猪繁殖与呼吸综合征疫苗的现状：干扰素反应、免疫学概述及未来展望
健康
2024-11-25 16:49
湖北
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摘要：猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）依然是全球养猪业面临的一个重大挑战。该疾病由PRRS病毒（PRRSV）引起，主要影响猪的生殖和呼吸系统，破坏宿主干扰素的有效反应和其他免疫反应，导致疫苗效果不佳。在缺乏针对PRRSV的特定抗病毒治疗的情况下，疫苗在控制该疾病中发挥着关键作用。当前市场上有多种疫苗技术，包括活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗、DNA疫苗和载体疫苗，但是，目前只有改良活病毒疫苗（MLV）和灭活病毒疫苗（KV）在控制猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）方面实现了商业化应用。活疫苗因其较强的保护效果而被广泛推广，尽管它们在提供交叉保护方面的能力有所不足。与此同时，灭活疫苗因其较高的安全性而受到重视，但在保护效力上存在一定的局限性。这篇综述文章更新了关于PRRS疫苗与宿主干扰素系统相互作用以及其它免疫学领域的最新研究成果，目的是评估这些疫苗的现状，并审视PRRSV疫苗研发的最新动态。文章对比了活减毒疫苗和灭活疫苗在预防和管理PRRS方面的优缺点，旨在推动下一代PRRS疫苗的创新策略和技术发展。猪动脉炎病毒，引起猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）的主要病原体，也被称为PRRS病毒（PRRSV）。这种传染病最早于1987年在美国报道，此后在全球范围内被广泛检测到。如今，PRRSV已成为最重要的病原体之一，对全球养猪产业造成了巨大的经济损失。PRRSV可以感染任何年龄的猪，但临床症状在怀孕母猪特别是在妊娠末期，以及在小猪中尤为严重。感染的怀孕母猪可能会提前分娩，导致死胎、部分自溶或木乃伊化胎儿。小猪表现出的症状包括发热、严重呼吸困难、厌食、倦怠、眼睑水肿以及耳朵或后肢明显的蓝色或红色变色。尽管育肥猪、公猪和未配种的母猪通常表现出较轻的症状，但在PRRSV感染的猪中存在其他感染可能会加剧和复杂化情况，可能导致怀孕母猪更严重的繁殖障碍或在小猪中导致呼吸道疾病综合征。因此，预防PRRS及其相关疾病是养猪生产者的首要任务。疫苗是一种生物制剂，旨在通过促使产生抗体、促进细胞免疫或两者兼有来赋予对特定疾病的免疫力。这种制剂可能来源于引起疾病的病原体、其副产品，或一个合成的类似物，被修改为作为特定抗原而不引起疾病。最早的针对猪的疫苗之一，针对细菌性红斑丹毒的疫苗，是由法国的路易·巴斯德在1883年开发的。继这一开创性工作之后，疫苗接种策略扩展到保护猪免受各种病原威胁。随着养猪产业的工业化和集约化养殖实践的出现，疫苗接种已成为养猪不可或缺的关键组成部分。猪用疫苗的发展主要采用了减毒活或灭活形式。背后的考量不仅着重于疫苗产品的一致性和安全性，同时也推动了疫苗商业生产的可扩展性和更广泛的市场分布。如今，疫苗在当前猪健康管理中扮演着关键角色，它们在全球范围内保护猪群健康和提高生产力。PRRSV感染的进展涉及三个阶段：初始的急性期、随后的持续期，以及最终如果有效激发免疫清除则病毒消失。改良活病毒（MLV）疫苗在猪中的效力归因于它们能够引发细胞介导和抗体介导的免疫反应，特别是增强粘膜免疫。MLV疫苗利用减毒形式的病毒，虽然能够激发强烈的免疫反应，但通常不会导致疾病表现或只导致轻微的临床表现。在感染的初始阶段，各种因素如感染、炎症、压力、身体伤害或组织损伤可能会扰乱猪群内稳态平衡。这一细致的观察揭示了疫苗诱导的免疫反应与维持猪群健康及疾病抵抗力之间错综复杂的相互关系。在猪体内，进化导致了两个相互关联的防御系统的发展，用以对抗微生物病原体，即先天免疫系统和适应性免疫系统。先天免疫系统作为首要防线，它通过一系列由生殖细胞编码的受体，也就是模式识别受体（PRRs），来识别病原体并启动免疫反应。这些模式识别受体（PRRs）能够识别在各类传染性病原体中普遍存在的、对病原体生命周期和增殖至关重要的保守分子模式，即病原体相关分子模式（PAMPs）。这些PAMPs包括病毒的双链RNA、细菌的脂多糖、肽聚糖和鞭毛蛋白等，它们是微生物特有的，在宿主体内并不存在。因此，宿主的免疫系统能够在分子层面区分自身与非自身物质。这些受体在多种细胞表面和内部广泛分布，特别是在免疫细胞上表达尤为丰富，包括巨噬细胞/单核细胞、树突状细胞、自然杀伤（NK）细胞、肥大细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞，它们在免疫反应中扮演着关键角色。当特定的病原体相关分子模式（PAMPs）被相应的模式识别受体（PRRs）识别后，会激活免疫反应，引发一系列先天免疫效应分子的产生，包括抗菌肽、炎症细胞因子和干扰素（IFNs）。这些分子特别针对如病毒这样的细胞内病原体，发挥抗病毒作用。在抗病毒反应中，比如干扰素（IFNs），特别是I型和III型干扰素，它们能够促使数百个干扰素刺激基因（ISGs）的表达。这些基因可能直接限制或灭活病毒，并且进一步增强机体对病毒感染的适应性免疫反应。适应性免疫系统的效能依赖于T淋巴细胞和B淋巴细胞上多样化抗原受体的形成，以及这些具有特定抗原受体的细胞随后的激活和克隆性增殖。适应性免疫反应包括由T细胞介导的细胞免疫（CMI）和体液免疫（HI），后者涉及到效应B细胞产生特异性抗体。适应性免疫的激活不仅依赖于这些受体对抗原的直接识别，还依赖于先天免疫系统提供的关键信号。例如，I型干扰素（IFN-α/β是研究最为广泛的亚型）通过与T细胞表面的干扰素α/β受体（IFNARs）直接作用来调节T细胞的功能。这种相互作用影响T细胞的存活、增殖、分泌IFN-γ以及细胞毒性活性，同时也影响记忆T细胞的形成。在αβ T细胞中，T细胞受体（TCR）的共刺激分子将它们分为两个主要的亚群：CD4+ T细胞和CD8+ T细胞，它们在免疫系统中各自扮演着不同的角色。CD4+ T细胞通过辅助B细胞产生抗体和发挥抗病毒功能来增强免疫反应。与此同时，CD8+ T细胞通过克隆扩增来识别并破坏那些被病毒感染的细胞，从而增强免疫系统的细胞毒性能力。对PRRSV感染的研究显示，在感染初期耗尽CD8+ T细胞并没有加重病情，也没有影响猪只清除病毒的能力。