基因工程疫苗在動物疾病防治中的應用探究

王立明

摘 要 隨著科學技術的快速發展，動物疾病的防治手段也在不斷增多。基因工程疫苗相比傳統的治療手段，更加科學、安全，且利用現代生物方法，可進一步保證疫苗的安全性與穩定性，對動物疾病的防治起到更加良好的效果，且經過近幾年的快速發展，已成為未來動物疾病防治過程中的主要發展方向。基于此，研究與探索基因工程疫苗在動物疾病防治中的應用，并簡單介紹基因工程疫苗的種類及其應用實踐。

關鍵詞 基因工程；疫苗；動物疾病防治

中圖分類號：S859.79 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.29.036

從目前醫療技術發展來看，計劃免疫接種疫苗已成為傳染病防治的主要手段，無論是對于人類還是動物傳染病，人類都已開發出上千種疫苗來控制與防治疾病。但根據過去疫苗使用的實際情況，無論是滅活苗、亞單位苗、弱毒苗等疫苗種類都是基于致病微生物進行培養的，這使傳染病的治療與防治存在非常嚴重的局限性[1]。隨著DNA重組技術的不斷發展，在傳染病防治中的應用越來越廣泛，基因工程疫苗突破了傳統致病微生物培養疫苗的限制，成為極富潛力、可代替傳統疫苗的新型疫苗，并為傳染病防治工作的開展提供了更加廣闊的思路。

1 基因工程疫苗的種類

1.1 基因工程亞單位苗

基因工程亞單位苗是利用基因工程的方式，提取微生物編碼的保護性抗原基因，以質粒為載體，將基因導入到動物的細胞或受菌體中。這樣的方式能使表達效果更好，并形成大量的保護性基因細胞，提取后的細胞能被動物細胞更好地吸收。由上可知，基因工程亞單位苗僅包括病原體的多種抗原，并不包括病原體的致病遺傳信息，所以只需要通過單一蛋白質抗原分子就能避免動物細胞受到誘導，還可以免疫病毒性疾病、急速與細菌性疾病等，更加安全高效，而且不會對人類和動物的健康、生態環境等產生額外的危害，屬于潛在標記疫苗，也能更好地鑒別強毒感染、免疫原、隱性感染等[2]。但由于該疫苗不存在感染性，所以免疫疫苗并沒有活載體疫苗的效果好。

1.2 基因工程活載體苗

基因工程活載體苗利用抗原基因攜帶的不存在致病性病毒或細菌進行轉移，從而保證表達抗原基因具有免疫能力。尤其是在接種到動物身上后，能快速產生免疫基因，與其他基因工程疫苗相比具有非常多的優點，如能夠更好地避免疫苗缺陷，也能簡化疫苗的免疫程度[3]。最重要的是基因工程活載體苗成本較低，效果較好，性價比非常高，且基因工程活載體苗的免疫時間非常長，無需重復應用，更加有利于對動物傳染病、流行病的調查與檢測。基因工程活載體苗的缺點也非常明顯，如基因工程活載體苗載體的毒力返強存在安全隱患、載體的二次注射可能會出現排斥反應，如果還有部分未注射的疾病疫苗可能會出現感染。

1.3 基因工程合成肽疫苗

基因工程合成肽疫苗也被稱為表位疫苗，是通過病原抗體原表位或抗原獲得氨基酸序列特點的疫苗。基因工程合成疫苗能夠通過人工合成的方式價格病原微生物的保護性多肽或抗原表位，并結合對應載體以及佐劑共同研制出全新的基因工程疫苗。而且，基因工程合成肽疫苗適用于無法通過體外培養獲得充足抗原的微生物病原體，或其他生長程度較低的微生物。基因工程合成肽疫苗能誘發細胞產生反應，且持續非常長的時間，具有可記憶的優點，但基因工程合成肽疫苗的抗原表位局限性較強，單一抗原決定簇的免疫原性非常強，對于純化的技術要求非常高，所以生產基因工程合成肽疫苗的成本也極高。

