猪轮状病毒防控专题-4-猪轮状病毒疫苗开发面临的挑战

仔猪出生时适应性免疫系统不成熟，需要从母猪初乳和乳汁中获得中和抗体（Saif&Fernadez，1996；Chepngeno et al.，2019）。因为母体抗体不会穿过猪的胎盘屏障传递给仔猪（Ward et al.，1996）。

仔猪出生时适应性免疫系统不成熟，需要从母猪初乳和乳汁中获得中和抗体（Saif&Fernadez，1996；Chepngeno et al.，2019）。因为母体抗体不会穿过猪的胎盘屏障传递给仔猪（Ward et al.，1996）。为了保护新生仔猪，需要在出生后的头36小时内通过摄入初乳获得大量来自母体的中和抗体（Chang等人，2012）。在猪初乳中发现的主要免疫球蛋白是IgG，而在母猪乳汁中发现的主要免疫球蛋白是分泌型IgA（Chang等人，2012年）。当初乳转变为常乳时，IgG的产生减少，IgA“由源自肠道的浆细胞在乳腺局部产生”，成为主要的免疫球蛋白（Saif和Fernadez，1996）。疫苗接种或计划性接触驯化是目前预防猪轮状病毒感染的有效方法。

一、美国目前的RV疫苗

美国农业部批准的的RVA疫苗有，用于怀孕母猪的RVA减毒活疫苗（Prosystem® RCE）和用于仔猪断奶前7至10天以及准备进入母猪场的驯化母猪的Prosystem® Rota。减毒活株有可能引起免疫压力，促使猪出现新的RV基因型。

具有不同G和P基因型的RV毒株几乎没有交叉保护，而具有相同G和P基因型的RV毒株具有有限的交叉保护活性（Saif和Fernandez，1996）。在世界不同地区，不同的RVA毒株占优势。例如，在韩国，已检测到包括G5P[7]、G8P[7]、G9P[7]、G9P[23]和G8P[1]的RVA基因型组合（Park等人，2019）。在这种情况下，ProSystems® RCE和ProSystems® Rota对这三种RVA基因型（特别是G8P[7]、G9P[23]和G8P[1]）无效。这些不匹配的临床毒株导致Park等人（2019年）得出基于从现场分离的三种韩国主要RVA毒株G8P[7] 174-1、G9P[23] PRG942和G5P[7] K71，开发更新的三价减毒活疫苗。这种新研制的减毒活疫苗对RVA强毒攻毒的仔猪被发现是安全和有效的。然而，这种疫苗目前没有得到韩国的批准使用。

自家苗常在没有商业化疫苗或者出现新毒株时使用。当从受感染的小猪身上获取样本组织或在病毒培养物中分离RV并将其送至一家公司以开发自家疫苗（Arsenakis等人，2018）。这些自家疫苗生产公司生产的疫苗通常是杀灭或灭活的，并且是特异性的针对群体毒株的。与这种疫苗相关的一个挑战是，并非所有RV毒株，如RVB和RVC，都能在细胞培养中轻易分离。另一个问题是，这些疫苗是一种猪群特有的毒株，这意味着这种疫苗可能无法保护其他地方的猪群。

2014年1月，最近被默克动物健康公司收购的Harrisvaccines，Inc.获得了美国农业部关于RVC疫苗的许可证（默克动物健康公司，2014年）。这些疫苗具有群体特异性，并使用Sequivity进行商标标记™ RNA粒子（RP）技术。这些群体特异性疫苗有助于治疗不断进化和变异的疾病，如猪流感，以及使用传统疫苗生产方法（如RVB和RVC）无法轻易生产的病毒。根据默克公司的Sequivity™ RNA 粒子技术，生产这些RP疫苗需要四个主要步骤。