相反，一种具有细胞毒性T细胞（CTL）特征的表型，表现为高水平的CD4+和CD8+（CD4+CD8+high），在感染后3-6小时内展现出破坏感染细胞的能力。另一种CTL表型（CD4+CD8-）则在感染后期，也就是感染后16-24小时，对感染细胞表现出细胞毒性。这些观察结果表明，CD4+和CD8+ T细胞能够独立产生有效的免疫反应；然而，它们协同作用时效果更为显著，这突显了T细胞介导的免疫在抵抗病毒感染中的复杂性和动态性。对于γδ T细胞而言，它们与αβ T细胞共享一些特性，例如强烈的细胞毒性和调节功能，包括促进树突状细胞成熟、产生细胞因子以及维持免疫记忆的能力。它们对感染的反应速度很快，特别是在粘膜免疫中，并且能够通过它们的T细胞受体（TCRs）直接识别广泛的抗原，无需MHC分子提供共刺激信号。这种能力使得γδ T细胞成为先天和适应性免疫系统之间的桥梁，由于它们独特的生物学特性和在免疫反应中的重要作用，它们被归类为非传统T细胞。近期的研究发现，γδ T细胞与CD4+ T细胞协同作用，共同保护胎儿免受经胎盘传播的感染。这种保护作用尤其在对PRRSV感染母猪的定量研究中得到了特别的观察。在T细胞激活B细胞之后，效应B细胞会产生特异性抗体。众多研究表明，PRRSV感染主要引发了特异性的体液免疫反应。这种反应可能与病毒在扁桃体和淋巴器官中的持续存在有关，导致持续的体液免疫反应。正如I型干扰素（IFNs）在激活T细胞中扮演着关键角色一样，它们在B细胞激活的早期阶段也起着基础性作用，显著影响B细胞介导的抗体反应。这种相互作用促进了循环中和抗体（NAbs）的产生，这对于有效清除病毒非常关键。此外，I型IFNs还有助于B细胞功能的多个方面，包括它们的激活、抗体分泌以及在病毒感染期间的同种型转换，这强调了它们对病原体免疫反应的全面影响。在疫苗接种或病原体暴露后，建立的保护性体液免疫依赖于两个主要的防御机制：一是浆细胞立即分泌抗体，二是记忆B细胞的长期监控。当记忆B细胞再次遇到抗原时，它们会迅速增殖并成熟为产生高亲和力、经过同种型转换的抗体的浆细胞，从而迅速提升抗体水平。这种双重机制确保了立即和持续的免疫保护，其中记忆B细胞在加强身体对再次感染的快速反应中扮演着关键角色。在猪中，研究显示感染后第五天就能观察到对PRRSV感染的早期抗体反应。起初，这些针对病毒N蛋白和M蛋白的抗体没有中和病毒的能力。过去认为PRRSV的中和抗体要到四周后才会出现。然而，最新的研究发现，中和抗体实际上可以在感染后7到10天开始出现。尽管中和抗体出现得更早，但它们的浓度通常较低，并且在不同猪群中观察到的中和反应的效力和持续性存在较大差异。这种延迟和弱的中和抗体反应可能由多个因素导致，包括感染的多相性、初始先天免疫反应的不足，以及细胞介导免疫反应的成熟和增殖速度慢。相反，有研究表明，具有较高水平母传中和抗体（NAbs）的仔猪在血清中的病毒载量出现延迟和减少，与育肥猪相比，对野生型PRRSV感染的存活率提高。这些仔猪至少维持了四周的相对较高的NAb滴度。因此，具有较高母传NAb水平的哺乳仔猪表现出更强的免疫保护，有效对抗早期保育阶段的PRRSV。进一步的研究揭示，尽管NAbs有助于保护性免疫，但它们的有效性通常限于特定的PRRSV株，强调了大多数NAbs的株特异性。尽管如此，一些猪能够发展出广泛反应的NAbs，能够中和多种异源PRRSV分离株。这种交叉中和的能力表明，这些抗体在免疫防御PRRSV中可以发挥重要作用，影响疫苗的有效性，并有助于免疫记忆的形成。为了抵御病毒感染，宿主进化出了复杂而高效的免疫系统。然而，猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）已经演化出多种逃避这些免疫防御的策略，以促进其自身的复制。这包括对细胞免疫信号通路的操控，尤其是通过抑制干扰素（IFN）反应。PRRSV采用了多种手段来对抗干扰素系统，比如抑制干扰素的产生、破坏干扰素介导的信号通路，以及阻碍干扰素诱导的抗病毒蛋白的功能。具体来说，PRRSV的N蛋白能够通过抑制TRIM25的表达及其介导的RIG-I泛素化来抑制IFN-β的产生。此外，PRRSV的非结构蛋白nsp1α/β能够阻止双链RNA诱导的干扰素调节因子3（IRF-3）的激活，而Nsp11则与一种特定于猪的去泛素化酶合作，从NF-κB必需调节因子上移除线性泛素链，从而抑制NF-κB信号。在猪体内，PRRSV感染还会提高特定宿主微RNA，miR-373的水平，这种提高有助于病毒复制，通过阻碍IFN-β的产生，靶向IRAK1、IRAK4和IRF4——这些是干扰素反应途径中的关键角色。从免疫学的角度来看，一种能够通过增强先天免疫、以及CD4+ T细胞、细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）和B细胞的功能来增强宿主对抗病毒能力的疫苗将大有裨益。猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）的特征是先天免疫功能减弱，特别是在产生I型干扰素方面，以及适应性免疫反应受损、迟缓。鉴于I型干扰素在适应性免疫机制的生长和发展中的关键作用，迫切需要针对性的疫苗开发来克服PRRSV的逃避策略。干扰素（IFNs）是一类在高等脊椎动物体内发挥重要作用的免疫细胞因子，它们因其在增强抗病毒防御方面的功效而广为人知。干扰素的原始基因在有颌鱼类中被发现，这与动物适应性免疫的演化紧密相关。目前已知的干扰素分为三种类型：I型、II型和III型，它们在动物和人类中对抗病毒反应以及疫苗设计的研究中都显示出了其功能性。具体来说，I型干扰素包括多种亚型，如IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω等，这些亚型在所有已研究的哺乳动物中都普遍存在，同时还包括一些特定物种的亚型，例如IFN-δ、IFN-τ、IFN-ζ。这些亚型都能与同一个细胞表面的干扰素-α/-β受体（IFNAR）结合，该受体由两个亚单位IFNAR1和IFNAR2构成。而II型干扰素则以IFN-γ为代表，主要由自然杀伤（NK）细胞和T细胞产生，并通过在多种免疫细胞上表达的独特受体IFN-γ受体（IFNGR1/2）来传递免疫信号。III型干扰素，也被称作IFN-λ，主要通过由两个亚单位IFNLR1和IL10R2组成的同源IFN-λ受体，在粘膜上皮细胞中发挥作用。干扰素基因的表达，尤其是I型和III型干扰素，受到包括Toll样受体（TLR）信号和视黄酸诱导基因I（RIG-I）/MDA5途径在内的多种信号通路的调控，这些通路能够识别病毒衍生的病原体相关分子模式（PAMPs），进而激活干扰素的产生。