1.4 基因工程核酸疫苗

基因工程核酸疫苗也被稱為基因疫苗、DAN疫苗。也就是說，基因工程核酸疫苗能夠將多種抗原編碼基因同時克隆到真核表達的載體中，并且將形成的重組質粒直接注射到動物體內，重新激活動物機體的免疫系統。基因工程核酸疫苗能夠引起眾多的免疫反應，如輔助T細胞反應、體液免疫反應等。基因工程核酸疫苗能夠生成類似于通亞單位的疫苗，但卻有非常明顯的區別。基因工程核酸疫苗的抗原蛋白是近些年新研制的疫苗，具有免疫原單一、便于制備等優點[4]。但基因工程核酸疫苗會引發動物插入突變與免疫病理反應的缺點，而且還可能導致被注射動物自身的免疫系統紊亂。

2 基因工程疫苗的實際應用

2.1 基因工程亞單位苗的實際應用

我國上海生物工程中心利用基因工程亞單位苗而研制出仔豬大腸埃希菌K88、K99雙價工程滅活疫苗已通過了注冊[5]。寧夏大學利用基因工程亞單位苗研制出羔羊、犢牛大腸埃希菌基因工程滅活疫苗也已通過注冊。哈爾

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濱獸醫研究所利用基因工程亞單位苗研制出仔豬大腸埃希菌K88、K99雙價工程滅活疫苗獲得了轉基因生物安全認證，且經過反復的實驗證明，這些基因工程疫苗的實際應用效果非常好，對于仔豬、羔羊、犢牛的腹瀉等方面治療效果非常明顯。

2.2 基因工程活載體苗的實際應用

基因工程疫苗發展到現階段，主要應用于動物疾病防治的方面，主要有腺病毒、痘苗病毒、火雞疤疹病毒和禽痘病毒等活載體病毒，還有一些非致病菌載體免疫原性基因病毒等。在基因工程活載體苗中，我國研制出H5亞型禽流感病毒HA與NA基因的重組禽痘病毒疫苗，從而在禽流感重組病毒活載體疫苗研究領域有所突破。

2.3 基因工程合成肽疫苗

基因工程合成肽疫苗主要應用在早期口蹄疫病毒的合成肽疫苗，且我國成功利用基因工程合成肽疫苗研制出豬O型FMD合成肽疫苗，并實現批量生產與銷售。多年的實際證明，只需單次注射基因工程合成肽疫苗，就能始終保持陽性水平以上的抗體，并且在注射疫苗前后也未出現應激反應，非常適用于口蹄疫的防治。

2.4 基因工程核酸疫苗

基因工程核酸疫苗從20世紀90年代開始就能直接將外源基因注射纖維細胞，目的基因也能夠正常表達，還會誘發免疫反應。利用此特點，對于基因工程核酸疫苗的研究已逐漸發展。有相關的研究人員發現，在小白鼠肌肉注射帶有流感病毒核心的蛋白編碼基因的質粒能幫助小白鼠自身產生流感病毒的免疫保護系統。

3 結語

基因工程疫苗代表著生物技術未來的發展趨勢，也是全新的人類和動物疾病防治的重要手段。盡管目前的臨床方面還無法大規模應用，且基因工程疫苗自身還存在相當大的局限性，但不應忽視基因工程疫苗的發展前景，基因工程疫苗具有成本低、免疫程度簡單、一針多防、可批量生產的優點，這些都是傳統疫苗無法實現的，所以基因工程疫苗必然成為未來動物疾病防治的重點。

參考文獻

[1]賀明艷.基因工程疫苗在動物疾病防治中的應用[J].中國畜牧獸醫文摘，2015（11）：222，175.

[2]王玉堂.疫苗在水生動物疾病預防中的作用及應用前景（二）[J].中國水產，2016（5）：65-68.

[3]鄒偉斌，陳丹，謝少霞，等.基因工程活載體疫苗的研究進展[J].廣東畜牧獸醫科技，2016，41（4）：1-5，8.

[4]田尊明，李禎祺，于建榮.疫苗相關專利的全球研發態勢分析[J].生物產業技術，2014（3）：66-72.

[5]田懷清，李儒宏，南曉潔.現代生物技術在動物醫學中的應用[J].山西農業科學，2014，42（4）：418-421.

（責任編輯：趙中正）