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猪用新型分子免疫佐剂的创制与应用

2014-04-25

我国是养猪业大国,但因疫病造成的死亡率很高,严重制约我国养猪业的可持续健康发展。由于我国实行的是以免疫预防为主的动物疫病防控策略,这就意味着在加大防控的范围和力度的同时,要求提供更安全、高效的疫苗产品。免疫佐剂是疫苗的重要组成部分,但我国一直忽视其研发与生产,主要依赖于进口。其次,虽然铝盐、油类等传统免疫佐剂对预防和控制动物多种疫病发挥了重要的作用,但含这类佐剂的疫苗在实际应用中常出现不良反应等安全性隐患,同时也不能高效诱导产生细胞免疫反应,免疫效力不全面、不持久。另外,传统的弱毒和灭活疫苗虽然免疫效力较高,但其不良反应和安全性不断得到质疑;而现代分子疫苗虽是将来控制和消灭动物重大疫病的主流技术产品,但其免疫效力却一直不尽人意。因此,通过新型免疫佐剂改进和提高疫苗质量已成为国际疫苗产业发展的热点、难点和重点。

为此,中国农业科学院兰州兽医研究所景志忠研究员带领课题组,自2003年开始在国家“十一五”、“十二五”863计划项目(2003AA2411112011AA10A211)、国家科技支撑计划(2006BAD31B03)、农业结构调整重大专项(04-10-03B)和甘肃省科技重大专项(2GS063-A43-013)的资助下,基于机体天然模式识别与免疫理论,以其关键靶点为突破口,创制猪用新型分子免疫佐剂,为安全高效疫苗的生产和应用提供技术和物质储备,保障养猪业的健康持续发展。

一、技术方案

项目在机体病原模式识别与免疫机制研究的基础上,针对疫病病原的免疫缺陷性,设计和筛选猪TLRs及其信号途径的靶标以及免疫效应和免疫调节分子等,采用基因工程技术构建这些免疫相关分子的运载系统,结合微生物发酵技术,创制和生产基因工程免疫佐剂。与猪口蹄疫和囊虫病等抗原成分配伍组合制备高效疫苗,在相应实验动物和靶动物上系统评价免疫效力和安全性,以全面提高疫苗的免疫力,降低毒副作用,为养猪业生产提供安全高效的生物制品,保障动物健康、食品和公共卫生安全。为此,该项目开展了如下研究:(1)猪用新型分子免疫佐剂有效成分的选择与生物学功能研究;(2)猪用新型分子免疫佐剂的创制与规模化生产工艺研究;(3)猪重大和人畜共患疫病疫苗新型分子免疫佐剂的临床前研究;(4)猪用新型分子免疫佐剂的转基因生物安全性研究与评价;(5CpG DNA免疫佐剂的猪口蹄疫灭活高效疫苗的临床评价与应用推广。

二、创新成果

1.围绕重大动物和人兽共患病防控关键技术问题,以全新的机体模式识别与天然免疫理论研究为基础,针对Toll样受体家族(TLRs)信号途径的关键靶点,率先研究基于猪TLRs的激活物CpG ODNsORNs以及IL-18IL-2IL-4IL-6IL-12IFN-γ等免疫效应和免疫调节分子的结构与功能;

2.创制了CpG DNACpG-IFNCpG-IL4重组质粒以及重组IL-2纳米粒等多种单、双因子的基因工程免疫佐剂,并用于猪的不同疫病、不同疫苗类型和不同免疫应答类型的疫苗中,免疫效力提高2倍以上;

3.在GMP条件下建立了2条规模化生产重组质粒的工艺技术平台和生产线,其中发酵罐生产线年设计能力达8亿头份;

4.针对细胞因子和CpG DNA重组质粒的转基因生物安全风险,率先建立核酸类重组质粒免疫佐剂安全性系统评价的技术平台,完成了6种基因工程新制剂转基因生物安全评价;

5.建立新型免疫佐剂口蹄疫高效疫苗安全性和免疫效力评价田间试验基地3个,规模达10万余头次。

三、推广应用情况

该成果2012年、2013年分别获兰州市科技进步一等奖和甘肃省科技进步二等奖,现被列为兰州市和国家农业成果重点推广项目(2013GB23260590),已在高新企业中农威特公司规模化生产CpG DNA 免疫佐剂800万头份以上,制备猪口蹄疫高效疫苗500万头份,在甘肃等全国十多个省区示范推广应用,取得了显著的社会和经济效益。

 

专家简介

景志忠,研究员,主要从事预防兽医学研究及其应用开发工作,特别在动物重大疫病疫苗新型免疫佐剂、基因工程药物、病原与宿主互作的分子生物学和免疫学以及人兽共患病的防控技术研究方面具有优势。先后主持完成了国家863计划项目、农业结构调整重大专项、甘肃省农业生物技术研究与开发项目和甘肃省自然基金重点项目等9项,参与完成了国家973 计划、863计划和国家科技攻关专项项目等6项,主要针对口蹄疫、猪囊虫病和猪瘟等重大疫病的控制关键技术,从与病原感染、识别和免疫相关的重要功能分子的研究入手探讨其疫病控制策略。现主持国家支撑计划等课题或子课题8项,主要开展CpG DNA、细胞因子新型佐剂和纳米增强剂、基因工程抗病毒药物和免疫调控相关分子的结构与功能等研究,为安全、高效动物生物制品的设计、研发以及病原与宿主相互作用机制的研究奠定基础。