干扰素配体与目标细胞上的相应同源受体结合后，会触发一系列基因的表达，这些基因被称为干扰素刺激基因或干扰素诱导基因（ISGs），它们在抗病毒、抗增殖以及其他免疫调节功能中扮演着多样化的角色。由于干扰素在抗病毒调节中扮演着关键角色，病毒，尤其是那些在动物中引起成功感染和有重大影响的疾病病毒，已经共同进化出多种机制来对抗宿主的干扰素系统，这一点在其他文献中已有广泛讨论。简而言之，这些病毒的干扰素拮抗机制可能独立或协同地针对干扰素产生和作用过程的不同阶段，具体包括：（1）通过靶向上游PAMP激活信号通路的主要组分来抑制有效的干扰素基因表达，从而抑制干扰素细胞因子的产生；（2）抑制干扰素与受体相互作用后的信号传递以及干扰素反应细胞内的JAK-STAT信号途径，以抑制ISGs的表达；（3）直接灭活某些ISGs的抗病毒活性；（4）通过靶向miRNA或其他表观遗传调节因子间接干扰干扰素细胞因子的产生或作用；以及（5）通过与免疫抑制信号途径的交叉作用进一步对抗干扰素抗病毒信号，例如由细胞因子信号抑制因子3（SOCS3）介导的途径。值得关注的是，病毒可能通过演化出多种拮抗蛋白来干预干扰素（IFN）信号通路的各个环节。特别是一些来自知名RNA病毒的非结构蛋白，比如SARS-CoV-2和PRRSV，它们有能力在干扰素信号通路的不同阶段对宿主的干扰素反应进行精确打击。正如在PRRSV和猪干扰素的研究中所揭示的，这些病毒与宿主的干扰素系统似乎正在进行一场不断的进化竞赛。例如，大多数致病性PRRSV感染通过Nsp1、Nsp4、Nsp9和结构性N蛋白等多种机制抑制干扰素的表达，尤其是IFN-β，这一点在以往的研究中已有讨论。最新研究还发现，PRRSV能够干扰RIG-I信号通路中适配蛋白IPS-1的激活，特别是通过其蛋白酶活性的Nsp4，以及通过一个不依赖NendoU活性的机制靶向IRF9的Nsp11，并以一种不依赖蛋白酶体和caspase的方式裂解线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）。此外，还有研究表明，过表达某些受体如LSM14A和特定miRNAs（例如miR-23、miR-378、miR-505等）可以增强IFN-β的活性，提高其产生，并减少相关炎症细胞因子的分泌，从而抑制PRRSV感染。所有这些发现都强调了干扰素在限制病毒感染和调节病毒性疾病有效免疫反应中的关键作用；因此，通过有效调节干扰素的作用，我们有望增强疫苗所诱导的免疫反应及其保护效果。例如，Nan等人发现PRRSV株A2MC2在MARC145和PAM细胞中诱导IFN产生，与大多数抑制IFN诱导的致病性PRRSV株不同，表明协调IFN刺激可以实现更好的保护性免疫，除了诱导直接IFN抗病毒活性，如另一项关于口服低剂量IFN-α治疗怀孕母猪的研究所示。为了测试IFN在促进PRRS疫苗效果中的直接作用，Du等人开发了一种共表达PRRSV的GP3和GP5蛋白与猪IFN-α/γ的DNA疫苗。结果表明，这种疫苗结构提供了对HP-PRRSV感染的即时和持久保护。与只表达GP3/GP5的对照结构相比，IFN增强的GP3/GP5结构诱导了显著更高的PRRSV特异性抗体反应、T细胞增殖和IFN-γ及IL-4水平。此外，它导致几乎没有临床症状，无肺病变，并且显著降低的病毒血症。IFN的整合不仅通过协同效应增强了疫苗性能，而且可能也通过直接IFN介导的抗病毒刺激本身有效。根据Yu等人的另一项研究，重组猪IFN-α（rPoIFNα）与PRRSV KV疫苗联合使用时显示出免疫增强活性。以400,000 U或4,000,000 U剂量给药时，rPoIFNα显著增强了抗病毒免疫反应，包括Th1和Th2反应的增加和对感染PRRSV的中和抗体的滴度增加。正如全基因组研究所揭示的那样，在代表性的脊椎动物物种中，猪拥有最大的干扰素（IFN）复合体，尤其是I型IFNs。这个复合体由近60个IFN编码基因构成，涵盖了7种不同的IFN亚型，包括具有多个基因的亚型如IFN-α、IFN-δ和IFN-ω，以及单个基因的亚型如IFN-β、IFN-ε和IFN-κ。尽管像IFN-α和IFN-β这样的亚型在许多物种中已经得到了广泛的研究，但是对于那些非传统的亚型，比如IFN-ω，它们的研究还相对较少。我们最近的研究利用PRRSV-P129的传染性DNA克隆，基于它们对抗病毒反应的功能特性，优化了一系列猪干扰素（IFNs）的病毒复制能力表达。正如预期，这些MLV-129p-IFN构建体在生长猪中诱导了与商业疫苗相当或更好的保护效果，这涉及到体温、肺损伤评分和病毒滴度。此外，研究还通过转录组在接种了MLV-129p-IFNmix的猪肝脏中分析了特征基因反应途径，揭示了由病毒复制能力的IFNs在体内介导的IFN反应。与IFNs的多功能作用一致，我们检测到197个显著差异表达的基因（DEGs），它们在炎症和应激反应途径中富集，除了那些跨越先天和体液免疫反应的途径。与常见的ISGs上调相反，我们还观察到白细胞介素2（IL-2）和LAG3抑制信号的下调，它们在维持T细胞增殖和激活中起作用。这些发现表明，在PRRSV MLV疫苗中引入非传统IFNs可能及时刺激干扰素反应，并在测试期间导致更好的保护。我们还进行了一项关于小RNA组成和不同亚型I型IFNs，特别是IFN-α和IFN-ω亚型，对PRRSV感染和治疗的猪肺泡巨噬细胞（PAMs）差异micro-RNA反应的比较转录组研究。小RNA转录组分析从PAM样本中鉴定出331个已知和55个新的猪miRNAs，占在猪的各种组织和细胞类型中鉴定的所有miRNAs的44%。用IFN-ω5处理的PAMs富集了最多的miRNAs。聚类分析揭示了与疫苗PRRSV株和抗病毒IFNα1/-ω5亚型处理相似的显著差异表达miRNA模式。这些miRNAs靶向的基因的基因本体和途径分析表明，在代谢、炎症、抗肿瘤和抗病毒途径中广泛富集，特别是那些涉及巨噬细胞激活和IFN信号的途径。鉴于组织巨噬细胞，尤其是猪肺泡巨噬细胞（PAMs），是PRRSV的主要感染部位，并且对PRRSV的发病机制至关重要，我们的研究结果强调了与有效疫苗接种相关的广泛基因反应，这包括编码和非编码RNA基因，以及干扰素（IFNs）在免疫调节和疫苗效果背后的抗病毒调节中的多功能作用。非传统IFNs的重要性在Miller等人进行的动物研究中得到了进一步证实。