乳酸菌口服疫苗在豬病防治中的應用研究

■文/諸城市畜牧獸醫管理局 莊夕棟

乳酸菌口服疫苗在豬病防治中的應用研究

■文/諸城市畜牧獸醫管理局 莊夕棟

乳酸菌口服疫苗能夠誘導機體產生有效的黏膜免疫、體液免疫和細胞免疫應答，具有其他疫苗不可比擬的優勢，目前已成為疫苗研究領域的一個熱點。本文綜述了乳酸菌口服疫苗的作用機理、特點及其在豬病防治中的應用研究，并對其存在的問題及應用前景進行分析和展望，以期為更好地防治豬病提供參考。

乳酸菌；口服疫苗；豬病；防治；應用

乳酸菌(Lactic acid bacteria)是一類能將碳水化合物發酵產生大量乳酸的革蘭氏陽性細菌，屬食品級、非侵襲、非致病性微生物，被公認為安全級微生物。近年來利用一些乳酸菌在胃腸道、泌尿、生殖系統中或黏膜部位黏附存活且無病原性等特點，開展動物活菌口服疫苗研究，受到極大的關注，已成為目前疫苗研究領域的一個熱點。以乳酸菌作為表達載體制成的動物口服疫苗安全無毒，通過胃腸黏膜進行抗原呈遞，能誘導機體產生有效的體液免疫、黏膜免疫和細胞免疫應答。本文綜述了乳酸菌口服疫苗的作用機理、特點及其在豬病防治中的應用研究，并對其存在的問題及應用前景進行分析和展望，以期為更好地防治豬病提供參考。

1 乳酸菌口服疫苗的作用機理

1.1 乳酸菌的生物學功能

乳酸菌嗜酸性，最適生存pH為5.5～6.0，但在pH 3.0～4.5時仍然能生存，且在無芽孢桿菌中耐酸力最強。乳酸菌在自然界中分布廣泛，目前已從動物的口腔、胃、腸道和糞便等部位分離到了各種乳酸菌。乳酸菌絕大多數對動物無害，而且擔負著動物體內重要的生理功能，如調節腸道內正常菌群的平衡，抑制腸道內有害菌的定植和有毒物質的產生；制造營養物質，促進組織細胞的發育等。乳酸桿菌的生物學功能與動物機體的生命活動息息相關。乳酸菌以其益生性、佐劑效應、制備簡單及生產成本低等優點被廣泛用于各種病原抗原的傳遞載體研究，在疾病防制方面具有重要意義和應用價值。

1.2 乳酸菌口服疫苗的作用機理

乳酸菌口服疫苗是以乳酸菌為載體菌，通過基因工程技術重組病毒、細菌或寄生蟲等病原基因，構建能表達外源抗原或攜帶外源DNA疫苗的重組乳酸菌。這些重組菌能通過口服或滴鼻的途徑將抗原傳遞至宿主黏膜系統，進而在黏膜水平刺激免疫宿主產生免疫反應。其可同時激發機體體液免疫、細胞免疫和黏膜免疫應答，且免疫過程和病原感染一致，能在黏膜水平預防病原感染。重組乳酸菌不僅具有疾病預防作用，而且對已發生的病毒感染同時具有一定的治療和抑制作用。

1.3 乳酸菌口服疫苗的的特點

乳酸菌口服疫苗具有生產成本低廉、制備方法簡單、不需要DNA疫苗或多肽疫苗制備過程的分離純化、易于標準化等特點。該疫苗飼喂方便，免疫成本低，安全性好、無副作用、沒有減毒活疫苗的毒力返強等危險性的存在，本身具有佐劑效應，能同時誘導機體產生體液免疫和細胞免疫，并刺激黏膜免疫系統產生局部sIgA黏膜免疫，尤其適合大規模養殖場的動物群體免疫。

2 乳酸菌口服疫苗在豬病防治中的應用研究

2.1 豬傳染性胃腸炎

豬傳染性胃腸炎是由豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)引起的一種以嚴重腹瀉、嘔吐和脫水為臨床癥狀的高度傳染性疾病，尤其對2周齡以內的仔豬具有很高的致死率，死亡率可達100%。該病呈世界性分布，給各國養豬業均造成了嚴重的經濟損失。唐麗杰等(2007)將TGEV的S基因構建到分泌型表達載體上并成功導入乳酸乳球菌中，小鼠口服免疫后，結果證明小鼠腸道內產生了特異性的黏膜免疫且抗體水平較高。薛瑞雪(2015)使用TGEV乳酸菌口服疫苗口服免疫小鼠，能夠刺激機體產生較高水平的體液免疫和細胞免疫，同時可以促進脾臟T淋巴細胞的增殖以及刺激IFN-γ、IL-4的產生，在刺激產生黏膜抗體方面具有顯著作用，為TGEV口服疫苗的臨床應用提供了理論基礎。

