田克恭:探讨动物疫苗研发新思路,联合疫苗助力养猪产业健康发展!

田克恭:探讨动物疫苗研发新思路,联合疫苗助力养猪产业健康发展!

新猪派记者 肖鸿秋

2021年11月1-2日,在深圳国际会展中心希尔顿酒店,在温氏股份、硕腾联合冠名2021新猪派养猪产业峰会上,国家兽用药品工程技术研究中心主任 田克恭分享“新形势下动物疫苗研发新思路”主题报告,报告主要分为两大内容,动物疫苗的市场需求以及基于市场需求下,如何进行产品的研发,与现场嘉宾进行探讨。本次大会由新猪派主办,农梓学校、京基智农联合承办,吸引了全国各地专家、协会、养猪龙头企业嘉宾、产业链上下游企业代表500多人参会。

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大会现场

生物制品的使用是猪场内部生物安全重要的组成部分。与其思考选用已有的疫苗,不如从源头上研发生物制品。田克恭表示,在非洲猪瘟与猪长期共存、猪价不稳低迷波动的复杂背景下,中国养猪业在致力减少非洲猪瘟与猪场生猪接触的同时,也不能忽略放松对其它疾病的防控。

谈及研发新的动物疫苗,田克恭表示,要站在市场、科学防控的角度,思考什么样的疫苗才是猪场需要的。从目标定位来看,一是国家战略层面的疫病防控需求,如口蹄疫、非洲猪瘟等国家战略层面要防控的重大疫病,二是市场需求,如蓝耳,圆环等,与养猪人息息相关的疫病,要迎合市场需求进行疫苗研发。

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国家兽用药品工程技术研究中心主任 田克恭

疫苗类型的创新发展分析

从疫苗研发的角度来说,田克恭表示,疫苗挑选各有需求,但可分为几个层次。他认为,标记活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗、多联多价疫苗等是未来疫苗类型的发展趋势。

第一层次,以猪瘟活疫苗为例,作为传统活疫苗,已经具有较为良好的防治效果,但当猪瘟活疫苗携带遗传标记时,则可以达到更精准的疫病防治,做到鉴别猪瘟疫苗毒株和猪瘟野毒株。市面上带有标记的活疫苗,如伪狂犬的基因缺失活疫苗就具备鉴别野毒和苗毒的功能。田克恭表示,在未来探究疫病活疫苗研发时,建议侧重考虑标记活疫苗的研发投入。

说到第二层次,田克恭提到,如果有某种病原的灭活疫苗的保护效果达到活疫苗或者接近活疫苗,不散毒,不返强的灭活疫苗是首选。需要注意的是,部分如口蹄疫、H5/H7禽流感疫病等有明确规定不允许使用活疫苗,这部分疫苗研发就只能从灭活疫苗入手。

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第三层次,在疫苗的研制过程中,不选用全病毒、全菌,而是把灭活疫苗进一步做成亚单位疫苗或病毒样颗粒的疫苗。亚单位疫苗或者病毒样颗粒疫苗抗原成份纯、免疫原性好,在临床使用上副反应更小。

田克恭认为,单苗的应用可总结概括为“能用死的,就不用活的;能用亚单位的,就不用灭活的”逐层递进关系。而相对单苗,多联多价的疫苗具更大的优势和更多的选择。

对同一批猪,既要防控非瘟又要防控蓝耳、圆环等,每个疫病的单独防控会增大免疫所需人力、物力,因此多联多价疫苗会是猪场更优的选择。

田克恭说到,联免的方式有多种,如用灭活疫苗稀释活疫苗,犬钩端螺旋体(犬型、黄疸性出血)灭活疫苗是水性佐剂,可作为稀释液与其它活疫苗联合使用。

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以家禽疫苗为例,鸡传染性法氏囊病毒、火鸡疱疹病毒载体活疫苗,通过活载体装上另外一个病原的抗原表达基因,起到双防效果,是市面上较为看好的疫苗联用组合。

国内则有将H5禽流感疫苗的HAGI装到新城疫病毒载体的二联活疫苗,起到既免疫新城疫,又免疫了禽流感的作用。目前,我国现在还没有用于猪的活载体+外源抗原表达基因联苗,在人类医学防疫上,新冠病毒疫苗的腺病毒疫苗也是载体疫苗,是将新冠抗原基因嵌入腺病毒,但有不同于上述提及的联防效果,腺病毒仅起到载体作用。

 

突破疫苗研制技术层面势在必行!多联疫苗是未来发展大趋势。

具备新思路后,技术层面也亟待突破,田克恭表示;要实现新思路,就必须在基因工程技术和新型佐剂技术两方面进行突破。

表达系统可生产优质单苗,实现某一疫病亚单位疫苗单苗的生产。

如今较为成熟的基因工程亚单位疫苗有大肠杆菌表达系统,基于此,做好猪的产品要从三个方面实现技术突破。第一是重组菌株的构建、选择合适的抗原基因,优化基因序列,将优化的基因序列装到表达的质粒里,改造表达质粒。装上圆环基因的表达质粒需要放置在大肠杆菌工程菌株,大肠杆菌工程菌株也需要进行一定的筛选与改造,以实现高可溶性、高效力的表达。在进行疫苗生产时,仅仅只需要对改造后的大肠杆菌进行发酵,就可从小的型发酵罐放大到几百至几千升大发酵罐,获得大量配苗抗原。