他们的研究涉及体内实验，比较了表达一系列优化的抗病毒IFNs的新型疫苗候选物MLV-p129-IFN构建体与商业PRRSV疫苗在对抗当代PRRSV株NADC-34感染时所引发的临床和免疫反应。研究结果显示，在感染后第9天，接受IFN处理的组和接受商业MLV疫苗的组都恢复到了基线体温水平，而未接种疫苗的NADC34感染组（Mock/NADC34组）的体温水平保持升高。尽管所有组在感染后第2天都出现了体温高峰，但在第14天，接受IFN处理的组的病毒RNA水平显著低于Mock/NADC-34组。随着时间的推移，IFN组与商业MLV组之间的比较显示没有显著差异，这表明MLV-p129-IFN疫苗候选物在控制病毒复制方面与商业疫苗一样有效。此外，接种MLV-p129-IFN的猪在接种和感染后显示出显著的免疫优势，特征是稳健的Th1细胞因子反应、持续的抗体水平和良好调节的免疫激活。这可能与IFN在对抗PRRSV诱导的干扰素信号抑制中的复制能力相关，从而导致整体免疫反应的增强。4. MLV和KV疫苗-预防PRRS的现状和新兴研究自从PRRSV被鉴定以来，已经采用了多种技术来不断开发不同类型的疫苗，如亚单位疫苗、合成肽疫苗和腺病毒载体疫苗，以对抗这种不断变异的病毒。然而，由于与致病性PRRSV株相关的严重临床症状，只有基于改良活病毒（MLV）或灭活病毒（KV）疫苗的疫苗被证明在实际应用中是实用的。每种疫苗都有其自己的一系列优点和缺点，这些在实际应用中被观察到（表1）。尽管MLV疫苗通常对同源病毒提供有效的保护，并对异源株提供部分免疫，但由于潜在的恢复毒力和疫苗与野生田间株之间的重组，对它们的安全性存在担忧。KV疫苗的主要优点是它们的安全档案。到目前为止，还没有报道与KV疫苗相关的对猪健康不利的影响。然而，它们的效力通常被认为不如MLV疫苗。由勃林格殷格翰公司引入的Ingelvac PRRS MLV疫苗于1994年首次在北美部署，已经证明在面对PRRSV-1和PRRSV-2的异源单次和双重感染时，提供了对呼吸道疾病和肺损伤的长期保护。这为近三十年来PRRS MLV疫苗的广泛应用铺平了道路。目前，美国有五种典型的商业化MLV疫苗，欧洲有七种，亚洲有四种（表2）。PRRSV物种分布和疾病严重程度在地理上存在差异，要求在不同大陆应用不同类型的MLV疫苗。例如，在捷克、白俄罗斯和匈牙利等东欧国家，出现了导致严重呼吸道疾病症状的高度致病性PRRSV-1亚型株。相反，在德国、丹麦和法国等西欧和北欧国家，经典的PRRSV-1株主要导致繁殖猪的繁殖障碍和生长肥育猪的呼吸功能障碍。不同亚型之间的疾病概况差异强调了需要使用不同的MLV-1疫苗来有效控制PRRSV-1的传播。PRRSV-2也出现了反复的情况，最初在北美有记录，然后传播到亚洲。此外，新出现的高致病性PRRSV（HP-PRRSV）株在中国、韩国和泰国等国家造成了巨大的经济损失。目前，在欧洲和亚洲国家商业可获得并使用七种MLV1疫苗。有众多报告证实这些MLV1疫苗在减轻呼吸道疾病和自然感染方面是有效的，这包括在病毒血症水平和病毒血症动物比例方面。对一种引起严重临床爆发的PRRSV-1强毒株（株AUT15-33）的疫苗评估，揭示了两个有前景的候选疫苗。给母猪接种ReproCyc PRRS EU疫苗可以减少病毒血症、胎儿损伤和经胎盘传播。同样，Ingelvac PRRSFLEX EU疫苗通过增强平均日增重（ADG）、减少通过口腔液体的病毒脱落，以及在实验条件下减轻肺损伤的严重程度和组织样本中的病毒负荷，显示出其效果。对于一个来自丹麦爆发的疫苗衍生重组PRRSV-1 Horsens株，如Porcilis PRRS、Ustrain PRRS和Suvaxyn PRRS等MLV疫苗展示了有效的保护。值得注意的是，与接种其他两种MLV疫苗的组相比，接种Porcilis PRRS的组在感染后总病毒负荷更高。在氨基酸序列层面，Ustrain疫苗株（Amervac）与“Horsens”株在GP5蛋白上的相似度达到了97.3%，而Porcilis（DV）和Suvaxyn（96V198）株与“Horsens”株的相似度则分别为91.5%和91.1%。这些发现表明，即使使用异源株的MLV疫苗也能有效地控制由“Horsens”株引起的PRRSV爆发，尽管不同疫苗之间的保护水平存在差异。另一项研究指出了Porcilis PRRS疫苗的部分失效问题，观察到在实验设置中仅经过两次传代后，疫苗株的部分减毒能力丧失，与接种疫苗的猪相比接触猪表现出更明显的高热、减少的平均日体重增长（ADWG）和提高的PRRSV病毒血症和鼻液脱落水平。虽然作者指出这种发生是罕见的，但研究表明，通过在猪中多次传代积累突变可能是导致疫苗株减毒能力降低和潜在恢复毒力的遗传因素。同样重要的是，对于2019年受Horsens株爆发影响的几个猪群，通过大规模疫苗接种策略有效地控制了爆发，主要使用的是Porcilis PRRS疫苗。虽然MLV疫苗通常显示出效果，但它对突变PRRSV变体的效力有限。特别是对于像“Lena”这样的PRRSV-1亚型3高致病性变体，如Ustrain PRRS和Ingelvac PRRSFLEX EU等疫苗仅提供部分临床和病毒学保护。![]()
关于MLV1疫苗对抗PRRSV-2的有效性，现有的同行评议信息有限。这主要是由于PRRSV-2在欧洲的致病作用有限，中国限制使用PRRSV-1 MLV，以及北美PRRSV-1传播的散发性质。尽管PRRSV-1型MLV疫苗对PRRSV-2表现出一定的效力，特别是在初始感染阶段，但进一步的证据表明，MLV1疫苗的效力可能取决于攻毒病毒株。一般来说，MLV1疫苗对PRRSV-2感染仅提供有限的保护。PRRSV-2 MLV疫苗（MLV2）在全球范围内评估和应用，显示出对呼吸道疾病的有效性。例如，最新的商业化疫苗Prevacent PRRS已被证明对四种异源PRRSV-2株具有不同程度的效力和免疫原性，它们在系统发育上是遥远的。值得注意的是，尽管已经使用了20多年，Ingelvac PRRS MLV在中国和韩国继续有效地预防最近发现的重组PRRSV-2株。最近的研究强调了Ingelvac PRRS MLV疫苗在怀孕母猪中的有效性，表明它们赋予仔猪很强的免疫力。仔猪从母体获得了增强的中和抗体，这使得它们血液中的病毒载量出现延迟，并且相对较低。这导致暴露于野生PRRSV感染时猪的总体存活率更高。值得注意的是，仔猪NAb滴度的升高至少在产后四周内保持不变。此外，研究发现接种中国HP-PRRSV减毒疫苗（JXA1-R）的猪对北美PRRSV毒株NADC-20的感染具有抗性。