黏膜免疫在疫苗中的應用

吉藝寬，李少方，黃俊梅，毛晶丹，蔡孟楷*

（1.廣東梅州職業技術學院 廣東梅州 514011；2.河南省安陽市滑縣農業農村局 河南安陽 456400）

自從1963 年Chodirker 和Tomas 關于人體黏膜黏液中免疫球蛋白類型的研究開啟了黏膜免疫研究的新時代。黏膜組織是動物機體內、外環境發生信息與物質交換的一種媒介，主要存在于動物機體的呼吸道、消化道、泌尿生殖道中，而這些正是大多數病原微生物侵害機體的主要門戶。為了阻止病原微生物的入侵，黏膜組織構成一條嚴密的防御系統即黏膜免疫系統，成為機體抵抗病原微生物的第一道免疫屏障。黏膜免疫系統（mucosal immune system，MIS）是動物機體免疫系統的重要組成部分，同時又是一個具有特殊功能的獨立免疫體系，主要由黏膜相關淋巴組織、免疫細胞、抗體、細胞因子、補體等構成。目前針對黏膜免疫研究的主要方向是腸道黏膜免疫和呼吸道黏膜免疫，呼吸道黏膜免疫系統是呼吸系統抵抗外界有害病原體的重要防線，在控制和清除病原體感染過程中發揮著關鍵的作用。如流感病毒感染首先激發呼吸道黏膜局部固有免疫應答，通過活化固有效應細胞，分泌固有免疫分子發揮限制病毒擴散的作用。此外有研究表明[1]，呼吸道黏膜免疫在治療慢性阻塞性肺疾病、哮喘等疾病中起著不可忽視的作用。腸道黏膜免疫在針對腹瀉病毒的防治、腸道菌群的調控、膿毒癥的預防等方面起著重要作用[2]，其中最具有代表性的是脊髓灰質炎疫苗，就是基于腸道黏膜免疫而生產的口服黏膜疫苗。

隨著我國畜牧業的快速發展，傳統疫苗免疫方式的弊端越發明顯，主要表現為工人勞動強度大、不同群體間交叉感染風險大、動物群體應激明顯，尤其“后非瘟時代”不同豬場盡可能采取對豬群較小的刺激方式進行疫苗的免疫，這就急需采取多元化相結合的免疫方式。有效的將口服、噴霧、滴鼻等黏膜免疫方式與肌肉注射相結合，既能有效地發揮黏膜免疫應答作用，又能激活動物體液免疫和細胞免疫。

1 黏膜免疫與常規免疫區別

1）免疫方式不同。黏膜免疫方式是將疫苗通過噴霧、滴鼻等方式接種在機體的黏膜系統，最常見的是呼吸道黏膜淋巴組織，使動物機體產生特異性免疫應答；而常規免疫方式是采取肌肉注射方法接種疫苗，通過血液循環將抗原物質運送到脾臟、淋巴結等免疫器官，使動物機體產生特異性免疫應答。

2）產生的免疫球蛋白不同。黏膜免疫產生的抗體為分泌型的免疫球蛋白IgA（SIgA），SIgA 具有阻止病原菌在黏膜表面的黏附入侵、溶解細菌、中和病毒和毒素等方面發揮著巨大作用，是機體抗感染的一道重要屏障[3,4]。黏膜中特異性的IgA 抗體已被認為是評價黏膜免疫力的標準。常規肌注疫苗免疫方式是激活動物體的體液免疫和細胞免疫，誘導機體產生的抗體主要是IgG，相對于IgA而言，IgG 含量高，是動物體主要用于中和病毒的抗體。近年來被忽視的IgA 抗體逐漸被證實其具有多方面的作用，正確刺激黏膜系統才能發揮出高水平的IgA 抗體。

2 黏膜免疫在豬疫苗上的應用

1）豬偽狂犬病是豬場常見的病毒性疾病，主要引起新生仔豬嘔吐、神經癥狀，妊娠母豬流、死胎。豬偽狂犬病主要通過空氣和鼻腔接觸傳播，豬偽狂犬疫苗鼻腔接種是防控豬偽狂犬病的重要途徑。鼻腔接種活疫苗不僅可以有效刺激黏膜免疫，還可以促使疫苗毒株進入腦神經細胞，提前做到“占位效應”，抵抗野毒感染。目前豬場多采用1～3 日齡仔豬噴鼻免疫的方式，為豬偽狂犬病凈化打下堅實基礎。

2）由支原體引起的豬氣喘病屬于豬場的經濟性疾病，雖然致死率較低，但在很大程度上影響豬群的生長，料肉比居高不下。支原體對豬的危害主要是會對氣管及肺部造成不可逆損害。目前市面上的支原體疫苗主要采用滴鼻免疫和肺內接種的方式進行接種，滴鼻免疫能有效激發機體的黏膜免疫系統，產生有效的保護力，而肺內接種容易出現應激或損傷肺部，效果不佳。楊若松等[5]在研究中使用豬支原體肺炎活疫苗（168 株）通過滴鼻免疫能夠誘導產生較高水平的SIgA，說明支原體活疫苗經滴鼻免疫可以有效激發呼吸道黏膜免疫系統，產生對機體的保護。豬場臨床研究發現，將豬偽狂犬疫苗和支原體疫苗采取3 日齡滴鼻免疫方式能有效地提高對兩種疾病的預防能力，減少了不同日齡免疫疫苗的應激性，同時又保證了免疫效力，為以后聯苗的研究打下基礎。

