小反刍兽疫病毒可持续控制与根除的创新疫苗策略

《Animal Health Research Reviews》:Innovative vaccine strategies for sustainable control and eradication of peste des petits ruminants virus

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月27日 来源:Animal Health Research Reviews 8.1

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  小反刍兽疫(PPR)是制约非洲和亚洲小反刍动物可持续生产的主要障碍,威胁着超过15亿只动物的粮食安全和生计。鉴于其严重的社会经济影响,联合国粮食及农业组织(FAO)和世界动物卫生组织(WOAH)于2015年启动了全球小反刍兽疫控制与根除计划(PPR-GEP),

  
小反刍兽疫(PPR)是制约非洲和亚洲小反刍动物可持续生产的主要障碍,威胁着超过15亿只动物的粮食安全和生计。鉴于其严重的社会经济影响,联合国粮食及农业组织(FAO)和世界动物卫生组织(WOAH)于2015年启动了全球小反刍兽疫控制与根除计划(PPR-GEP),目标是在2030年前实现全球根除。为支持这一目标,研究聚焦于传播动力学、分子流行病学,尤其是改良疫苗和诊断工具的研发。 尽管现有的同源减毒活疫苗(如Nigeria 75/1和Sungri-96)能够提供持久免疫,但它们无法区分感染动物与接种疫苗动物(DIVA),限制了其在根除运动中的应用。这推动了利用分子方法开发下一代小反刍兽疫病毒(PPRV)疫苗的研究,包括基于反向遗传学的标记疫苗、重组病毒载体系统、病毒样颗粒(VLP)以及质粒DNA平台。 本综述总结了PPRV疫苗设计的最新进展,重点强调免疫原性表现、安全性和DIVA兼容性。整合结构疫苗学、热稳定化和计算抗原设计可能加速现场适用制剂的开发,推动全球根除PPR——继牛瘟之后下一个被列为根除目标的疾病——的进程。

论文解读文章

一、研究背景与问题

小反刍兽疫(PPR)是由小反刍兽疫病毒(PPRV)引起的一种高度接触性、跨界传播的病毒性疾病,属于副黏病毒科(Paramyxoviridae)麻疹病毒属(Morbillivirus),与牛瘟病毒(RPV)、麻疹病毒(MeV)和犬瘟热病毒(CDV)具有密切的亲缘关系。该病于1942年在科特迪瓦首次发现,目前已在非洲、中东和南亚大部分地区呈地方性流行,并持续向中亚和北亚等新区域扩散。绵羊和山羊是主要易感宿主,但近年研究显示骆驼及多种野生反刍动物也可感染,引发了对跨物种传播和潜在野生动物储库的担忧。
临床上,PPR以高热、黏膜糜烂、腹泻和严重呼吸窘迫为特征,在未免疫畜群中发病率可达100%,死亡率最高可达90%。在流行地区,反复暴发导致繁殖力下降、增重不良和慢性生产损失。PPR造成的全球经济损失——包括死亡、生产损失和防控措施——估计每年在14亿至21亿美元之间。鉴于其严重的社会经济影响,FAO和WOAH于2015年启动了PPR全球根除计划(PPR-GEP),目标是在2030年前实现全球根除。
然而,目前广泛使用的同源减毒活疫苗(如Nigeria 75/1和Sungri-96株)虽然能对所有四个PPRV谱系提供牢固且持久的免疫保护,但存在两大关键局限:一是热不稳定性,需要持续冷链维持;二是缺乏DIVA(区分感染动物与接种疫苗动物)能力,使疫苗接种后的血清学监测复杂化。因此,要实现可持续根除,迫切需要开发兼具热稳定性、安全性和DIVA兼容性的下一代疫苗。

二、研究内容与结论概述

研究人员系统综述了PPRV疫苗设计的最新进展,涵盖反向遗传学标记疫苗、重组病毒载体疫苗、病毒样颗粒(VLP)疫苗和重组DNA疫苗等多种创新平台,重点评估了各平台的免疫原性表现、安全性和DIVA兼容性。研究结论指出,基于反向遗传学的标记疫苗——既保留传统活疫苗的复制能力和免疫原性,又整合了DIVA标记——目前在根除计划近期应用中具有最大潜力;病毒载体疫苗(特别是基于腺病毒、新城疫病毒和山羊痘病毒骨架的疫苗)也展现出持久免疫和安全性的优势;非复制型系统(如VLP和DNA疫苗)则提供无与伦比的生物安全性和设计灵活性。这些进展对于实现2030年全球根除PPR的目标具有重要的战略意义。

三、主要关键技术方法

研究人员在综述中涵盖了以下关键技术平台:反向遗传学技术(通过共转染辅助质粒N、P、L和全长PPRV抗原基因组cDNA构建体到Vero细胞中拯救重组病毒);重组病毒载体系统(包括复制缺陷型人腺病毒5型(Ad5)、牛疱疹病毒4型(BoHV-4)、修饰型痘苗病毒安卡拉株(MVA)、新城疫病毒(NDV)Clone 30株以及重组山羊痘病毒(GTPV)等骨架表达PPRV H和F糖蛋白);杆状病毒-昆虫细胞表达系统(BEVS)用于生产病毒样颗粒(VLP);以及基于Semliki森林病毒复制子的质粒DNA疫苗平台。样本来源涵盖小鼠、山羊和绵羊等实验动物模型。