在美国进行的一项研究表明，观察到的疫苗在不同时间和地理区域为猪群提供同源保护的功效可能归因于通过使用MLV反复引入疫苗样病毒导致谱系内病毒多样性的潜在降低。虽然MLV1疫苗接种通常不能诱导足以完全阻断猪异种毒株感染的消除性免疫，但许多实地研究表明，MLV2可以对这些毒株提供部分保护。与未接种疫苗的动物相比，这种部分保护表现为病毒血症发作延迟、临床发热天数减少、肺部病变程度降低以及临床症状较轻。更具体地说，MLV2疫苗在PRRSV-1毒株攻击事件中显示出显著的保护作用。例如，Ingelvac PRRS MLV和Fostera PRRS已经证明了它们在应对PRRSV-1或PRRSV-2感染时，在减少病毒血症、肺病变和PRRSV阳性细胞计数方面的有效性。这可能是由于PRRSV-2 MLV疫苗诱导了相同水平的IFN γ分泌细胞（主要是活化的T细胞和自然杀伤细胞）对抗PRRSV-1和PRRSV-2，而PRRSV-1 MLV疫苗没有观察到这种效果。这适用于目前的情况，即PRRSV-1和PRRSV-2在几个亚洲国家同时流行，并且没有可用于这两种病毒的市售MLV疫苗，因此使用单一MLV2疫苗成为生产者控制这两种PRRSV类型的首选临床解决方案。然而，最近一项针对两种基因不同的PRRSV2毒株的嵌合疫苗的研究显示出了有希望的结果。本研究中接种疫苗的妊娠母猪在接种后未出现明显的病毒血症。此外，与未接种疫苗的母猪相比，接种疫苗的母猪的仔猪表现出更低的血清病毒载量和更少的肺部病变。因此，该疫苗被确定为一种安全有效的候选疫苗，可提供针对多种PRRSV菌株的保护。这一突破表明嵌合PRRSV疫苗的未来发展潜力巨大，可能包括PRRSV-1和PRRSV-2，旨在超越现有疫苗接种策略的效力。改良活病毒（MLV）疫苗最显著的特点是其不可预测的效力。鉴于所有PRRS MLVs在宿主体内都会复制——这是它们活病毒状态的指标——因此出现了许多安全问题。这些问题包括传播、重组和恢复毒力。研究表明，接种MLV疫苗的猪可能在免疫后长达四周内表现出病毒血症，从而可能使疫苗病毒传播给未接种疫苗的动物。此外，观察到接种PRRS MLV疫苗的公猪通过精液脱落MLV病毒的时间也相当长。在全球猪生产中人工授精的普遍性提高了由于这种持续脱落导致的猪病毒病原体广泛传播的风险。瑞士的一次PRRSV疫情爆发被追溯到从德国进口的精液，这强调了一个事实，即便是种猪被认为是阴性的，从非PRRS无病毒国家进口精液仍然存在固有的风险。当前种猪站的监测方案可能不足以及时检测到感染，即使在有限的精液剂量下，母猪/猪群感染仍然是可能的。最近的一项研究旨在通过统一的实验条件，对所有在欧洲市场上可获得的、用于防控PRRSV的MLV疫苗的安全性进行评估。结果表明，所检查的四种MLV疫苗（Ingelvac PRRS MLV、Porcilis PRRS、Amervac PRRS、Pyrsvac-183）在临床上是安全的，因为它们不能在肺组织内的猪肺泡巨噬细胞（PAMs）中复制。然而，观察到未接种疫苗的哨兵猪在没有表现出临床症状的情况下感染了病毒。这表明，从接种疫苗的猪到接触猪的疫苗病毒传播很可能是通过口鼻途径发生的。这些发现强调了PRRSV疫苗株固有的潜在传播风险，尽管它们在临床上是安全的，并且在PAMs中的复制减少了。PRRSV重组的潜在机制尚未充分阐明。在冠状病毒变体——鼠肝炎病毒（MHV）中，同源重组的最初描述表明，在共感染细胞中大约有四分之一的后代表现出重组特征。一些研究提出，病毒RNA的复制过程可能产生比完整RNA序列短的中间体。这些基础观察促进了一个假设的发展，即MHV复制的特点是不连续转录，这个过程完全依赖于病毒RdRP固有的模板切换功能。这种不连续的转录机制与MHVs和类似冠状病毒的广泛非分割基因组有关，它通过一种叫做“拷贝选择”的机制来促进亚基因组负义RNA的生成。这涉及到RdRP在复制过程中从一个RNA模板转移到另一个RNA模板。因此，RNA重组被提出与RNA复制同时发生，这些RNA随后作为mRNA合成的模板。这一点得到了现场报告的支持，报告中提到的后续爆发的PRRSV分离株显示出与全球各地疫苗株几乎相同的核苷酸序列。与此同时，一些重组可能没有不良后果。在美国，从一个印第安纳农场分离出一个重组病毒，通过系统发育和分子进化分析被鉴定为自然重组体，源自Ingelvac PRRS MLV和Prevacent PRRS。尽管这两种PRRSV-2 MLV疫苗是市面上可以获得的，但在肺部组织中没有观察到提示PRRSV感染的明显或微观病变，表明这种重组体在猪中是非致病性的。在某些情况下，重组可能触发恢复毒力。丹麦的一个例子观察到，从PRRSV阴性的公猪站分离出一个重组病毒。该病毒被鉴定为自然重组体，源自Unistrain PRRS和Suvaxyn PRRS疫苗株。尽管两种亲本株都是减毒疫苗株，但这种重组株恢复了相当的毒力。在生长猪和怀孕母猪中引起的感染与典型的PRRSV-1亚型1株引起的感染相当甚至超过。恢复毒力受多种因素影响，包括疫苗使用的频率、疫苗的正确应用、作为疫苗使用的代数，以及候选疫苗株的特性。有时，这些因素可能加剧情况。例如，源自疫苗的丹麦田间分离株与疫苗病毒亲本株（VR2332）进行了序列比较和对比。值得注意的是，在所有三个从田间分离出的疫苗衍生株中，独立发生了五个突变，这指向了在使用疫苗病毒时，这些位置受到了强烈的平行选择压力。其中两个平行突变是直接恢复到亲本VR2332序列的，并且位于木瓜样半胱氨酸蛋白酶结构域和解旋酶结构域。另一个关键问题是大多数猪场对怀孕母猪进行疫苗接种。尽管这种做法有助于预防PRRSV感染，但它带来了母猪接种的风险，可能导致胎儿感染。病毒可以有效地穿过胎盘，特别是在妊娠晚期。另一项研究通过在妊娠第100天对怀孕母猪进行疫苗接种，评估了四种商业MLV疫苗。尽管疫苗株对母猪看似安全，但10%的仔猪表现出先天性感染和病毒血症。系统发育分析显示与疫苗株高度相似。与未接种疫苗的母猪相比，接种疫苗的母猪所生的窝中，弱仔、木乃伊和有外翻腿和呼吸症状的仔猪的比率更高。最近的一项研究证实了这些发现，在仔猪和母猪中检测到病毒和疫苗株之间超过98%的相似性。在新生仔猪中，观察到中度至重度的间质性肺炎和增厚的肺泡隔，以及II型肺泡细胞增生。其他试验仔猪显示出不显著的肺部病变。这些结果突出了与PRRS MLV疫苗在晚期妊娠期间接种相关的几个潜在风险。4.3. KV疫苗：在安全性和有效性之间的微妙平衡市场上对PRRSV的KV疫苗选择有限。KV疫苗相对于MLV疫苗的明显优势在于它们的安全性；它们的灭活特性排除了在接种动物体内复制、变异或传播的可能性。