乳酸菌口服疫苗在猪病防治中的应用研究

■文/诸城市畜牧兽医管理局 庄夕栋

乳酸菌口服疫苗在猪病防治中的应用研究

■文/诸城市畜牧兽医管理局 庄夕栋

乳酸菌口服疫苗能够诱导机体产生有效的黏膜免疫、体液免疫和细胞免疫应答，具有其他疫苗不可比拟的优势，目前已成为疫苗研究领域的一个热点。本文综述了乳酸菌口服疫苗的作用机理、特点及其在猪病防治中的应用研究，并对其存在的问题及应用前景进行分析和展望，以期为更好地防治猪病提供参考。

乳酸菌；口服疫苗；猪病；防治；应用

乳酸菌(Lactic acid bacteria)是一类能将碳水化合物发酵产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌，属食品级、非侵袭、非致病性微生物，被公认为安全级微生物。近年来利用一些乳酸菌在胃肠道、泌尿、生殖系统中或黏膜部位黏附存活且无病原性等特点，开展动物活菌口服疫苗研究，受到极大的关注，已成为目前疫苗研究领域的一个热点。以乳酸菌作为表达载体制成的动物口服疫苗安全无毒，通过胃肠黏膜进行抗原呈递，能诱导机体产生有效的体液免疫、黏膜免疫和细胞免疫应答。本文综述了乳酸菌口服疫苗的作用机理、特点及其在猪病防治中的应用研究，并对其存在的问题及应用前景进行分析和展望，以期为更好地防治猪病提供参考。

1 乳酸菌口服疫苗的作用机理

1.1 乳酸菌的生物学功能

乳酸菌嗜酸性，最适生存pH为5.5～6.0，但在pH 3.0～4.5时仍然能生存，且在无芽孢杆菌中耐酸力最强。乳酸菌在自然界中分布广泛，目前已从动物的口腔、胃、肠道和粪便等部位分离到了各种乳酸菌。乳酸菌绝大多数对动物无害，而且担负着动物体内重要的生理功能，如调节肠道内正常菌群的平衡，抑制肠道内有害菌的定植和有毒物质的产生；制造营养物质，促进组织细胞的发育等。乳酸杆菌的生物学功能与动物机体的生命活动息息相关。乳酸菌以其益生性、佐剂效应、制备简单及生产成本低等优点被广泛用于各种病原抗原的传递载体研究，在疾病防制方面具有重要意义和应用价值。

1.2 乳酸菌口服疫苗的作用机理

乳酸菌口服疫苗是以乳酸菌为载体菌，通过基因工程技术重组病毒、细菌或寄生虫等病原基因，构建能表达外源抗原或携带外源DNA疫苗的重组乳酸菌。这些重组菌能通过口服或滴鼻的途径将抗原传递至宿主黏膜系统，进而在黏膜水平刺激免疫宿主产生免疫反应。其可同时激发机体体液免疫、细胞免疫和黏膜免疫应答，且免疫过程和病原感染一致，能在黏膜水平预防病原感染。重组乳酸菌不仅具有疾病预防作用，而且对已发生的病毒感染同时具有一定的治疗和抑制作用。

1.3 乳酸菌口服疫苗的的特点

乳酸菌口服疫苗具有生产成本低廉、制备方法简单、不需要DNA疫苗或多肽疫苗制备过程的分离纯化、易于标准化等特点。该疫苗饲喂方便，免疫成本低，安全性好、无副作用、没有减毒活疫苗的毒力返强等危险性的存在，本身具有佐剂效应，能同时诱导机体产生体液免疫和细胞免疫，并刺激黏膜免疫系统产生局部sIgA黏膜免疫，尤其适合大规模养殖场的动物群体免疫。

2 乳酸菌口服疫苗在猪病防治中的应用研究

2.1 猪传染性胃肠炎

猪传染性胃肠炎是由猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)引起的一种以严重腹泻、呕吐和脱水为临床症状的高度传染性疾病，尤其对2周龄以内的仔猪具有很高的致死率，死亡率可达100%。该病呈世界性分布，给各国养猪业均造成了严重的经济损失。唐丽杰等(2007)将TGEV的S基因构建到分泌型表达载体上并成功导入乳酸乳球菌中，小鼠口服免疫后，结果证明小鼠肠道内产生了特异性的黏膜免疫且抗体水平较高。薛瑞雪(2015)使用TGEV乳酸菌口服疫苗口服免疫小鼠，能够刺激机体产生较高水平的体液免疫和细胞免疫，同时可以促进脾脏T淋巴细胞的增殖以及刺激IFN-γ、IL-4的产生，在刺激产生黏膜抗体方面具有显著作用，为TGEV口服疫苗的临床应用提供了理论基础。

