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鸡球虫疫苗的研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2008-05-19  来源:兽药市场指南   作者:信风  浏览次数:417

鸡球虫病是严重威胁养禽业发展的主要寄生虫病之一,是由一种或几种鸡艾美耳球虫引起的以肠道病变为主的细胞内寄生虫病,长期以来主要是以药物防治为主,但随着球虫耐药性的普遍存在和消费者对药物残留问题的日益关注,药物预防逐渐转变为疫苗预防,因此鸡球虫疫苗的研究成为广大兽医工作者所关注和研究的热点之一。

一、对球虫疫苗抗原的研究
(一)无性生殖阶段抗原
由于球虫复杂的生活史导致其具有较复杂的抗原成分,不同发育阶段抗原的免疫源性也有所不同,许多研究表明,无性生殖阶段的抗原具有良好的免疫源性,对机体产生免疫应答至关重要。
1.微线蛋白 微线为复合顶器的一部分,出现于子孢子及裂殖子阶段,是一种具有分泌功能的细胞器。当球虫与宿主细胞接触后,即可触发微线蛋白从子孢子顶端分泌,并向后覆盖于虫体表面,参与虫体的运动和入侵。研究表明,微线蛋白约有20种,而目前报道的只有5种,RT-PCR分析表明,Et-MIC3、4、5在孢子化6小时出现,而Et-MIC1、2在孢子化12小时后才可检出。Tomley克隆了Et-MICI(Et100),在禽类的各种球虫中有很高的同源性,且存在与灰色血栓形成蛋白、备解素这些与细胞粘附、接触有关的蛋白相类似的基元序列,说明其既与入侵有关,还可能与裂殖子的运动及逸出有关。
Et-MIC-1是一种分子量为10~11万的微线蛋白,是一种糖蛋白G相关蛋白,其它种类的球虫也有类似Et-MICI的蛋白,在E.maxima中发现了一种和Et-MICI-1相似的蛋白,与其有高度序列同源性。Et-MIC2为50ku的微线蛋白,不但存在于入侵前子孢子表面,在入侵后宿主细胞表面也能检出,说明其参与了溶膜入侵过程。但侵入细胞1小时之后,在宿主细胞表面就检测不到该蛋白的存在。Et-MIC3为130KU的蛋白,内含8个半胱氨酸富集区,体外试验表明对子孢子入侵培养细胞有抑制作用。Et-MIC4是分子量为21.8万的E.tenella微线蛋白,其免疫原性尚待进一步研究。Et-MIC5基因全长3334bp,ORF大小为2799bp,推测编码蛋白约100ku大小,尚未见有其免疫原性的报道。
2.折光体蛋白 子孢子和第一代裂殖子都含有折光体,它的功能还不是很清楚,只知道在子孢子进入宿主细胞之后,相邻的两个折光体主发生融合,在球虫裂殖生殖阶段,融合体又逐渐发生分裂,但在第一代裂殖生殖之后就检测不到它的存在。
SO7(出被命名为GX3262)是第一种被发现的折光体相关蛋白,用其表达蛋白免疫鸡后,可使肓肠病变值下降50%。李安兴等克隆、表达了E.tenellaBJ株的EtSO7,免疫鸡攻虫后的肓肠病变值下降31%。Chey-SO7是在大肠杆菌表达的36ku重组抗原。用兔抗Chey-SO7血清对7种主要鸡球虫的孢子化卵囊进行Western blotting,结果发现7种球虫均含有该抗原的免疫优势多肽,表明重组抗原Chey-SO7可诱发抗多种艾美耳球虫感染的交叉保护反应。
3.热休克蛋白 热休克蛋白(h sp)是一大类普遍存在的糖蛋白,位于细胞质内的h sp参与蛋白质的生物合成、折叠和分泌;也有一部分h sp定位于线粒体中,粘附到新生成的尚未折叠的前体蛋白上,促进这些蛋白质在机质中的移动和折叠。H sp70是分子量为7万的E. m ax im a子孢子阶段抗原,具有很好的免疫原性,是宿主抗体和T淋巴细胞的增殖。EaH sp 是 E.acervulina 的热休克蛋白,与H sp70的氨基酸同源性达到93%。
4.表面抗原 目前研究较多的表面抗原主要有xMzp5-7和3-1E。xMzp5-7是E. tenella裂殖子表面蛋白,分子量为33 ku。用该抗原既可以诱导鸡产生抗体,又可被鸡自然感染的恢复期血清识别,说明该抗原在球虫感染期能够激活免疫应答。3-1E是E. acervulina子孢子与裂殖子生殖阶段的表面抗原,全长1 086 bp,含有一个阅读框,由170个氨基酸组成;重组3-1E蛋白可以促进E. acervulina免疫鸡的脾细胞发生增殖反应以及诱导 IFN-γλ的生成,说明该抗原介导细胞免疫;用杆状病毒或大肠杆菌表达的3-1E蛋白免疫雏鸡后,免疫组卵囊排出量均明显减少。
(二)有性生殖阶段抗原
有性生殖阶段抗原包括配子体、合子以及未豹子化卵囊抗原。GAM56、GAM82和GAM230是分子质量分别为56ku、82ku和230ku的E.maxima配子体特异性蛋白。该蛋白不但能诱导鸡产生免疫反应,而且可强烈抑制E.maxima的发育。其中GAM56和GAM82只在大配子表达,并参与卵囊壁的形成。
(三)新发现抗原
1.乳酸脱氢酶 乳酸脱氢酶(LDH)是分子质量为37ku的E. acervulina蛋白,同时也在E. tenella和E.maxima表达,但这3种艾美耳球虫的LDH只有66%~80%,表明艾美耳球虫具有遗传多样性。LDH在E. tenella中只有一个拷贝,该蛋白在球虫的不同发育阶段(卵囊,子孢子,裂殖体,裂殖子)都有相似的表达,但其相关RNA只存在于裂殖子中,表明它只能在细胞内合成。
2.EmTFP250 EmTFP250是E.maxima无性繁殖阶段的大分子蛋白。用该抗原免疫的鸡,其后代对球虫具有明显的保护作用。Wit combe等研究发现,EmTFP250和E. tenella的 EMIC4有71%的同源性。并且EmTFP250基因至少在4种艾美耳球虫中存在,提示该抗原可能会在不同株之间发挥交叉免疫作用。Western blotting 检测发现,用自然EmTFP250诱导的母源IgG可以识别重组蛋白,并且重组EmTFP250抗体可识别自然EmTFP250,说明EmTFP250有很好的免疫原性。

