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猪病毒性疾病中，非洲猪瘟、蓝耳病、流行性腹泻、口蹄疫、伪狂犬、猪流感、猪圆环病毒病等病毒性疾病对养猪业造成重大经济损失。对这些疾病来说，疫苗无疑是最有效的措施（非洲猪瘟疫苗尚未上市）。
从第一代的全病毒灭活疫苗和减毒活疫苗到新一代的DNA疫苗、病毒样颗粒疫苗，疫苗的种类越来越多，疫苗的选择也越来越困难。
本文为大家介绍现有猪病毒性疫苗和新一代猪病毒性疫苗的发展与前景，旨在为广大养殖朋友在疫苗应用与选择时有更多的科学依据。
01 疫苗的发展历程
接种疫苗可以提供主动免疫，刺激体液/细胞免疫反应，根据疫苗的开发时间，可以将疫苗分为第一代、第二代、第三代。
第一代疫苗需要整个病毒粒子，比如我们非常熟悉的灭活疫苗和减毒活疫苗。第一代疫苗在免疫领域已主导一个多世纪，其在控制动物死亡率，降低发病率，控制、预防和净化动物病毒病方面发挥了至关重要的作用。
第二代疫苗主要关注病原的亚单位成分，包括纯化抗原蛋白、抗原蛋白、重组蛋白，不需要整个病毒粒子，而是利用蛋白表达和纯化来生产针对病毒的保护性蛋白。
第三代疫苗主要有DNA、mRNA、基于病毒载体和嵌合抗原等平台生产的疫苗。
图1.动物疫苗开发的里程碑
02 疫苗种类
根据疫苗成分或开发技术可将现有的兽医病毒疫苗分类如下。
图2.现有兽医病毒疫苗
➤ 完整微生物疫苗
1）灭活疫苗
传统的灭活疫苗是最古老的一种疫苗，它通过物理或化学的方法灭活病毒，使其不再对宿主致病。灭活疫苗是一种最安全的疫苗，由于已经失活，因此不会恢复为强毒。
物理灭活方法有热刺激和辐射，化学灭活方法通常使用甲醛或丙烯内酯。尽管灭活疫苗的稳定性和安全性高，但仍然存在缺点，如：短期免疫力差、细胞和粘膜免疫力差、需要增强剂、对佐剂的需求高及生产成本高等。
2）活毒/减毒活疫苗
活毒/减毒疫苗是目前最广泛使用的一类疫苗。减毒疫苗比其他类型疫苗有许多优势。这些疫苗最适合于单次给药途径、比如：肌内、皮内、鼻内或口服。
减毒活疫苗不需要任何佐剂，并可以提供相对长期的免疫力，生产成本较低。但是存在安全性问题，减毒病毒有可能变成一种新的变异毒株，使防控变得更加复杂。
3）嵌合减毒活疫苗
传统的减毒活疫苗和灭活疫苗无法区分疫苗毒株与野毒株。但通过基因技术插入/敲除或者沉默病毒的基因片段，可以使得更容易通过血清学检测精确区分野毒感染还是疫苗毒感染，这种疫苗被称为标记疫苗。
重组嵌合疫苗和基因缺失标记疫苗是应用最多的两种方式。重组嵌合疫苗在牛腹泻病毒上已被广泛应用。而基因缺失标记疫苗在伪狂犬病毒疫苗上被广泛应用，通过敲除gE/TK基因也使得疫苗具有更强的特异性。
4）病毒载体疫苗
活载体疫苗与弱毒疫苗一样有效，并保留了活疫苗的其他优势，具有更好的安全性。腺病毒、疱疹病毒、痘病毒和副粘病毒是兽医学中常用的病毒载体，其中，腺病毒载体是理想载体。
据报道，PRRSV也被用作一种表达IAV和PCV2抗原蛋白的活病毒疫苗，以多组分病毒载体疫苗的形式存在。研究显示，该疫苗可以显著减少肺和淋巴病变，以及（PRRSV、PCV2和IAV攻毒后的）临床症状。
➤ 亚单位疫苗
随着免疫学研究的深入，越来越多的病毒蛋白的主要作用被研究清楚，因此利用病毒的表面蛋白和多肽作为亚单位候选疫苗。免疫原性蛋白可以从病毒中分离出来，或利用重组DNA技术进行表达。
亚单位疫苗比其他疫苗有几种优势：最重要的是其安全性，由于没有活性成分，不具有传染性，适用于免疫功能低下的宿主，包括妊娠母猪。并且相对稳定，便于运输。
但与减毒活疫苗相比，亚单位疫苗的免疫原性较差，需要较强的佐剂和增强剂。
➤ 重组蛋白
随着蛋白表达技术和纯化系统的发展，表达病毒抗原蛋白变得方便和经济。病毒抗原蛋白通常使用原核和真核表达系统进行表达。
