应对猪胸膜肺炎：类毒素疫苗保护的重要性

一、简介

猪传染性胸膜肺炎是由猪胸膜肺炎放线杆菌（AP）引起的猪的呼吸道疾病，能引起各个年龄段猪的急性和慢性感染，是一种致死性和高度接触性的传染病。以急性出血性纤维素性胸膜炎和出血性肺炎为主要特征，急性病例死亡率可达80%以上，慢性经过者生长发育受阻，易引发其他病原感染而死亡。自1957年Pattison首次报道后，此后该病逐渐扩散至世界各地，在美洲、欧洲、澳大利亚、亚洲等地均有流行，但各地方所流行的血清型不尽相同，给该病的防治带来相当的困难。目前该病在全世界很多国家广泛流行，是国际公认的危害现代养猪业的重要传染病之一，给全球的养猪业造成严重的经济损失。随着我国引进猪不断增多，该病在我国也开始流行起来。

二、区分血清型

由于其病原菌是放线杆菌，所含血清型较多。胸膜肺炎放线杆菌根据其生长是否需要V因子（V因子为辅酶I，即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NAD或辅酶II，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，NADP）和尼克酰胺腺呤二核苷酸，可将其分为两个生物型，依赖外源V因子才能生长的是生物1型（ biotype I），不需要V因子就能培养生长的是生物Ⅱ型（ biotype II）。到1999年，AP已经被分离鉴定出了15种血清型（1～15血清型），根据可溶性英膜多糖（CPS）和脂多糖（LPS）的特性，将生物I型分为13个血清型，其中5型又分为5a和5b两个亚型，将生物Ⅱ型分为2个血清型，且生物 I型致病性强于生物型Ⅱ。

准确区分此病原菌的不同血清型是研制有效预防疫苗的前提。各种血清学方法仍是现阶段对胸膜肺炎放线杆升感血清型定的主要手段，但不足之处是，存在一定程度的交叉反应以及不能对新分离的原菌进行分型。而采用聚合酶链式反应对不同基因进行扩增，根据扩增结果进行血清型鉴定基因分型方法，具有准确的优点，可克服传统血清学方法的不足，己经逐成为胸膜肺类放线杆菌研完中的新的分型方法。

在不同的国家，血清型的再划分是高度可变的。某些血清型可能在某一地区更为普遍，被视为“特定国家”，但通常在同一国家会出现很多种血清型。(表1)

表1 不同国家主要血清型的类型

随着时间的推移，各种血清型的存在也会发生变化，过去不存在或存在较少的血清型可能成为最主要的血清型。例如，在联合国，2004年以3型为主，2009年以8型为主。

在一个畜群中经常发现多种血清型，而且可以从一些农场的母猪和育肥猪中分离出不同的血清型。即使在稳定的、病毒流行率低的农场中，也存在病毒暴发的风险。(图 1)。

图1 对血清型2型的血清型阳性率和胸膜炎发病率(Busch E，2010 年 )。

三、流行病学

各种年龄、性别的猪都有易感性，其中6周龄至6月龄的猪较多发，但以3月龄仔猪最为易感。本病的发生多呈最急性型或急性型病程而迅速死亡，在猪群中急速暴发，发病率和死亡率一般为50%左右，最急性型的死亡可达80%～100%。病猪和带菌猪是本病的传染源。种公猪和慢性感染猪在传播本病中起着十分重要的作用。APP主要通过空气飞沫传播，在感染猪的鼻汁、扁桃体、支气管和肺脏等部位是病原菌存在的主要场所，病菌随呼吸、咳嗽、喷嚏等途径排出后形成飞沫，通过直接接触而经呼吸道传播。本病的发生具有明显的季节性，多发生于4～5月和9～11月。饲养环境突然改变、猪群的转移或混群、拥挤或长途运输、通风不良、湿度过高、气温骤变等应激因素，均可引起本病发生或加速疾病传播，使发病率和死亡率增加。

四、准确诊断

总之，血清型的多变性和存在性对准确诊断和多血清型重点预防措施有着巨大的要求。除了与血清型特异性脂多糖决定因素有关的毒力因子外，还有3种Apx毒素与胸膜肺炎的发病机制密切相关。

毒素是许多病原性细菌的毒力因子之一，对大部分病原性细菌也是如此。通过对毒素的特征和作用机制的研究，给诊断、治疗、预防和控制细菌性传染病提供了重要的理论基础。研究人员通过基因克隆、序列分析、定点突变等技术的能够构建大量的杂合毒素并得到原始毒素和重组毒素。毒素的研究又出现了气分子遗传学和蛋白质工程等新方法。在前人研究的基础上，研究人员己经不仅能够推测毒素的初级结构，而且对其细胞、亚细胞及分子水平的作用机制有了更深的了解，另外，对毒素结构与功能的关系及其在致病过程中作为毒力因子的作用方式以及具体作用也有了更明确的认识。ApX毒素作为APP的毒力因子在致病性方面的作用己经得到证实。

