日前,中國工程院院士、揚州大學教授劉秀梵團隊研發的基因Ⅶ型新城疫新型疫苗入選《中國工程院與大國工程》100項工程科技成果,這令已經致力于十年研究的團隊成員非常振奮。
劉秀梵院士團隊在開展新城疫疫苗研發工作。(揚州大學供圖)
很長一段時間,雞瘟以其超強的傳播性和致死率制約家禽養殖業發展。在我國長期流行的雞瘟又稱作新城疫,俗稱亞洲雞瘟。與高致病性禽流感一樣,這是危害全球養禽業最嚴重烈性傳染病之一,發病率和死亡率接近100%。
曾經肆虐的亞洲雞瘟何以在中國被降服?其中一個很重要的原因得益于由劉秀梵團隊基于首個基因VII型新城疫疫苗株研發的新城疫滅活疫苗。早于2014年,該疫苗獲得國家一類新獸藥認證以來,僅用十年時間就讓新城疫在我國得到了成功控制,新城疫疫情發生數大幅下降,危害明顯減輕。
首次揭示新城疫流行毒株致病機制
新城疫又稱亞洲雞瘟,是一種由副黏病毒引起的高度接觸性傳染病。1926年首先發現于印度尼西亞,同年又在英國新城發現。1927年英國科學家道爾首次分離到病毒,并定名為新城疫病毒。我國早在1935年就發生了新城疫,但直到1946年才通過病原分離證實其存在。新城疫死亡率高,對養殖業危害嚴重,被世界動物衛生組織列為法定報告動物疫病,《國家中長期動物疫病防治規劃(2012-2020)》將其列為重點防范的一類動物疫病。
“疫苗免疫是防控新城疫的重要方法,我國雞群新城疫病毒感染率高,所有雞群都高頻率接種疫苗,使用最廣泛的是由國外引進的基因II型La Sota疫苗。”劉秀梵說,自上世紀90年代起,我國新城疫的流行特點出現了重大變化,雞群在高頻率接種La Sota疫苗的情況下,仍然普遍發生新城疫強毒感染發生所謂的“非典型新城疫”。
有效防控免疫雞群的非典型新城疫,成為我國乃至全球養禽業的“燃眉之急”。
上世紀90年代末,劉秀梵團隊啟動流行病學調查,針對我國新城疫病毒展開分子流行病研究。團隊通過對1500多株新城疫病毒分離株的基因型分析,發現了基因Ⅶ型新城疫病毒基因組長度特征,證明了雞群和鵝群中流行的新城疫強毒95%以上都是基因Ⅶ型,無宿主特異性,可以交叉感染致病。
為什么基因Ⅶ型新城疫病毒會引發嚴重疫情?
團隊進一步研究發現,基因Ⅶ型新城疫病毒會造成雞和鵝免疫器官的嚴重損傷,導致其免疫抑制,同時常用的La Sota疫苗與基因Ⅶ型新城疫病毒的基因型、抗原性不匹配,造成其不能有效抑制新城疫流行毒株感染,免疫雞群發生強毒感染時仍可大量復制和排出病毒,造成了雞群非典型新城疫頻發和鵝新城疫的暴發。
團隊首次明確的新城疫流行株的優勢基因型及其致病機制,為新城疫的精準防控提供了科學依據。盡快研制出一種新型疫苗,成為了壓在劉秀梵心頭的頭等大事。
研發國際首個基因VII型新城疫疫苗
“制備與流行株匹配的新城疫疫苗,首先要獲得基因Ⅶ型弱毒株,但基因Ⅶ型新城疫病毒的分離株均為強毒,不符合疫苗種毒的基本要求。”團隊核心成員胡順林教授說,發明新型疫苗株征程中的這第一座“大山”,令人望而卻步。
胡順林說,經過幾年摸索,在導師劉秀梵的帶領下,團隊很快放棄傳統方法,轉向在當時剛剛興起的反向遺傳技術。
為此,團隊從200多株基因Ⅶ型新城疫病毒流行株中,篩選獲得了在雞胚中繁殖效價高、免疫原性強、交叉保護性好的毒株作為供體,構建了含有該毒株基因組全長的感染性克隆,在國際上首創了基因Ⅶ型新城疫強毒直接致弱的反向遺傳技術平臺,實現了強毒株的精準、快速致弱。
“構建病毒反向遺傳技術平臺,就像建房子一樣,需將病毒復制、轉錄、翻譯等‘元件’提供好,在細胞里進行裝配,形成完整的病毒粒子。”胡順林說。
“制備出疫苗株相當于有了研制疫苗的‘種子’。”劉秀梵說,這是我國第一個擁有自主知識產權的新城疫疫苗株,打破了我國新城疫疫苗株完全由國外引進的局面。
利用發明的致弱毒株A-NDV-Ⅶ為種毒,團隊研制出了國際上首個基因Ⅶ型新城疫病毒滅活疫苗。
助力亞洲雞瘟在中國斷崖式下降
基因Ⅶ型疫苗的研制為控制新城疫流行奠定了重要基礎。但劉秀梵并沒有滿足于此,創建Ⅶ型新城疫滅活疫苗的質量評價體系,是疫情防控中面臨的另一大難題。在他看來,現有疫苗的效力檢驗標準具有很強的主觀性,而且評價標準較低,造成常規疫苗不能提供理想的免疫保護,導致免疫雞群中容易發生新城疫強毒的持續感染和流行。
為此,團隊在已有基礎上繼續潛心研究,創建了Ⅶ型新城疫滅活疫苗的質量評價體系。基因Ⅶ型滅活疫苗與La Sota滅活疫苗的質量標準相比,抗體效檢標準提高了4倍,臨床保護標準提高到至少9/10只不發病,團隊創新性引入排毒檢驗標準,要求至少7/10只不排毒,大幅提高了疫苗質量評價標準,且更加客觀、科學。
2014年,按新的評價標準,該疫苗通過復核試驗,并獲得了國家一類新獸藥證書。
10年來,疫苗已轉讓10余家獸醫生物制品龍頭企業,累積轉讓經費近億元。目前,疫苗在全國31個省、市、自治區推廣應用,年生產銷售超兩百億羽份,累積為養殖企業增收150多億元。
“新城疫疫苗在我國禽群中使用相當頻繁,蛋雞和種雞在飼養周期需要接種新城疫疫苗10次以上,免疫應激大,影響生產性能。”劉秀梵說,依據新疫苗免疫后抗體水平高,維持時間長的優點,團隊在全國大型蛋雞養殖生產企業實施了新城疫“免疫減負”計劃。
近年來,團隊在基因Ⅶ型新城疫病毒滅活疫苗基礎上持續迭代,先后生產了“重組新城疫病毒、禽流感(H9亞型)二聯滅活疫苗”等多個新疫苗,賦能養殖業免疫減負的同時,大幅提升了生產效益。創造的社會經濟價值遠超其疫苗本身。目前,團隊最新研發的用于鴿群的基因VI型滅活疫苗已申請新獸藥注冊。
農業農村部獸醫公報顯示,該疫苗自獲準應用以來,我國新城疫的發生數斷崖式下降,種禽群中的新城疫已基本達到了凈化水平。目前,我國在家禽包括水禽中已很難分離到基因VII型新城疫的強毒,在中國幾乎再沒有發生過大規模新城疫疫情。2022年,在農業農村部調整的陸生動物疫病病種名錄中,新城疫由原本的一類動物疫病降級為二類動物疫病。
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