非洲豬瘟疫苗研發面臨的挑戰：保護性免疫

陳權

摘 要：非洲豬瘟（African Swine Fever，ASF）是家豬的一種急性病毒性出血性疾病，可導致感染豬群近100%的死亡率，我們可以認為ASF是目前全球養豬業面臨的最嚴重的新興疾病威脅之一。ASF疫情在高加索地區和俄羅斯（2007年至今）毀滅性的暴發和持續流行突出了這種疾病威脅的嚴重性。目前，用于控制ASF的疫苗還沒有研制成功，因此撲殺感染豬是控制非洲豬瘟唯一有效的措施。然而，很明顯，免疫接種是有可能的，因為科學家已經清楚地證明可以用非洲豬瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）的同源株防止病毒的再次感染。由于我們對有關ASFV感染和免疫、ASFV毒株在自然界的變異程度以及確定能夠誘導豬產生保護性免疫反應的病毒蛋白（保護性抗原）的認識存在巨大的空白，ASF疫苗的發展受到了阻礙。本綜述將探討ASF疫苗的設計和研發所面臨的挑戰，重點是強調現有知識的不足。

關鍵詞：非洲豬瘟；保護性免疫；非洲豬瘟疫苗；保護性抗原

非洲豬瘟（African Swine Fever，ASF）在高加索地區和俄羅斯破壞性的暴發和持續流行（2007年至今）凸顯了ASF對全球養豬業的威脅。從格魯吉亞的一次單純傳入開始，ASF迅速在整個高加索地區蔓延，并傳入俄羅斯，到達波羅的海、波蘭和烏克蘭，現在威脅到西歐的門戶。多種因素，包括非洲豬瘟在非洲（以及現在在俄羅斯和高加索地區）的天然儲存宿主、在新發病地區形成地方性ASF的潛力、ASF在豬與豬之間快速高效傳播、非洲豬瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）在環境中相對穩定存在以及缺乏ASF疫苗等，都對ASF的控制提出了重大的挑戰。

非洲豬瘟是ASFV引起的，該病毒是非洲豬瘟病毒科的唯一成員，也是唯一已知的DNA蟲媒病毒。ASFV是一種大型包膜病毒，包含約190個千堿基對（Kilobase Pairs，KBP）的雙鏈DNA基因組，可編碼170多種蛋白質。ASFV的基因組結構和復制策略與其他大型雙鏈DNA病毒，尤其是痘病毒相同。

ASF是家豬的一種出血性疾病，會出現多種發病形式，從高致死率（100%死亡率）到亞臨床型。Velela等在感染ASFV高致病毒株的豬中觀察到了由血管內凝結物激活引起的凝血和血流動力學變化（出血、水腫、腹水和休克）。ASFV能夠感染單核巨噬細胞系統的細胞，包括高度分化的固定組織巨噬細胞和特異性譜系的網狀細胞，另外ASFV的強毒株在受影響的組織中能夠引起重大的損害。ASFV在這些類型的細胞體內復制和誘導標記細胞病理學的能力似乎是ASFV毒力的一個關鍵因素。我們對導致ASFV感染出現不同結果的病毒因素和宿主因素仍知之甚少。

從疾病控制的角度來看，值得注意的是ASFV能夠在疣豬和急性感染該病毒后幸存的家豬中長期流行。在試驗條件下，ASFV仍然能夠存在于大部分感染ASFV中等毒力毒株的家豬中，并且在感染70 d后被排放到環境中（最后一個檢測到病毒的采樣點）。ASFV的DNA可以用持續感染ASFV且至少感染500 d后的豬的外周血單核細胞聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）擴增。雖然ASFV的持續感染對病毒在家豬群中持續存在和傳播的實際影響尚不確定，但是對從ASF流行區屠宰場中無臨床癥狀的豬上采集的血液樣本進行的ASFV DNA檢測表明，長期或持續受到感染的豬可能是病毒在流行地區持續存在的原因。

盡管ASF在1921年就已經被確診并且持續威脅著養豬業，但是ASF疫苗還沒有開發成功。當前的數據表明，ASF疫苗可以成功開發，因為急性感染ASFV后存活的豬會對同源病毒的感染產生長期抵抗力。然而，疫苗的開發因科學家在有關ASFV感染和免疫、ASFV毒株變異程度和ASFV蛋白（保護性抗原）誘導豬產生保護性免疫反應方面的知識存在巨大的空白而受到阻礙。

要想在ASF疫苗的研究方面取得進展需要填補一些關鍵知識的空白。一旦鑒定出保護性抗原，同時目前在自然儲存庫中流行的ASFV毒株的多樣性得到確定，我們就可以開發出廣譜高效的且可交叉免疫的疫苗。理想情況下，疫苗不僅要安全高效，而且能夠使人們區分感染動物和接種動物（Differentiate Infected from Vaccinated Animal，DIVA），因此適合在非流行地區緊急使用。提供高效ASF疫苗將有助于改善人們對ASF疫情的控制，減少包括非洲大陸在內的疫病流行地區的經濟損失。控制地方性流行的ASF能夠進一步減小ASF對無病地區的威脅，并可降低病毒傳入的可能性。

我們尚不清楚動物對ASFV的保護性免疫機制。像大多數病毒感染一樣，動物對ASFV感染產生的體液免疫反應和細胞免疫反應似乎對自身的保護很重要。僅被動轉移ASFV抗體就足以保護豬免受ASFV的毀滅性感染。與這些抗體介導型保護反應相關的效應機制和誘導的病毒蛋白尚未被確定。Ruiz-Gonzalvo等、Zsak等、Borca等和Gómez-Puertas等已經闡述了ASFV中和抗體，但在體外未能以與豬體內ASFV交叉保護相關的方式發生交叉中和，這就增加了人們對其保護性免疫重要性的懷疑。

由抗ASFV抗體在體外介導的細胞溶解效應器功能已經有記錄。然而，Norley和Wardley尚未在體外的補體依賴性抗體溶解或抗體依賴性細胞介導的細胞毒性抗體滴度與體內的保護性免疫之間發現明顯的相關性。有趣的是，Malmguist證明，抗ASFV抗體在巨噬細胞培養中對ASFV復制有新的抑制作用。持續存在的康復豬血清（要未稀釋的10%濃縮物）會抑制用ASFV的同源毒株但非異源毒株感染自體血沉棕黃層細胞培養基。這種單核細胞感染抑制（Monocyte Infection-Inhibition，M-II）活性由純化的IgG介導，并且在病毒吸附發生后能夠有效抑制病毒的復制。最值得注意的是，動物體內的M-II抗體滴度與對病毒感染的抵抗力有關。

多種數據支持細胞免疫反應在ASFV保護性免疫上的作用。豬的淋巴細胞消耗試驗表明，細胞毒性CD8+淋巴細胞對ASFV的清除和抵抗很重要，保護作用與ASFV毒株特異性CD8+ T細胞反應相關。此外，體外IFN-G反應與抗ASFV異源毒株感染的交叉保護程度相關。Argilaguet等和Lacasta等認為，在接種DNA疫苗后獲得部分保護的動物受到挑戰時，缺乏可檢測水平的ASFV抗體可以解釋為支持細胞免疫在防衛感染上的作用。

因此，雖然體液免疫反應和細胞免疫反應似乎對動物機體產生保護作用很重要，但人們對介導抗ASFV免疫的特異性機制的了解仍處于早期，并且沒有確立保護作用的決定性免疫相關性。□□

原題名：Challenges for African swine fever vaccine development—“perhaps the end of the beginning”（英文）

原作者：D. L. Rock（美國伊利諾伊大學）