二、疫苗种类及研究趋势
目前球虫疫苗的种类主要有强毒苗、弱毒苗、基因工程苗等。
1.强毒苗 强毒苗的虫株是直接从自然发生球虫病的鸡体内或粪便中分离到的,致病力强,经过实验室无外来病菌污染条件下传代,为药物敏感株。当低水平感染强毒苗时不会发病,球虫卵囊在体内繁殖,并排出新的卵囊于鸡只周围,但由于卵囊分布不均,鸡只摄入的卵囊量不同,有的摄入较少,不足以产生免疫力,有的摄入过多而导致发病。所以产生了各种各样的免疫方法。
2.弱毒苗 弱毒苗是活强毒株经过鸡体的连续传代而获得的裂殖生殖代数少,生活周期短,致病力降低但具有很好的保护原性的疫苗。弱毒苗可以刺激机体产生坚强有效的免疫力,然而这类疫苗制作繁琐,又存在多次接种使其毒力恢复或增强等问题。应用现代生物技术构建的基因工程疫苗可克服传统疫苗的上述缺点,因此成为疫苗发展的新方向。
3.基因工程疫苗基因工程疫苗处在现代鸡球虫疫苗发展的最前沿,在球虫基因工程疫苗研究中常用的载体包括乳酸杆菌、大肠杆菌、鸡沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、痘病毒以及火鸡疱疹病毒,通过口服或肌肉注射的方式接种基因工程疫苗。载体具有两种功能:表达球虫抗原和运送抗原,将抗原递呈给宿主细胞。这些基因工程疫苗都诱导机体产生了一定的保护力,但其中一些载体本身就存在不足之处:痘病毒载体疫苗由于病毒的特性,只能进行一次免疫,这显然无法满足球虫免疫的要求;真核载体疫苗虽然可以引起机体的细胞免疫,但是接种途径麻烦;沙门氏菌载体在实验室状态下显得很安全,但若应用田间,就必须要慎重考虑它的安全性问题。

三、小结
由以上研究趋势来看,球虫苗预防将会逐渐发展为防治鸡球虫病的主要手段。鸡球虫苗的广泛推广使用,尤其是基因工程苗的研制成功,将为养鸡业的发展带来显著的经济效益。然而各种研究结果仅停留在实验室阶段,不少问题仍然无法克服,因此在未来的研究中,除了继续寻找球虫的保护性抗原之外,还必须对球虫的分子生物学特性、球虫对宿主免疫系统的影响、宿主对球虫感染的免疫应答问题进行更加详细、更深一层的研究,选择最方便有效的接种途径。

 
 
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