2.2 豬輪狀病毒病

豬輪狀毒病是由豬輪狀病毒感染引起仔豬暴發消化道功能紊亂的一種急性腸道傳染病，主要癥狀為厭食、嘔吐、下痢，中豬和大豬為隱性感染，沒有癥狀。胡靜濤等(2008)、葉麗萍等(2010)先后表達豬輪狀病毒VP4、VP7蛋白的重組乳酸菌能誘導小鼠產生明顯的血清和黏膜抗體，促進細胞免疫和體液免疫應答，并為免疫組小鼠提供極其明顯的攻毒保護。

2.3 豬細小病毒病

豬細小病毒(PPV)是引起母豬繁殖障礙的主要病原之一，PPV感染主要引起胚胎和胎兒死亡、重吸收、流產、木乃伊胎等，但母豬本身不表現明顯的癥狀。衣殼蛋白VP2是PPV的主要結構蛋白，決定著PPV的組織嗜性、毒力和血凝活性，并且能夠誘導機體產生中和抗體。徐義剛等(2008)將構建的細胞表面表達和分泌表達PPV VP2蛋白的重組干酪乳桿菌口服免疫BALB/c小鼠，結果表明，2種表達系統均能誘導小鼠產生黏膜及系統免疫應答，分泌型的重組菌系統免疫小鼠誘導機體產生的抗PPV的特異性sIgA和IgG抗體水平高于細胞表面表達型的重組菌系統的免疫效果，表明分泌型的重組乳酸菌作為口服疫苗載體具有更好的免疫原性。

2.4 口蹄疫

口蹄疫是由口蹄疫病毒(FMDV)感染偶蹄類動物而引起的一種急性、熱性、高度接觸性傳染病，臨床上主要以口腔黏膜、蹄部及乳房皮膚發生水皰和糜爛為特征。李云崗等(2007)給仔豬采用口服和注射途徑免疫以乳酸菌為載體的FMDV VP1基因后，經檢測顯示該疫苗能產生較高的抗體效價，能夠誘導體液免疫和細胞免疫。

2.5 豬鏈球菌病

豬鏈球菌根據菌體莢膜抗原特性的不同，可分成35個血清型(1～34型及1/2型)，其主要致病型為SS1、SS2、SS7、SS9、SS1/2以及SS14。眾多血清型中以豬鏈球菌2型(SS2)流行最廣、致病性最強、造成的危害最大。張秋香等(2013)研究將SS2 ef和mrp基因分別置于組成型啟動子P59的下游，轉入干酪乳桿菌中，以制備可添加于飼料中的SS2口服疫苗，并以C57BL/6J小鼠為模型對該疫苗的免疫效果進行評價。結果發現重組菌可在小鼠體內存活2d左右，并可有效刺激小鼠產生EF和MRP特異性抗體，為研制乳酸菌口服疫苗防治豬鏈球菌病的可行性進行了有益的探索。

3 問題與展望

抗生素的濫用使細菌耐藥性現象越來越嚴重。目前，許多國家已開始禁止部分抗生素在養殖業中的應用。乳酸菌本身具有一定抑制病原菌的能力，部分乳酸菌作為微生態制劑已被廣泛用于養殖業并取得不錯的效果，因此，乳酸菌在替代部分抗生素使用方面展現出了獨特優勢。乳酸菌作為運載外源抗原的理想載體，可通過口服或滴鼻在黏膜水平將病毒抗原提呈宿主免疫細胞，同時誘導機體產生體液免疫和細胞免疫，且免疫過程和病原感染一致，能在黏膜水平預防病原感染；能增強機體的非特異性和特異性免疫能力，在活載體疫苗或保健品開發方面業極具競爭優勢。總之，乳酸菌口服疫苗在預防細菌性、病毒性及寄生蟲性傳染疾病方面具有良好的研究價值和應用前景。隨著人們對乳酸菌口服疫苗作用機理研究的深入，必將助其在臨床上的廣泛應用。然而乳酸菌作為口服疫苗載體，在市場化之前仍面臨很多問題。目前可用于構建疫苗的載體菌株僅限于乳酸乳球菌和乳酸桿菌屬中的幾個菌株，表達的抗原蛋白僅限于幾種，構建成功的疫苗也不多，對構建的疫苗效果的研究僅限于動物試驗階段和體外試驗階段，疫苗的臨床應用還需一段時間，工程菌在體內可以存活多久以及乳酸菌攜帶抗原表達的效果也有待確定，疫苗誘發機體產生免疫反應的機制還不清楚等。只有解決以上問題，才能從根本上推動乳酸菌口服疫苗從試驗研究走向臨床應用，促進畜牧業的發展，并為未來防治動物疫病提供良好的思路和途徑。■