第二步,将发酵出来的抗原进行纯化,采用四阶段纯化流程可使其达99%以上的蛋白纯度。以保证在组装病毒颗粒的时候颗粒完整,不影响疫苗效力。组装的过程也比较复杂,除了蛋白抗原的含量,纯度要高之外,在组装过程中有一系列的技术关键点。

三是观察组装效果,最直观的是用透射电镜(TEM)观察。观察组装后的圆环病毒颗粒与正常病毒颗粒是否存在差异,亦可用动态光闪射(DLS)仪检测组装后的病毒颗粒半径,从大小上判断组装是否正确。

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杆状病毒表达系统与大肠杆菌类似,也需要解决目的基因装载问题,然后在细胞上培养生产疫苗,但对转染生产和过程有较高的要求。杆状病毒表达系统的产品质量较好,但对培养基的要求高,毒种代次高了之后,病毒滴度就会快降低,因此生产成本很高。。田克恭表示,这部分的疫苗研发需要思考怎么去解决毒种代次低、提高病毒滴度等问题。

谈及CHO细胞表达系统,如果说大肠杆菌表达系统优点是在成本可控,那么杆状病毒的表达系统是效果相对可控,但是成本不可控。CHO细胞表达系统很好地弥补了杆状病毒表达系统存在的短板。CHO细胞表达系统,可以实现猪瘟病毒的E2蛋白、伪狂犬病毒的gD蛋白,以及流行性腹泻病毒的S蛋白高效价的表达,表达量可达2g/L的水平,进一步优化甚至可以达到3-5g/L。PEDV单抗甚至出现了30g/L左右的高表达量,而杆状病毒表达量能达到500—800mg/L已属高水平。

田克恭表示,联苗是未来的疫苗研发的方向,可实现一针多防。但要想实现联苗高安全性,以及灭活疫苗和活疫苗联合免疫,新型佐剂的开发是关键。

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双基团纳米颗粒的水佐剂,吸附携带不同电荷抗体,可以做到生物兼容性好,副反应率低,实现灭活疫苗稀释活疫苗的好效果。

但技术突破重点需从以下几方面考虑:同时免疫是否安全?多种抗原互相间是否存在干扰?产生的抗体是否会延迟?抗体的滴度是否会降低?是否会对细胞免疫产生相应的影响?上述问题都需要在联合免疫之前,从研发的角度系统解决。

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疫苗要在使用环节实现价值。从研发和生产的角度,必须把控产品的标准,多方面反复研究,一般而言,需要回答性状、pH值、灭活剂残留、防腐剂残留等的问题。残留的灭活剂、防腐剂是否会影响稀释活疫苗后的效价等。要达到灭活疫苗注射入机体后两个小时之内,病毒效价不会下降的标准。安全性评价和免疫效力是最基础的考量。诸如以上这些问题,都是现有的疫苗研发时必须考虑的问题。

猪用疫苗的类型种类较多,目前主要研究方向之一是如何实现水佐剂稀释活疫苗的联合应用,普莱柯圆支二联、圆克欣、圆副二联水佐剂产品已实现稀释猪瘟疫苗或猪伪狂犬疫苗,做到一针三防甚至四防。

实际上,疫苗的研发还有很长的路要走,针对联苗,载体疫苗等等有无数的想法可以尝试,但要将设想变成商品化的产品,依然任重道远。田克恭指出,养猪产业是永远的主题,养好猪的出路之一在于疫病净化,业内同仁应该共同努力,将好的疫苗产品更早、更快、更好地呈现给养猪事业,期待优质高效的疫苗越来越多,以实际行动支持养猪行业进步和发展。

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本次大会还得到了温氏股份、硕腾zoetis、京基智农、佛山市正典生物技术有限公司、金宇生物技术股份有限公司、自然集团、高烽规划设计院(深圳)有限公司、华威特(江苏)生物制药有限公司、广东新牧源农牧科技有限公司、广州悦洋生物技术有限公司、普莱柯生物工程股份有限公司、吉林正业生物制品股份有限公司、正大康地农牧集团有限公司、上海瑞奈格净化技术有限公司、赤峰家育种猪生态科技集团有限公司、广东永顺生物制药股份有限公司、福州微猪信息科技有限公司、生物源生物技术(深圳)股份有限公司、中粮饲料(佛山)有限公司、深圳市泉晟生物科技有限公司、Maximus美思牧、广东广垦畜牧集团股份有限公司、勃林格殷格翰动物保健(上海)有限公司、上海蒂默曼生物科技有限公司、广东康诺生物农牧科技有限公司、宁波三生生物科技股份有限公司、畜科生物工程有限公司、广州朴成生物科技有限公司、广州迈微生物科技有限公司、CID LINES 世德来、纽勤生物科技(上海)有限公司……等30多家国内外优秀企业的大力支持!

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