虽然PRRS KV疫苗在欧洲国家和世界其他地区获得许可使用，但目前在美国并未使用。美国曾经市场上有一种名为PRRomiSe的KV疫苗，但制造商在2005年停止了该疫苗的生产。根据先前的研究，KV疫苗主要在安全性方面有益，但它们并不总是能提供对野生株的有效保护。对不同病毒滴度或采用不同灭活方法的灭活PRRSV疫苗进行的研究显示，即使在三次接种后，它们在刺激猪的体液免疫能力方面也没有显著差异。这表明KV疫苗在诱导强大的体液免疫反应和控制PRRSV感染方面的能力有限，特别是针对异源病毒。尽管引发了自发的IFN-γ反应和病毒中和抗体的滴度，KV疫苗在提供可测量的保护免疫方面表现不足。此外，在一项研究中，两种类型的KV疫苗被用作与MLV疫苗联合使用的增强剂，与只接受MLV疫苗的组相比，抗N蛋白和抗GP抗体的水平没有差异。KV疫苗也未能增强对临床症状、病毒脱落和大体病变的保护。尽管如此，另一项研究表明，给怀孕母猪接种的自家灭活疫苗对PRRSV-2对它们的仔猪提供了部分保护，导致肺病理减少和体重增加的改善，这强调了向仔猪转移中和抗体的关键作用。虽然目前KV（灭活疫苗）在PRRSV保护中的作用较小，并且在科学界关注度有所下降，但它们仍然具有潜力。最近一项美国研究调查了KV疫苗对猪肠道微生物多样性的影响。疫苗的保护效果导致猪肠道微生物多样性的恢复。该研究进一步探索了与疫苗效力和免疫原性相关的微生物标志物。另一项为期18个月的研究表明，在PRRS流行的农场中，对繁殖母猪进行长期疫苗接种可以显著降低因繁殖失败而被淘汰的比率，并延长母猪的寿命。这些特定的疫苗接种效果对于猪肉生产商来说具有重大的经济意义，尤其是在那些从繁殖到育肥都在同一个封闭地点进行的农场。另一项值得注意的研究发现，母猪在接受MLV疫苗和自家灭活疫苗（AIVs）的组合接种后，产生了中和抗体。这些抗体随后被传递给它们的仔猪，表明母体AIV增强疫苗接种可以增强断奶前仔猪对农场流行的PRRSV株的保护。4.4. PRRS疫苗接种计划和混合抗原疫苗在猪场的效力适当的疫苗接种计划对于保护猪场免受疾病入侵和传播至关重要。这样的计划不仅通过减少猪病成本提高盈利能力，还确保动物福利，并降低人畜共患病传播的风险。目前，并没有通用的疫苗策略；疫苗接种计划根据地理区域、猪流动模式、新猪只的引入以及疫苗选择和剂量方案来定制，通常还依赖于猪的年龄和类别。例如，后备母猪在怀孕前每六个月需要接种流感、猪圆环病毒2型（PCV2）和支原体（Mycoplasma）疫苗。它们还需要在配种前一个月接种猪细小病毒、钩端螺旋体病和猪丹毒疫苗，以及在分娩前4-5周接种大肠杆菌、梭菌和巴氏杆菌疫苗。对于PRRSV MLV疫苗，如果存在高风险的爆发，例如引入可能携带PRRSV的新猪时，建议对整个猪群进行两次疫苗接种。此外，后备母猪在进入繁殖群之前应该接种疫苗，断奶仔猪在断奶阶段也应该接种疫苗。疫苗使用还应符合制造商的要求：例如，Ingelvac PRRS MLV疫苗适用于至少3周大的猪，并且不应在公猪上使用。PRRSV主要感染猪的呼吸系统，而PCV2和猪肺炎支原体是猪呼吸道疾病综合征中的关键病原体。在疾病控制不力的农场中，共感染很常见，它们的协同效应可以严重损害呼吸系统，导致双重感染猪的肺部病变。研究表明，PCV2和PRRSV的共感染加剧了与PCV2相关的病变，尽管PCV2并不影响PRRSV的复制或病变。与单独感染PRRSV相比，同时接种PRRSV和PCV2疫苗可以显著降低PRRSV病毒血症水平。关于PRRSV和猪肺炎支原体的共感染，观察到猪肺炎支原体加剧了PRRSV引起的肺炎，而PRRSV并没有加剧由猪肺炎支原体引起的肺炎。研究表明，应该优先考虑早期接种猪肺炎支原体疫苗来控制猪肺炎支原体和PRRSV感染，特别是在早期猪肺炎支原体感染的情况下。此外，针对两种病原体的联合疫苗接种已被证实能有效提升单独使用PRRSV疫苗和猪肺炎支原体疫苗的效果，这使得联合疫苗接种成为控制猪生产中猪呼吸道疾病综合征的一个有希望的策略。共感染现象突出了迫切需要双价或三价疫苗来同时对抗PCV2、猪肺炎支原体和PRRSV。这些病原体是猪肺炎的重要贡献者，统称为“猪呼吸道疾病综合征（PRDC）”。在一项研究中，徐等人使用杆状病毒作为疫苗载体，结合了PCV2的Cap蛋白和PRRSV的GP5蛋白，这两种主要的免疫原性蛋白能诱导中和抗体和保护性免疫。在用这种双价疫苗初次免疫后14天，ELISA检测发现了针对GP5和Cap的特异性抗体反应。在加强免疫后，GP5和Cap特异性抗体的水平迅速上升，分别达到1:19.2和1:17.6。此外，GP5和Cap特异性的细胞免疫反应表明，基因重组的杆状病毒BacSC-Dual-GP5–Cap在猪中诱导了显著的细胞免疫反应，刺激指数值为3.54 ± 0.37。另一项研究探索了使用PCV2本身作为载体。将PRRSV的四个不同的线性B细胞抗原表位插入到PCV1-2a疫苗病毒的衣壳基因的C末端。尽管这种方法在猪体内引发了针对PCV2和PRRSV的双重体液免疫反应，但在接种的猪中并未检测到PRRSV的复制，因为它们的组织中既没有病毒血症也没有可检测到的病毒DNA。这可能意味着抗原暴露的时间太短或者暴露量不足，未能引发足够的免疫反应，或者这两种嵌合病毒根本无法有效感染猪只。一年后，胡等人利用病毒样颗粒（VLPs）技术，通过将PRRSV的GP5表位B插入到PCV2 Cap蛋白区域。这种改良允许表位在PCV2 VLPs表面呈现，这在小鼠中诱导了对PCV2和PRRSV的强烈体液和细胞免疫反应，包括中和抗体。这为开发双价或多价疫苗提供了一个新的平台。目前，还没有重组三价疫苗可以保护猪同时诱导针对PCV2、猪肺炎支原体和PRRSV的特异性抗体。然而，有一项研究尝试使用三价疫苗混合物来评估联合疫苗的协同作用和有效性。尽管用三价混合物处理的猪与未接种疫苗和感染的猪相比，表现出明显更好的生长性能，但它并没有提供与各自的单价疫苗相等的保护，其中对PRRSV的反应差异最为显著。这种差异可能归因于PRRS病毒的高变异性。除了开发针对呼吸道疾病的多价疫苗外，还进行了各种努力，将PRRSV疫苗与其他常见猪场病毒结合起来。例如，Jiang等人的一项研究利用减毒伪狂犬病毒（PRV）作为疫苗载体表达PRRSV的主要膜相关蛋白（GP5或M）。结果显示，该疫苗可有效诱导PRRSV特异性免疫反应和PRRSV特异性保护性免疫，表明其有潜力作为抗PRV和PRRSV感染的二价疫苗。Gao等人的另一项研究涉及在ORF1b和ORF2a之间表达经典猪瘟（CSF）病毒E2蛋白的PRRSV HuN4F112株。血清学检测表明，接种后28天仔猪CSFV E2抗体水平达到峰值。