3）豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）俗稱豬藍耳病，主要引起豬的一種繁殖障礙和呼吸系統的傳染病。傳統防控藍耳病的最佳方式是肌注藍耳病弱毒活疫苗，但血清學中和試驗檢測發現抗病毒的中和抗體出現較慢，免疫4 周后才能檢測到，而且需要高滴度的中和抗體才能清除病毒。目前研究表明雖然這種接種方式產生的抗PRRSV 抗體水平很高，但PRRSV 仍然可以形成病毒血癥，說明體液免疫的保護作用是有限的。最近有試驗結果表明PRRSV 弱毒株通過噴鼻免疫比肌肉注射效果反而更好，研究者將PRRSV 弱毒苗鼻腔免疫后發現能夠誘導交叉保護性免疫，免疫后檢測發現在鼻液、唾液、糞便中都能產生大量SIgA，并且血清中IgG 抗體水平也顯著增加[6-8]。臨床實踐中發現越來越多豬場將噴鼻免疫和肌注相結合的方式來更加有效地預防藍耳病的發生。

4）豬流行性腹瀉病毒（PEDV）和豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）是導致豬腹瀉的主要病原，兩者的致病機理相似，主要是侵害腸道上皮細胞，導致腸黏膜絨毛縮短變粗，無法吸收腸道營養物質，出現腹瀉現象。有研究表明，豬傳染性胃腸炎與豬流行性腹瀉二聯弱毒疫苗經口、鼻腔途徑免疫后可顯著提高小腸黏膜免疫力，小腸中CD4+T細胞數量極顯著增加，腸系膜淋巴結產生的IgG 和IgA 水平顯著增加，十二指腸和空腸IgA 抗體分泌細胞數量也顯著增加，說明經口和鼻腔黏膜免疫能在一定程度上對抗病毒的侵入發揮作用。

3 黏膜免疫在禽用疫苗上的應用

禽用疫苗如雞新城疫疫苗（Lasta 株）、傳染性支氣管炎弱毒疫苗（H120）和鴨瘟活疫苗等通過滴鼻點眼的方式進行免疫，主要是刺激機體的呼吸道黏膜免疫和哈德腺，誘導機體產生黏膜免疫。雛雞的這種免疫方式，不僅不受母源抗體干擾，而且還能通過黏膜免疫對疫苗產生良好的應答反應。在家禽免疫方式中霧化免疫同樣具有諸多優點，能夠將疫苗液通過特定的儀器設備噴出大小均勻的霧滴，家禽通過呼吸將霧液吸入體內，從而激發呼吸道黏膜免疫，丁美娟等[9]研究也發現氣霧免疫與點眼免疫同樣能產生良好的免疫效果。

4 影響黏膜免疫的因素

影響腸黏膜免疫的主要因素是營養，飼料中的益生菌、蘇氨酸、精氨酸、谷氨酰胺等氨基酸對腸黏膜免疫功能起著重要作用。研究表明，飼料中蘇氨酸、精氨酸能夠促進SIgA 的分泌，緩解腸道致病菌和球蟲對腸黏膜的破壞[10]。所以在豬場生產中更加關注飼料的營養全面性，俗話說“養豬就是養腸道”，意思就是飼料營養對腸道的吸收起著關鍵作用，腸道營養充足之后腸道上黏膜免疫才能發揮關鍵作用。其次是腸道菌群平衡有利于腸黏膜免疫系統的發揮，減少各種應激導致的不利影響，相應補充腸道有益菌群，提升腸黏膜免疫的完整性，發揮腸黏膜免疫作用，抵抗有害病原菌，守住動物的腸道防御線。

影響呼吸道黏膜免疫系統的主要因素是畜禽舍的有害氣體，氨氣、硫化氫等，這些有害氣體導致呼吸道表面纖毛生長受阻，同時造成氣管、支氣管及肺部抵抗力降低，亞健康明顯，整體的免疫系統都受到損傷，不能及時發揮呼吸道黏膜免疫的作用。所以在生產中應該加強畜禽舍的環境衛生，做好通風措施，保證呼吸道黏膜免疫系統的正常發育，才能更好發揮其作用。

5 黏膜免疫研究的前景

當前，我國預防動物疾病主要接種方式是肌肉注射，這種接種方式給動物造成很大的應激反應，尤其當前非洲豬瘟新常態下，更應該減少應激，減少針頭接種帶來人為的疾病傳播。黏膜免疫優勢突出，口服、噴鼻、點眼接種方式便捷，應激性小，將是未來疫苗接種的主要趨勢，但也存在一定問題，如免疫劑量問題，免疫效果評估等。

中獸藥研究進展日新月異，將中獸藥和黏膜免疫相結合的方式促進黏膜免疫的發展。李任軍等[11]研究表明，口服黃芪多糖的小鼠腸黏膜上皮的IgA+細胞顯著高于對照組，說明口服黃芪多糖能夠增強腸道黏膜免疫；有研究表明，黨參多糖能提高仔豬小腸組織中SIgA、IgG、IgM 蛋白的表達水平以及IgA、IgG、IgM 的相對表達量，增強仔豬的腸道黏膜免疫功能[12]。如果能夠將增強動物黏膜免疫的中獸藥和疫苗相互配合使用，必將推動黏膜免疫臨床應用的進一步發展，發揮中獸藥的優良性能，彌補黏膜免疫系統漏洞，提高黏膜免疫在動物疫苗免疫中的作用，探索新型疫苗免疫方式。