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“反向遗传”技术斩断亚洲鸡瘟传播网

2024-11-11   科技日报   阅读量:2846

    科技日报记者 张晔 通讯员 张运 虞璐

    秋冬季节是禽类疫情高发期。不过,记者11月11日来到山东亚太中慧集团有限公司时,该公司畜禽疫病疾控中心主任赵国博士却特别清闲。这家有着20年种禽繁育和肉鸡养殖的农牧食品企业,现有商品肉鸡规模农场100余座,年出栏肉鸡近1.2亿羽。

    赵国告诉记者,自从使用了中国工程院院士、扬州大学教授刘秀梵研发的基因Ⅶ型新城疫灭活疫苗后,他们已多年没遇到疫情,他甚至有种“刀枪入库”的感觉。

    

    我国是世界上最大的鸡肉消费国,每年超过140亿只鸡端上百姓餐桌。很长一段时间,鸡瘟以其超强的传播性和致死率制约家禽养殖业发展。在我国长期流行的鸡瘟是新城疫,也称亚洲鸡瘟,发病率和死亡率接近100%。

    2014年,刘秀梵院士研发的基因Ⅶ型新城疫灭活疫苗获得国家一类新兽药认证,仅用十年时间就让新城疫在我国得到有效控制。2022年,农业农村部将新城疫由原本的一类动物疫病降级为二类。不久前,该成果又与神舟飞船、南水北调等项目一同入选《中国工程院与大国工程》100项工程科技成果。

    

    首次揭示新城疫致病机制

    新城疫是一种由副黏病毒引起的高度接触性传染病,于1926年首次在印度尼西亚被发现。同年,英国新城也出现了该疫情的踪迹。

    这种疫病死亡率高,被世界动物卫生组织列为法定报告动物疫病,《国家中长期动物疫病防治规划(2012—2020)》将其列为重点防范的一类动物疫病。

    “疫苗免疫是防控新城疫的重要方法。我国鸡群新城疫病毒感染率高,所有鸡群都高频率接种疫苗,使用最广泛的是由国外引进的基因Ⅱ型La Sota疫苗。”刘秀梵说,自20世纪90年代起,我国新城疫的流行特点出现了重大变化,鸡群在高频率接种La Sota疫苗的情况下,仍然普遍发生新城疫强毒感染发生所谓的“非典型新城疫”。

    有效防控免疫鸡群的非典型新城疫,成为我国乃至全球养禽业的燃眉之急。

    20世纪90年代末,刘秀梵团队启动流行病学调查,针对我国新城疫病毒展开分子流行病研究。团队通过对1500多株新城疫病毒分离株的基因型分析,发现了基因Ⅶ型新城疫病毒基因组长度特征,证明了鸡群和鹅群中流行的新城疫强毒95%以上都是基因Ⅶ型。

    为什么基因Ⅶ型新城疫病毒会引发严重疫情?团队经进一步研究发现,该病毒会造成鸡和鹅免疫器官的严重损伤,导致其免疫抑制,同时常用的La Sota疫苗与基因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,接种疫苗的鸡群发生强毒感染时仍可大量复制和排出病毒,造成了鸡群非典型新城疫频发和鹅新城疫的暴发。

    反向遗传技术创制新型疫苗

    “制备与流行株匹配的新城疫疫苗,首先要获得基因Ⅶ型弱毒株。但基因Ⅶ型新城疫病毒的分离株均为强毒,不符合疫苗种毒的基本要求。”团队成员胡顺林教授说。

    “常规的传代技术无法使毒力变弱。我们就像在黑暗中找路,研究一时陷入了困境。”胡顺林说,经过几年摸索,团队转向国际前沿的反向遗传技术。

    他们从200多株基因Ⅶ型新城疫病毒流行株中,筛选获得了在鸡胚中繁殖效价高、免疫原性强、交叉保护性好的毒株作为供体,构建了含有该毒株基因组全长的感染性克隆,在国际上首创了基因Ⅶ型新城疫强毒直接致弱的反向遗传技术平台。

    “构建病毒反向遗传技术平台,就像建房子一样,需将病毒复制、转录、翻译等‘元件’提供好,在细胞里进行装配,形成完整的病毒粒子。”胡顺林说。

    2006年,刘秀梵团队应用反向遗传技术创制出基因Ⅶ型新城疫疫苗毒株A-NDV-Ⅶ。这是国际上首个基因Ⅶ型疫苗株,与国际通用疫苗株La Sota相比,新苗株免疫后产生的抗体滴度高4倍以上,清强毒能力强10倍以上。

    “制备出疫苗株相当于有了研制疫苗的‘种子’。”刘秀梵说,这是我国第一个拥有自主知识产权的新城疫疫苗株,打破了我国新城疫疫苗株完全由国外引进的局面。利用新种毒,团队研制出国际上首个基因Ⅶ型新城疫病毒灭活疫苗。

    助力亚洲鸡瘟在中国断崖式下降

    创建新城疫灭活疫苗的质量评价体系,是疫情防控中面临的另一大难题。

    在刘秀梵看来,原有的疫苗效力检验标准主观性强、评价标准低,造成常规的疫苗接种效果不理想。

    为此,团队创建了基因Ⅶ型新城疫灭活疫苗的质量评价体系。与La Sota灭活疫苗的质量标准相比,新体系抗体效检标准提高了4倍,临床保护标准提高到90%不发病,团队创新性引入排毒检验标准,要求70%不排毒,大幅提高了疫苗质量评价标准。

    2014年,该疫苗通过复核试验,并获得了国家一类新兽药证书。10年来,该疫苗已转让10余家兽医生物制品龙头企业,年生产销售超200亿羽份。

    “新城疫疫苗在我国禽群中使用相当频繁,蛋鸡和种鸡在饲养周期需要接种新城疫疫苗10次以上,免疫应激大,影响生产性能。”刘秀梵说,依据新疫苗免疫后抗体水平高、维持时间长的优点,团队在全国大型蛋鸡养殖生产企业实施了新城疫“免疫减负”计划。

    近年来,团队在疫苗基础上持续迭代,先后生产了“重组新城疫病毒”等多个新疫苗,为养殖业减负增效。

    北京华都峪口禽业有限责任公司是亚洲最大的蛋鸡育种公司,2014年开始使用基因Ⅶ型新城疫病毒灭活疫苗后,新城疫已基本达到净化水平。更重要的是,该公司采用“免疫减负”计划后,蛋种鸡免疫次数减少到5次,每年免疫成本降低300余万元,母雏销售量每年增加近400万只。

    该疫苗自获准应用以来,我国新城疫的发生数断崖式下降,几乎再没有发生过大规模新城疫疫情,种禽群中已基本达到净化水平。

    (扬州大学供图)

    责任编辑:陈可轩

刘秀梵
中国工程院院士
兽医学专家