到42 dpv时，PRRSV特异性抗体也达到峰值，并保持1:1000的高水平，直到63 dpv。与阳性对照组相比，二价疫苗组表现出高水平的csfv中和抗体，有效预防病毒血症。此外，随后的动物研究表明，针对CSF和HP-PRRS的重组二价活载体疫苗显著缓解了临床症状，产生了高抗体水平，并对异源循环NADC30样毒株的攻击提供了实质性的保护。这些发现强调了PRRSV疫苗与其他病毒疫苗联合使用在增强免疫保护和同时控制多种感染方面的潜力。迄今为止，研究人员已经使用了多种策略来提高MLV和KV对抗PRRSV的有效性，同时也在研究替代方法。这些方法包括操纵病毒改变其抗原性、传染性和途径；与佐剂等多种物质结合，降低有效剂量或增强免疫反应；刺激抗原呈递细胞和特异性免疫细胞的募集。最近对PRRSV分子病毒学以及与之密切相关的尼多病毒的研究进展，可能会激发新型PRRSV疫苗设计的灵感。例如，通过使用反向遗传系统，已经发现N蛋白上的Serine78位点极大地损害了蛋白质的功能和PRRSV的复制能力。该位点突变已被证明可显著降低PRRSV的体外复制效率，这可能为未来疫苗开发提供新的靶点。另一项研究表明，嵌合低糖基化病毒平台可以产生疫苗骨架，表达高滴度野生型PRRSV毒株的GP5外结构域区域，使其成为生产新疫苗的可行方法，以增强对新出现的PRRSV变体的免疫反应。密码子对去优化（CPD）的先进方法也因其减毒能力而受到关注，从而减轻了MLV疫苗在毒力逆转方面的缺点。该方法已在多种病毒疫苗模型中证明了有效性。韩国的一项研究应用CPD在传染性克隆的末端引入沉默突变，而不改变原始氨基酸序列。这种干预导致接种两周后PRRSV特异性血清抗体水平和IFN-γ分泌细胞增加，接种者的大体病理病变显著减少。几个欧洲研究小组利用反向遗传学方法引入了一种被称为“传染性亚基因组扩增子（ISA）”的技术。这种方法包括在病毒基因组的起始和终止位置两侧放置一个DNA依赖性RNA聚合酶启动子、一个核酶序列和一个RNA聚腺苷化信号序列。然后将基因组分成片段，每个片段有大约100个碱基对的区域与下一个重叠，以包含整个病毒基因组。这种方法可以在几天内拯救病毒，同时降低其传染性和复制动力学。该技术被认为是一种很有前景的疫苗开发策略，已经应用于多种病毒，包括寨卡病毒、SARS-CoV-2和PRRSV，显示了其在病毒学研究和疫苗开发中的广泛适用性潜力。此外，已经提出使用病毒载体疫苗来增强跨病毒保护和拓宽现有PRRSV疫苗的免疫谱，这些疫苗通常对同源病毒株具有保护作用。基于疱疹病毒的载体包埋Nsp5 T细胞抗原的研究表明，它可以在肺和脾脏诱导强烈的IFN-γ反应，并减少肺部病理，这表明了一种有希望的疫苗开发途径，可引起广谱T细胞和抗体反应。另一项研究强调了mRNA疫苗开发的前景，因为它们具有高有效性、快速生产能力以及经济制造和安全管理的潜力。对动物的试验表明，动物对流感、寨卡病毒和狂犬病病毒等传染病具有很强的免疫力。特别是在COVID-19大流行期间，mRNA疫苗的全球使用显示出其优势。这些疫苗是非传染性的，mRNA通过正常的细胞过程被分解，这增强了它们的安全性。各种修饰也可以提高mRNA的稳定性和翻译效率。通过将mRNA包裹在载体分子中，可以实现有效的体内递送，从而促进细胞的快速摄取和表达。在最近的一项研究中，周等人利用非复制型mRNA疫苗表达平台表达了中国HP-PRRSV的结构蛋白GP5。虽然没有对猪进行研究，但对小鼠的研究和分子结果表明，GP5- mRNA诱导了高水平的GP5抗体。它还促进了CD8+T淋巴细胞分泌IFN-γ、TNF-α和IL-4的增加，诱导比PRRSV减毒活疫苗更强的细胞免疫应答。研究还提出了疫苗给药途径的变化，从传统的使用针头的肌肉注射转向无针装置。这一变化解决了猪疫苗接种主要途径的缺点，其中包括意外针刺伤害和由于直接给药方法而可能产生过度强烈免疫反应的风险。这些无针装置已在人类医学中用于将抗原递送到皮肤中，在猪身上也显示出有希望的结果，因为它们的皮肤系统的解剖结构在物种间具有相似性。具体来说，与使用传统途径接种Ingelvac PRRS MLV疫苗和肌肉注射Prime Pac疫苗的猪相比，通过无针装置接种ID Prime Pac PRRS疫苗的猪表现出延迟的抗体反应和PRRSV特异性IFN-γ分泌细胞水平升高。疫苗给药途径的这一变化强调了在新疫苗开发之外探索创新方法以提高疫苗安全性和有效性的重要性。目前，越来越多的佐剂，如PCEP、Emulsigen、Carbopol、IL6、IFN-γ等，正在猪疫苗中进行实验测试。这些佐剂已证明在增强猪疫苗的免疫原性和保护效力方面是有效的。更具体地说，它们可以诱导（i）短期和长期免疫，（ii）先天和适应性（CTL、Th1/Th2和Ab）免疫反应，以及（iii）系统性和粘膜免疫。它们也被认为是相对稳定、安全和成本效益高的，适用于药物开发。在最近的一项研究中，研究人员使用了一种新型PRRSV特异性IgM单克隆抗体（Mab）-PR5nf1（Mab-PR5nf1）作为创新佐剂。这被用来配制一种由灭活PRRSV和Mab-PR5nf1组成的疫苗混合物，以及标准的Montanide™ ISA 206佐剂，旨在提高PRRSV-KV疫苗的效力。发现表明，在整体存活率和细胞介导的免疫方面有显著改善。此外，病毒脱落减少，血清中和抗体水平提高。另一项研究强调了IFNs的显著抗病毒特性，强调了它们在放大猪的免疫反应和提供关键保护层方面的潜力。通过细致的体外和肝脏器官研究，研究人员发现IFN-α、IFNβ和IFN-ω亚型在分子水平上提供了强大的免疫力和优越的保护。这导致病毒对器官和免疫系统的诱导压力减少。此外，与急性炎症反应相关的基因表达显著降低。这些发现表明，使用干扰素（IFN）作为共表达的佐剂可能是对抗PRRSV免疫抑制和维持最佳细胞内稳态的一种战略性手段。一些研究也强调了toll样受体（TLR）激动剂作为有效的佐剂。已知这些可以强化Th1驱动的免疫反应并刺激抗原呈递细胞（APCs），从而改善新生猪和成年猪的体液免疫。最近的一项研究表明，将MLV PRRS疫苗（Ingelvac®PRRS）与热杀结核分枝杆菌（Mtb）的水溶性全细胞溶出物（WCL）结合使用，可增加感染猪的体重，减轻肺部病理，提高PRRSV中和抗体水平，同时降低病毒血症。分析表明，Mtb WCL的佐剂作用可能通过IL-6的调节释放，可能有助于触发PRRSV特异性细胞介导的免疫反应。在另一项研究中，猪CpG寡聚脱氧核苷酸（pCpG ODN）作为佐剂与PRRSV KV疫苗进行了测试，以评估其对免疫反应的影响。