Apx毒素属于RTX毒素之一，具有溶血活性和细胞毒性作用。它不仅可以溶解红细胞，更重要的是它具有调节白细胞活性的功能。这一点对它的致病性尤为重要。其中APXI和ApX2的活性属于溶血素，而ApX属于白细胞毒素。 APX毒素通常由不同的血清型以不同的组合而产生。因此，对ApxI、ApxII和ApxIII的主动免疫提供了独立于感染所涉及的血清型的保护。

五、APP类毒素疫苗研究

免疫接种是预防和控制该病的主要措施，目前我国用于预防APP的主要疫苗是灭活疫苗。这种灭活疫苗对于同种血清型的感染可降低死亡率，但不能降低发病率和慢性感染，不能阻止肺部病变，更不能对异型菌提供交叉保护。由于慢性感染影响猪的生长速度，降低饲料报酬，给养猪业造成巨大损失。临床上迫切需要更加安全、有效的疫苗来预防和控制该病的发生与流行。通过对胸膜肺炎放线杆菌毒力因子的研究，证实分泌毒素为其最重要的毒力因子，同时也是其最重要的免疫原性因子，加有类毒素的灭活疫苗保护力大为提高。

目前APP的疫苗一般是采用肌肉注射的方法进行免疫。注射免疫操作困难，而且肌注普通的细菌灭活苗往往对注射部位造成损伤，易引起猪群紧张，及伴随的炎症反应、肌体发热等副作用，特别对初生仔猪往往造成很大伤害。与其他呼吸道病原菌一样，胸膜肺炎放线杆菌也是通过黏膜表面进入宿主。研究发现，用口服疫苗剂量就能够诱导很高的免疫反应，当第2次免疫时加大10倍的剂量，动物能够克服免疫耐受，维持很高的系统免疫。人们期望开发一种能诱导黏膜免疫反应的疫苗，同时尽可能地解决上述问题，于是开始尝试开发猪胸膜肺炎的口服疫苗作为一种新的防治手段。

六、COGLAPIX疫苗的强免疫反应

COGLAPIX是一种以细菌类毒素为基础的疫苗，它对所有的血清型都有很强的保护作用。面对现存血清型的可变性，只有类毒素疫苗可以为其提供保障。COGLAPIX疫苗既可以保障安全，又可以保障功效。

将提取的三种毒素乳化后分别免疫小兔，共免疫三次，间隔时间为两周，对照组用PBS乳化后同时进行免疫。每免疫两周后断尾采血并分离血清，将血清做十倍稀释后再作倍比稀释。

结果表明，Coglapix对Apx类毒素有很强的免疫反应。免疫后两周，在兔血清中接种有显著抗Apx的抗体。根据特异性单克隆抗体，采用3种室内Apx特异性竞争性ELISA方法对诱导抗体滴度进行评价。

已在许多实验中得到证实，Coglapix所诱导的高度的临床保护作用，与血清型特异性无关，这项研究将在24周内使用疫苗以抵御APP血清型1、2和7的挑战。与未接种疫苗对照组相比，Coglapix疫苗接种猪肺病变的发生率和范围明显降低(表3和表4)

在饲养猪群的农场，这种持久的免疫力也提供了有效的预防措施。与其他疫苗的比较试验显示，Coglapix在预防APP方面的效果更好(图2)。类毒素菌苗组具有较高的毒素抗体和间接血凝抗体，类毒素菌苗组攻毒后基本没有表现出临床症状，剖检肺部病变轻微；空白对照组临床症状明显，剖检呈现典型的胸膜肺炎病变。抗体检测和攻毒结果显示类毒素菌苗对于强毒APP的感染保护效果能显著降低临床发病，减轻肺部病变，可以取代细菌灭活苗用于胸膜肺炎的免疫预防。攻毒结果还显示毒素抗体和保护力呈正相关。

表3 肺部病变发生率(%)

表4 肺损害评分

图2 肺损害评分

七、结语

猪场有多种血清型存在，而且在某一特定农场出现一种不同血清型的新毒株的风险持续存在，因此需要对所有血清型进行广泛的保护。类毒素疫苗比灭活疫苗具有更高的免疫活性，甚至对与疫苗同源的血清型也是如此。

Coglapix对各种血清型的AP菌株具有持久的保护作用，并能在不同的条件下预防猪胸膜肺炎。