首先，兽医从畜群中受感染的动物身上采集样本，并将其送往医院兽医诊断实验室。第二，兽医实验室确定了病原体毒株的基因组序列，并将序列以电子方式发送给默克动物健康公司。第三步，合成病原体的感兴趣基因（GOI）并将其插入RNA产生平台。在最后一步，新开发的RNA生产平台被孵化，RPs从生产细胞中释放出来。然后收获、纯化RP并配制成猪群特异性RP疫苗。这些方法的优点疫苗是特定于猪场猪群的病原体，它们的设计目的是只将病原体中的GOI传递给专业抗原呈递细胞（APC），即树突状细胞，RPs是安全的，不会自我复制。这种方法的一个缺点是它对畜群有特异性。

二、猪群中RV感染的复杂性

在临床，猪群可以遇到不同的RV物种和基因型。直到最近，人们才知道猪群中RV复杂的感染情况。兽医诊断实验室实施RT-qPCR后发现，猪群常同时感染不同种类的RV。Molinari等人（2016年）描述了一个在巴西发现感染RVA、RVB、RVC和RVH的猪群中发生断奶后腹泻的真实例子。本研究中的母猪群定期接种含有市售灭活疫苗RVA OSU毒株（G5P[7]）、大肠杆菌和C型和D型产气荚膜梭菌。发现46%的腹泻样本含有一种RV，其余56%的样本通过RT-PCR发现混合感染一种RV。RVC是在腹泻中检到的主要RV类型。这项研究认为疫苗免疫失败可能是由于混合感染，而不是因为疫苗正在失去效力。

如上述章节所述，由于在细胞培养中成功分离RVB和RVC十分困难，对于RVB和RVC发病机制的研究受到阻碍。这导致了制备针对各种RV物种的减毒活疫苗的困难。然而，这也造成了对猪群中不同RV物种流行率以及哪个年龄组易受不同RV物种感染的情况尚不清楚。自从RT-qPCR在兽医诊断实验室实施以来，研究人员已经能够在送到这些实验室的粪便样本中检测RVA、RVB、RVC和RVH。Marthaler等人（2014a）对2009年12月至2011年10月期间发送给明尼苏达大学兽医诊断实验室的7508头猪样本进行了调查。样本分为5个年龄组，包括新生仔猪（1-3日龄）、仔猪（4-21日龄）、保育猪（22-55日龄）、肥育猪（55日龄及以上）和未知年龄。从这项研究中，6251或84%的样本对单一RV感染（RVA、RVB或RVC）或混合RV感染（RVAB、RVAC、RVBC和RVBC）呈阳性。这项研究的结果发现，RVA在所有年龄组中都很常见，但在21-51天年龄组中更为普遍。RVB和RVC均见于各年龄组，但RVB多见于55天及以上年龄组，RVC多见于1～20天年龄组。这项研究很重要，因为它强调了不同的RV种类在仔猪发育的不同时期更为普遍。

在诊断学领域实施RT-qPCR和下一代测序使研究人员能够在历史和当前RV毒株之间进行比较研究。Chepngeno等人（2020年）最近进行的一项研究比较了历史上的猪RVC在3日龄和3周龄的无菌仔猪中发现了Cowden（G1）株和两个新的猪RVC株RV0140（G3）和RV0143（G6）。根据他们的发现，确定这两个新的RVC毒株和历史上的Cowden毒株表现出彼此不同的毒力水平。在3日龄和3周龄的仔猪中，这两个新的毒株具有相对较高的临床毒力和较高的RVC粪便排毒率。3周龄时，Cowden毒株引起的临床疾病较轻，猪在这个年龄没有出现任何腹泻。这两个较新的毒株似乎具有尚未明确的病理生物学特征，导致它们在3日龄至3周龄仔猪中的患病率增加。

创造一种对不同RV物种有效的单一交叉保护性疫苗可能是困难的。目前研制RVA减毒活疫苗的方法除非找到一个允许的细胞系，否则对RVB和RVC都不起作用。然而，新的疫苗策略，如RNA颗粒，已经为制造针对群体特异性毒株的有效RVB和RVC疫苗提供方向。因此，寻找新的疫苗替代策略与传统的疫苗开发策略相比，具有更大的潜力。

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