原核生物表达系统：大肠杆菌和枯草芽孢杆菌是最常见的病毒抗原表达系统，具有生长快、易于放大、产量高、低成本等优点。据报道，在大肠杆菌中表达的PRRSV糖蛋白3（GP3）、糖蛋白4（GP4）、糖蛋白5（GP5）和M（基质蛋白）短氨基酸序列的嵌合蛋白在小鼠和仔猪中表现出强大的免疫应答。目前中国市场上最常见的大肠杆菌表达的疫苗是：圆环病毒2型亚单位疫苗。
真核表达系统：酵母是被应用最多的一种真核表达系统，其具有蛋白质含量高，生产成本低等特点，但其在猪病毒应用中并不广泛。据报道，全酵母表达的猪流行性腹泻病毒的S1蛋白，口服可诱导高IgA抗体。
杆状病毒对哺乳动物无致病性，是进行哺乳动物病毒蛋白表达的优秀载体。基于杆状病毒表达系统的商业亚单位疫苗已被用于PCV2、猪细小病毒和CSFV疫苗。
➤ 核酸疫苗
1）DNA疫苗
DNA疫苗使用一种携带病原抗原蛋白编码基因的质粒。将质粒注射到受体的肌肉内，使肌肉细胞吸收质粒，并表达抗原蛋白。其中，树突状细胞发挥重要作用，它可以发挥天然佐剂的作用。
一种禽流感DNA疫苗与灭活病毒疫苗相比，具有更好的细胞免疫应答。编码ASFVp30和p54基因的DNA疫苗在细胞层面诱导出较好抗体滴度，但在猪身上未表现出显著的抗体反应。
2）mRNA疫苗
mRNA疫苗是最先进、安全、有效的疫苗之一。可以利用宿主细胞转运机制在体内产生抗原蛋白，并模拟自然感染过程。
初步研究显示，间隔21天免疫两次80 μg狂犬病mRNA疫苗，在小鼠和猪中观察到高中和抗体滴度和抗原特异性细胞毒性T细胞和辅助T细胞应答。PRRSVGP5 mRNA和PRRSVGP2-GP5-M-mRNA疫苗，均显著增加了细胞和体液免疫应答。当大剂量注射时，GP5-mRNA疫苗产生的免疫反应与传统的商品化疫苗相当。
此外，PEDV mRNA疫苗也在开发中，在小鼠和妊娠猪身上的试验表明，可以引起显著的体液和细胞免疫反应。
➤ 新一代疫苗技术
目前正在采用新的方法，使疫苗产生更长期保护效果。一些新一代疫苗技术包括病毒样颗粒疫苗（VLPs）、粘膜疫苗等。
1）病毒样颗粒疫苗（VLPs）
病毒小体由病毒糖蛋白构成单层或双层的磷脂膜，由于可以与靶细胞融合，可以作为传递药物或疫苗的载体。另一方面，VLPs是具有与天然病毒粒子相同的多个亚基的蛋白质结构。同时由于其纳米大小，很容易被抗原呈递细胞所捕获。目前已被用于开发PEDV和PCV2等病毒样颗粒疫苗。
目前多种猪病毒样颗粒疫苗已进入研发阶段，相信未来会成为商业化疫苗的一种。
2）粘膜疫苗
粘膜疫苗可以通过滴鼻、口服或滴眼进行免疫。粘膜疫苗的靶病毒包括：PRRSV、CSFV、FMDV、PEDV 和 PCV2 等。粘膜疫苗具有很高的分泌抗体反应的潜力，因为大多数病毒可以通过粘膜系统感染各种靶器官。
3）多价疫苗
最常见的包括PCV2联合其他病原所设计的疫苗。由于PCV2的CAP蛋白产生的病毒样颗粒（VLPs）对病毒的感染非常有效，因此可以通过向VLPs中注入来自其他病毒的免疫调节肽或蛋白质来对抗PCV2和其他疾病的感染，如IAV、FMDV或PRRSV。
➤ 反向遗传学和个性化疫苗
在疫苗研发中，根据反向遗传学原理可设计出个性化疫苗。通过反向遗传后的病毒可能出现免疫原性差、安全性等问题。虽然在疫苗研发上还不成熟。但未来将会成为疫苗研发的新技术。
03 总结
生物技术的发展推动了疫苗技术的发展，越来越多的新技术被应用到疫苗的开发，但最终的目标尚未实现，比如：非洲猪瘟病毒迫切需要一种有效的疫苗，蓝耳疫苗等还需要持续优化与提升。
疫苗行业已经发生了革命性的变化，但传统疫苗仍然发挥着重要作用。猪疫苗的研究应始终朝着经济性、安全性高、有效性疫苗的方向迈进。
