疫苗相比，基因工程疫苗充分利用了基因工程技術將病原體進行區分的優勢，既保留下來部分具有免疫和保護效力的基因，又將一些無關于疾病防治的基因去掉，最大程度的保證了疫苗的安全性和有效性。其次，由于傳統疫苗的制備會受到微生物體外培養的限制，難以實現大批量的生產，而基因工程疫苗則能實現大批量生產，也在很大程度上降低了生產成本。同時基因工程疫苗還存在能夠對一些抗體進行檢測的優勢，可以高效的篩選出被病原感染的動物和未被感染的動物，進而提高畜牧養殖中對于動物性疫病的監測時效。此外，基因工程技術在活載體多價聯合疫苗中的應用，還實現了疫苗接種后“一針多用”的防治效果，減輕了養殖過程中頻繁接種疫苗造成應激反應的負面影響，同時提高了對動物性疫病疫苗防護的高效性[2]。

2.2 基因工程苗存在的劣勢

雖然經過多年的發展，基因工程技術在我國疫苗研發方面得到了快速的發展和矚目的進步，并且體現出了較傳統性疫苗更多的優勢，但是由于部分測序技術仍然不夠成熟，并且隨著基因工程疫苗的不斷商品化和頻繁的臨床應用后，也存在較多的問題，導致所研發的疫苗無法發揮高效、穩定的免疫保護作用。當前常見的基因工程疫苗存在的常見問題主要包括以下幾點：

1）雖然較傳統的疫苗相比，基因工程疫苗的安全性能得到了很大提升，但仍然存在著毒力返強的情況，在實際使用當中存在著一定的安全隱患。此外，當前基因工程疫苗的研制大多是利用DNA重組技術作為支撐進行的，但是該項技術在未來對全球生物的安全威脅，是無法預知的。

2）同樣基于DNA 重組技術的支撐研發的基因工程疫苗，雖然已經具備了相對穩定的特點，但由于DNA 重組技術仍然尚未完善，所以基因工程疫苗的穩定性也無法得到保證。

3）在實踐應用中，動物個體本身會存在一定的差異性，該項技術利用DNA 重組技術，在大規模使用該類疫苗時，是否會對動物基因產生影響無法得到保證。

4）在利用基因工程疫苗對動物免疫時，需要加強對動物母源抗體和免疫效力問題的解決，即需要不斷的完善動物的免疫程序，這一過程需要在臨床實踐當中反復驗證。

3 基因工程疫苗動物疾病防治中的應用現狀

3.1 基因工程亞單位疫苗的應用

當前基因工程亞單位疫苗在我國得到了廣泛的研發運用，上海工程中心利用基因工程技術，成功研制出了仔豬大腸埃希菌K88、K99 雙價工程疫苗，并成功運用到臨床治療當中，為仔豬大腸埃希菌的防治帶來了新的思路。而哈爾濱獸醫研究所則利用該項技術成功研制出雙價工程滅活疫苗，并且獲得了國家轉基因生物安全認證，在防治仔豬、羔羊以及犢牛腹瀉等疫病方面具有不錯的效果，得到了廣泛的推廣應用。吳超[3]則通過基因工程技術成功的研制出了一種新型的豬丹毒工程亞單位疫苗，為有效抑制該病的傳播與流行提供了更加豐富的防治手段。

3.2 基因工程活載體苗的應用

在對一些活載體病毒及部分免疫原性基因病毒類型的動物疾病的防治中，基因工程活載體疫苗具有較大的優勢。例如在對禽流感重組病毒的研究中，利用H5 亞型禽流感病毒當中的HA 和NA基因進行重組，研制出禽痘病毒疫苗。哈爾濱獸醫研究所利用基因工程技術，將雞傳染性喉氣管炎病毒的gB 基因以雞痘病毒作為載體進行表達，獲得了喉痘二聯活載體疫苗，在臨床當中具有良好的應用效果[4]。

3.3 基因工程合成肽疫苗的應用

早期在我國利用基因工程合成肽技術產出的疫苗，主要是口蹄疫病毒合成肽疫苗，其中以豬O 型FMD 合成肽疫苗作為主要的臨床防治疫苗，在口蹄疫的防治當中取得了較好的效果，并且未發現接種過后出現應激反應的情況。

3.4 基因工程核酸疫苗的應用

基因工程核酸疫苗在獸醫臨床上的應用，主要體現在對豬圓環病毒2 型以及豬細小病毒病的防治當中。王新[5]利用基因工程技術成功研制出了豬2 型圓環病毒、豬細小病毒核酸疫苗及豬2 型圓環-豬細小-偽狂犬病三價基因工程疫苗，在對豬養殖業流行率非常高的幾種傳染性疫病的防治當中取得了較好的效果。

4 基因工程疫苗在動物疾病防治中的前景

基因工程疫苗是基于生物科學技術研發的一種高科技產物，雖然在大規模的臨床應用當中仍然存在著一些問題，但其與傳統疫苗相比仍具備獨特的優勢，依然是未來疫苗發展的主要方向，在我國巨大的畜牧養殖市場當中擁有比較廣闊的應用前景。自2003年基因工程疫苗在我國獲得臨床投入批準開始，已經逐漸的取代了傳統研發疫苗，也逐漸的成為今后動物性疫病防治重點的關注領域。

5 結語

綜上所述，基因工程技術利用高科技的生物學手段，創造出了新型的動物疫苗研發方法，以其安全、高效，相對穩定的特點，在獸醫臨床當中取得了良好的應用效果。但由于部分技術性條件的限制，當前基因工程疫苗仍然存在著一些問題和風險，仍然需要通過不斷的技術革新去突破瓶頸，總體來說基因工程疫苗在對動物疾病的防治當中存在著較好的未來前景。■