2.2 猪轮状病毒病

猪轮状毒病是由猪轮状病毒感染引起仔猪暴发消化道功能紊乱的一种急性肠道传染病，主要症状为厌食、呕吐、下痢，中猪和大猪为隐性感染，没有症状。胡静涛等(2008)、叶丽萍等(2010)先后表达猪轮状病毒VP4、VP7蛋白的重组乳酸菌能诱导小鼠产生明显的血清和黏膜抗体，促进细胞免疫和体液免疫应答，并为免疫组小鼠提供极其明显的攻毒保护。

2.3 猪细小病毒病

猪细小病毒(PPV)是引起母猪繁殖障碍的主要病原之一，PPV感染主要引起胚胎和胎儿死亡、重吸收、流产、木乃伊胎等，但母猪本身不表现明显的症状。衣壳蛋白VP2是PPV的主要结构蛋白，决定着PPV的组织嗜性、毒力和血凝活性，并且能够诱导机体产生中和抗体。徐义刚等(2008)将构建的细胞表面表达和分泌表达PPV VP2蛋白的重组干酪乳杆菌口服免疫BALB/c小鼠，结果表明，2种表达系统均能诱导小鼠产生黏膜及系统免疫应答，分泌型的重组菌系统免疫小鼠诱导机体产生的抗PPV的特异性sIgA和IgG抗体水平高于细胞表面表达型的重组菌系统的免疫效果，表明分泌型的重组乳酸菌作为口服疫苗载体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)感染偶蹄类动物而引起的一种急性、热性、高度接触性传染病，临床上主要以口腔黏膜、蹄部及乳房皮肤发生水疱和糜烂为特征。李云岗等(2007)给仔猪采用口服和注射途径免疫以乳酸菌为载体的FMDV VP1基因后，经检测显示该疫苗能产生较高的抗体效价，能够诱导体液免疫和细胞免疫。

2.5 猪链球菌病

猪链球菌根据菌体荚膜抗原特性的不同，可分成35个血清型(1～34型及1/2型)，其主要致病型为SS1、SS2、SS7、SS9、SS1/2以及SS14。众多血清型中以猪链球菌2型(SS2)流行最广、致病性最强、造成的危害最大。张秋香等(2013)研究将SS2 ef和mrp基因分别置于组成型启动子P59的下游，转入干酪乳杆菌中，以制备可添加于饲料中的SS2口服疫苗，并以C57BL/6J小鼠为模型对该疫苗的免疫效果进行评价。结果发现重组菌可在小鼠体内存活2d左右，并可有效刺激小鼠产生EF和MRP特异性抗体，为研制乳酸菌口服疫苗防治猪链球菌病的可行性进行了有益的探索。

3 问题与展望

抗生素的滥用使细菌耐药性现象越来越严重。目前，许多国家已开始禁止部分抗生素在养殖业中的应用。乳酸菌本身具有一定抑制病原菌的能力，部分乳酸菌作为微生态制剂已被广泛用于养殖业并取得不错的效果，因此，乳酸菌在替代部分抗生素使用方面展现出了独特优势。乳酸菌作为运载外源抗原的理想载体，可通过口服或滴鼻在黏膜水平将病毒抗原提呈宿主免疫细胞，同时诱导机体产生体液免疫和细胞免疫，且免疫过程和病原感染一致，能在黏膜水平预防病原感染；能增强机体的非特异性和特异性免疫能力，在活载体疫苗或保健品开发方面业极具竞争优势。总之，乳酸菌口服疫苗在预防细菌性、病毒性及寄生虫性传染疾病方面具有良好的研究价值和应用前景。随着人们对乳酸菌口服疫苗作用机理研究的深入，必将助其在临床上的广泛应用。然而乳酸菌作为口服疫苗载体，在市场化之前仍面临很多问题。目前可用于构建疫苗的载体菌株仅限于乳酸乳球菌和乳酸杆菌属中的几个菌株，表达的抗原蛋白仅限于几种，构建成功的疫苗也不多，对构建的疫苗效果的研究仅限于动物试验阶段和体外试验阶段，疫苗的临床应用还需一段时间，工程菌在体内可以存活多久以及乳酸菌携带抗原表达的效果也有待确定，疫苗诱发机体产生免疫反应的机制还不清楚等。只有解决以上问题，才能从根本上推动乳酸菌口服疫苗从试验研究走向临床应用，促进畜牧业的发展，并为未来防治动物疫病提供良好的思路和途径。■