基因组定制禽源疫苗新突破：被动免疫策略显著降低鸡肉中弯曲菌污染水平

全球食源性疾病头号“元凶”：弯曲菌污染鸡肉问题严峻

弯曲菌（Campylobacter jejuni 和 Campylobacter coli）是全球范围内引发食源性胃肠炎的主要病原菌，主要通过食用被污染的禽肉传播。据估计，约70%的零售鸡肉表面携带该菌，每只鸡胸肉中可能含有超过30,000个弯曲菌细胞，远超人类感染所需的最小剂量。尽管已有多种干预措施用于降低鸡肉污染水平，但在实际生产中仍缺乏有效、可持续的解决方案。

图1. 酒精控制家禽分配系统和疫苗实施示意图。 

疫苗开发难点：菌株多样性高、进化快、交叉保护差

传统疫苗在禽类中控制弯曲菌的效果有限，主要因为鸡群中弯曲菌具有高度遗传多样性，且同一鸡群甚至同一只鸡体内可同时存在多个不同菌株。此外，弯曲菌快速进化导致疫苗效力迅速下降。即便疫苗能清除部分菌株，未被覆盖的“逃逸株”也会迅速填补生态空缺，使疫苗效果大打折扣。

基因组指导疫苗设计：精准打击“高风险菌株”

本研究采用基因组学方法，从鸡群中筛选出携带与体外生存能力相关基因的弯曲菌菌株，用于制备自体全细胞疫苗。研究团队在英国一家大型种鸡场对约4万只种鸡进行超免疫接种，通过母源抗体（IgY）被动保护雏鸡，成功在雏鸡出壳后14天的关键窗口期内抑制高风险菌株定植。

模型预测：疫苗可覆盖65%流行菌株，具备广谱潜力

研究进一步构建逻辑回归模型，评估疫苗对不同菌株的交叉保护效果。结果显示，该疫苗有望覆盖约65%的鸡群流行弯曲菌菌株，尤其对携带生存相关基因的菌株具有显著清除效果。模型还预测，部分菌株（如CC828、CC353等）因其抗原差异较大，可能逃逸疫苗免疫，提示未来疫苗设计需纳入更多菌株以增强广谱性。

关键发现

1、通过基因组定制的自体疫苗接种后，鸡群中弯曲菌的种群结构发生几乎完全替换，原有优势菌株（携带大量体外生存相关基因）被清除，新出现菌株携带的生存相关基因数量平均减少约50%，显著降低其通过肉类传播至人类的风险。

2、虽然疫苗未显著减少鸡肠道内弯曲菌的总载量（caecal load），但在屠宰后鸡肉表面（neck skin）检测到的弯曲菌数量从平均150 CFU/g降至92 CFU/g，降幅达38.7%，且菌落分布更集中，污染更易控制。

3、基于基因组抗原差异构建的逻辑回归模型预测，该疫苗可有效靶向26个主要流行菌株中的17个，覆盖率达65%，尤其对携带生存相关基因的菌株具有显著清除效果，为未来疫苗优化和广谱应用提供理论依据。

未来展望与应用潜力

本研究首次将基因组学与被动免疫策略结合，提出通过“精准调控”禽类肠道微生态结构，降低高风险弯曲菌菌株比例，从而减少其通过肉类传播至人类的风险。该策略不仅避免了传统疫苗对菌株交叉保护力不足的缺陷，也为其他多重耐药或高变异病原菌的疫苗开发提供了新范式。未来，研究团队计划将该策略扩展至其他革兰氏阴性病原菌，并探索与微流控、电化学等检测平台结合，实现从源头到餐桌的全链条病原菌控制。

参考来源：

Calland, J.K., Pesonen, M.E., Mehat, J. et al. Genomic tailoring of autogenous poultry vaccines to reduce Campylobacter from farm to fork. npj Vaccines 9, 105 (2024).