研究结果显示，低剂量（500 μg） CpG可改善免疫应答，尽管与仅接种疫苗组相比，抗体ELISA滴度没有统计学上的显著差异。然而，低剂量pCpG ODN疫苗治疗组比全剂量疫苗组和全剂量疫苗加pCpG ODN组表现出更严重的临床症状，如与体温、体重增加和整体行为相关的症状。上述两项研究均使用带有不同TLR激动剂佐剂的MLV或KV疫苗，表明它们在增强猪对PRRSV感染的免疫防御方面具有潜力，尽管仍存在需要进一步研究的障碍。其他在SARS-CoV-2研究中显示潜力的PRRSV相关佐剂（如STING激动剂）尚未被探索，尽管这两种病毒都属于尼多病毒目。这些STING激动剂激活STING信号通路，诱导IFN-I反应和促炎细胞因子的产生。研究已经确定了STING激动剂CF501作为佐剂与SARS-CoV-2 RBD-F亚单位疫苗联合使用的有效性，可在小鼠和家兔中刺激增强的细胞免疫反应。此外，接种CF501/RBD-Fc疫苗的恒河猴表现出持久的免疫力，具有较高的SARS-CoV-2 rbd特异性IgG水平，比对照明矾/RBD-Fc组高近18倍。另一项研究使用纳米级佐剂沸石咪唑酸框架-8 (ZIF-8)，一种TLR激动剂，在细胞和分子水平上微调对SARS-CoV-2 RBD三聚体的免疫反应。与PBS处理的对照组相比，接种GR-ZIF的小鼠显示出8倍的IFN-γ水平激增，并且与先天、B细胞和T细胞功能相关的55个基因的表达显著增加。这些见解对于推进PRRSV佐剂疫苗的研究至关重要。未来对这些佐剂的研究可以为增强KV疫苗的保护效率、刺激粘膜免疫反应以及通过减少病毒脱落和降低毒力恢复的可能性来提高MLV疫苗的安全性提供替代手段。对多种病毒的研究为PRRS疫苗接种带来了创新方法。一个关键领域是对纳米颗粒亚单位疫苗的开发。在疫苗组成中包含纳米颗粒增强了抗原稳定性和免疫原性，提供了精确递送，并允许抗原逐渐释放。这是因为它们的尺寸与亚细胞颗粒组分相当，能够通过内吞作用，特别是吞噬作用进入细胞。已经使用了包括聚合物纳米颗粒、无机纳米颗粒、脂质体、病毒样颗粒、自组装蛋白和油水乳液在内的各种类型的纳米颗粒。通过化学链接蛋白抗原到载体分子，形成纳米颗粒，这种方法增强了免疫原性，最小化了抗原分解，并促进了更广泛的免疫反应。最近的一项研究显示，由聚乳酸（PLA）制成的纳米颗粒携带灭活PRRSV与热敏感肠毒素亚单位B（LTB）联合使用，作为一种有效的粘膜粘附疫苗递送系统。这种配方不仅触发了针对PRRSV的系统性和粘膜免疫，而且还导致IFNγ产生细胞数量显著增加，并与对照组相比，中和抗体滴度显著提高。接种增强剂增强的纳米颗粒的猪在接种后35天内，IgG和IgA抗体水平持续上升，显著高于其他组。此外，探索基于铁的抗病毒剂，特别是明胶稳定的硫化亚铁纳米颗粒（Gel-FeS NPs）针对PRRSV，已显示出它们的病毒杀灭和抗病毒能力，这表明使用铁基纳米颗粒可能是对抗PRRSV的一种新方法。另一种方法是皮下疫苗，将活的寨卡病毒包裹在自佐剂水凝胶中。随着养猪业寻求更有效和更安全的疫苗接种方法以提高动物福利，这项技术已经出现。大量研究表明，皮内（ID）给药系统可以提供与肌内（IM）途径相当或更好的保护。这种方法对PRRS疫苗接种是有效的，因为皮肤含有来自先天和适应性免疫系统的细胞。这可以解释为什么基于皮肤的疫苗接种会引起更强的全身免疫反应。正如流感和狂犬病疫苗所证明的那样，有效的反应可以使疫苗剂量节省。一项利用Ingelvac PRRS MLV和Prime Pac PRRS MLV的研究涉及给3周龄阉割的公猪接种疫苗。在病毒攻击后，根据ELISA检测，IM疫苗接种组表现出更高的PRRSV特异性抗体应答，而ID疫苗接种组在疫苗接种后21天表现出最高的PRRSV特异性IFN-γ-SC表达水平，表明细胞介导的免疫应答更强。其他研究也表明，哺乳仔猪接种ID疫苗对它们的健康和生产性能有积极影响，诱导的免疫反应相当于传统的肌肉注射途径。皮下疫苗采用壳聚糖支架，由于其带正电的侧链，可以通过静电相互作用捕获病毒。这些支架不仅有助于利用野生型野毒株捕获病毒，而且还通过皮内激活PRRs刺激先天免疫反应并吸引免疫细胞。由于其高效的包封能力，水凝胶在包封多种活病毒、病毒抗原和佐剂免疫调节剂方面具有特别的优势。通过控制这些物质的释放，水凝胶有效地在皮肤部位直接招募免疫细胞，这反过来又提高了直接使用天然病毒株或完整病毒抗原的疫苗的有效性。这种解决方案可以有效地解决几个疫苗接种挑战，包括精确地将疫苗递送到靶点，疫苗分子的长时间释放，以及化学上不同的抗原分子的处理。根据实验（图1B）， PRRSV病毒颗粒将与带相反电荷的壳聚糖（COS）以及碳酸氢钠（NaHCO3）和氯化钙（CaCl2）混合，以形成病毒包覆水凝胶。然后，这种凝胶形成一个炎症微环境，非常适合目标病毒的吸收和处理，在这个微环境中，PRRs被触发，导致免疫细胞的招募和先天免疫机制的启动，以模拟自然感染。因此，这种水凝胶/纳米颗粒平台可以直接使用野毒分离物诱导有效的抗原呈递，增加生发中心（GC） B细胞，并增强淋巴结内的交叉呈递。如果得到验证，这一策略可能是可行的，通过将PRRSV分离物局部困在皮肤下刺激免疫细胞，诱导全身免疫反应，从而有效地保护猪免受致命病毒的威胁。简而言之，不断演变的PRRS毒株对疫苗开发提出了挑战，最近对其他病毒和新型佐剂平台的战略研究为设计更有效的PRRS疫苗提供了宝贵的见解和希望。由高度变异的正链单股RNA病毒PRRSV引起的猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）一直在养猪业中造成重大经济损失，主要表现为呼吸道疾病、繁殖失败和生长迟缓。尽管经过了三十年的研究和一些部分有效的疫苗的开发，但一个真正有效的解决方案仍然难以找到。MLV和KV疫苗在PRRS控制中都发挥着重要作用。MLV疫苗以其强大的免疫反应和较长的免疫持续时间而闻名，但它们在怀孕母猪中的使用存在潜在风险。相反，KV疫苗提供了更安全的特性，但提供的免疫保护较弱且持续时间较短。PRRSV复杂的免疫学相互作用和不断演变的特性给疫苗开发带来了重大挑战。我们对于病毒与宿主细胞相互作用、融合机制、IFN拮抗以及免疫逃避策略的了解还很有限，这些知识的不足进一步阻碍了更有效疫苗的研发进程。随着这种病毒的不断演变，未来的疫苗必须确保安全性，并提供对已知和新出现毒株的保护。为了开发出下一代能够提供强大保护且风险最小的疫苗，持续的研究和创新至关重要。将这些先进的疫苗整合到全面的农场健康计划中，对于可持续管理PRRS和提高猪的健康和生产力至关重要。![]()