四、研究结果

PPRV的生物学与谱系多样性
PPRV是有囊膜、多形性、负链单股RNA病毒,病毒粒子直径150–700 nm,包含螺旋核糖核蛋白(RNP)复合体。基因组约15,948 nt,遵循“六法则”,基因排列为3′–N–P/C/V–M–F–H–L–5′。分子流行病学将PPRV分为四个遗传谱系(I–IV),其中谱系IV在过去十年中向西扩展至非洲多国,与高传播性和跨大陆扩散相关,是目前疫苗匹配和根除策略的核心关注对象。
对PPRV的免疫应答
先天免疫方面,PPRV感染诱导一氧化氮合酶、IFN-γ和TNF-α的早期表达,上调多种细胞因子,但病毒V和C蛋白可抑制MDA-5和RIG-I介导的信号传导,拮抗I型干扰素应答。体液免疫方面,H和F糖蛋白是中和抗体的主要靶标,感染或疫苗接种后产生强效IgG应答,且具有跨谱系交叉中和活性,这对全球根除计划至关重要。细胞免疫方面,CD4?辅助T细胞和CD8?细胞毒性T细胞在病毒清除和长期保护中发挥关键作用,NK细胞则兼具早期直接抗病毒效应和抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)双重角色。
PPRV的免疫预防
异源疫苗方面,组织培养牛瘟疫苗(TCRV)曾广泛用于PPR防控,利用PPRV与RPV在H和F糖蛋白上的高序列同源性实现交叉保护,但因干扰牛瘟监测认证而逐步停用。同源疫苗方面,Nigeria 75/1株经Vero细胞连续传代减毒后完全丧失致病性但保留强免疫原性,现场试验涉及近98,000头绵羊和山羊,血清转化率高且保护近乎100%;Sungri-96、Coimbatore-97和Arasur-87等疫苗也展现出优异的安全性和免疫原性。
反向遗传学标记疫苗方面,研究人员建立了Nigeria 75/1疫苗株的功能性反向遗传学系统,成功拯救了表达绿色荧光蛋白(GFP)的重组PPRV(rPPRV),抗GFP抗体应答提供了DIVA标记。进一步通过将N蛋白C端可变区与海豚麻疹病毒相应区域交换,构建了Sungri/96 DIVA和Nigeria/75/1 DIVA嵌合疫苗,接种动物可通过新型ELISA与野生型感染动物区分。
VLP疫苗方面,共表达M蛋白与F或H糖蛋白可在BEVS中产生形态学上与天然病毒粒子无法区分的VLP,未添加佐剂的H-VLP(10 μg剂量)即能诱导强效体液免疫;包含M+H+F+N的复合VLP免疫山羊后诱导了与Nigeria 75/1减毒活疫苗相当的中和抗体滴度和IFN-γ应答。
重组病毒载体疫苗方面,Ad5表达PPRV F和H的单次免疫即可在四个月后完全保护山羊免受强毒攻击,免疫后抗体和记忆T细胞应答可持续至少15个月;重组NDV Clone 30表达PPRV H在热暴露后仍保持感染性,两次皮下免疫可完全保护山羊免于病毒血症、临床症状和排毒;重组山羊痘病毒(GTPV)共表达PPRV H和F可诱导持续长达12个月的高滴度中和抗体,具备同时预防山羊痘和PPR的双重保护潜力。
重组DNA疫苗方面,基于Semliki森林病毒复制子的pSCA1-H和pSCA1-F质粒在小鼠中诱导了高滴度PPRV特异性和中和抗体以及淋巴细胞增殖,并显著诱导IL-2、IL-10、IFN-γ和TNF-α,反映混合Th1/Th2免疫谱型;编码抗独特型抗体可变区的质粒免疫绵羊也成功诱导了病毒特异性体液和细胞免疫应答。

五、总结与结论

PPR的可持续控制和最终根除将在低收入和中等收入国家产生巨大的社会经济效益。实现这一全球目标取决于能否获得安全、热稳定且具备DIVA兼容性的疫苗,以在不同病毒谱系和生产环境中诱导持久的保护性免疫。在各类下一代疫苗平台中,反向遗传学疫苗目前最具近期应用潜力;病毒载体疫苗提供双重或多价保护的替代方案;VLP和DNA疫苗则提供卓越的生物安全性和设计灵活性。在FAO-WOAH(OIE)PPR-GEP的协调全球行动下,PPR有望继牛瘟之后成为世界上第二种被根除的动物疫病。持续投资于现代疫苗学、基因组监测和国际合作对于在未来十年内实现这一里程碑至关重要。
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