全球畜牧业每年因口蹄疫、非洲猪瘟、禽流感、牛结核等重大动物疫病蒙受数千亿美元的经济损失。同时，超过60%的人类新发传染病来源于动物，兽用疫苗不仅是养殖业的“保护伞”，更是公共卫生的第一道防线。然而，传统灭活苗和弱毒苗存在交叉反应强、鉴别诊断困难、生产周期长等问题。近年来，噬菌体展示与重组蛋白技术的成熟，为新一代兽用疫苗和配套诊断试剂的开发注入了强大动力。本文整合两篇最新研究，带您一窥这场技术变革的核心进展。

图 1 噬菌体展示筛选循环示意图

图 2 基于噬菌体展示技术的疟疾疫苗开发策略在疟原虫生命周期中的应用

一、噬菌体展示：兽用疫苗抗原筛选的“超级引擎”

噬菌体展示技术通过将外源蛋白或多肽基因融合至噬菌体衣壳蛋白，使每个噬菌体颗粒表面展示一种特定的分子，而其内部携带对应的基因序列。这一巧妙的“表型-基因型”连接，使得研究人员能够在极短时间内从包含数十亿变体的文库中，筛选出与目标受体或抗体高亲和力结合的候选抗原。

根据2025年发表于 Next Research 的综述（Khan et al.），噬菌体展示已从早期的M13丝状噬菌体系统，拓展至T4、T7和λ噬菌体等多系统。其中，T4噬菌体因其独特的双重展示能力（HOC蛋白约155拷贝，SOC蛋白约810拷贝）而备受兽用疫苗研发者青睐-它可以同时展示多个不同抗原表位，构建多价疫苗平台。例如，将口蹄疫病毒（FMDV）的VP1表位和猪圆环病毒2型（PCV2）的Cap蛋白表位展示于同一T4噬菌体表面，即可制备“二联”噬菌体样颗粒疫苗，一次免疫同时预防两种疾病。

在表位作图方面，噬菌体展示同样表现卓越。研究人员利用随机肽库对猪肺炎支原体（Mycoplasma hyopneumoniae）感染血清进行筛选，成功鉴定出多个免疫显性表位，为开发鉴别诊断试剂提供了分子基础。对于禽类疫病，鸭甲肝病毒（DHAV-1和DHAV-3）的保守表位也被通过噬菌体展示精确定位，构建的模拟肽疫苗在小鼠模型中诱导了强效中和抗体。

更为关键的是，噬菌体展示能够快速应对新发动物病毒。当非洲猪瘟病毒（ASFV）肆虐时，传统疫苗研发周期长、风险高；而利用噬菌体展示p72、CD2v等关键蛋白的肽库，可在数周内筛选出阻断病毒入侵的候选肽，大大缩短了应急疫苗的研制时间。同样，对于高致病性禽流感H5N1，噬菌体展示已用于筛选针对血凝素（HA）保守茎部区的单链抗体，这类抗体具有广谱中和活性，能抵御不同亚型流感病毒的攻毒。

二、重组蛋白：兽用疫苗质量控制与牛结核精准诊断的利器

如果说噬菌体展示擅长“发现”，那么重组蛋白技术则擅长“验证与应用”。在兽用疫苗生产中，重组蛋白可作为亚单位疫苗的直接成分，也可作为诊断抗原区分野毒感染与疫苗免疫（DIVA策略）。

牛结核病（bTB）是严重危害畜牧业和公共健康的人兽共患病，其病原为牛分枝杆菌（Mycobacterium bovis）。传统皮内结核菌素试验采用粗提的纯化蛋白衍生物（PPD），成分复杂，易与环境分枝杆菌产生交叉反应，导致假阳性率高，且无法区分BCG接种动物与自然感染动物。一篇2024年的综述（Behera et al.）系统总结了利用重组蛋白进行bTB诊断的最新进展。

其中，ESAT-6和CFP-10是结核分枝杆菌复合群特有的分泌蛋白，它们在BCG菌株中天然缺失。因此，以重组ESAT-6和CFP-10为抗原的γ干扰素释放试验（IGRA），可以完美区分自然感染牛与BCG免疫牛。此外，MPT63是另一高度特异的分泌抗原，其N端富含T细胞表位，能诱导强烈的细胞免疫反应。研究显示，重组MPT63与MPT83的融合蛋白在血清学检测中与阳性血清反应强烈，且不与非典型分枝杆菌发生交叉。MPB70/MPB83则是牛分枝杆菌高表达的脂蛋白，已被用于开发单克隆抗体为基础的夹心ELISA，其灵敏度和特异性均超过90%。

将这些重组蛋白制成多抗原组合（cocktail）——例如ESAT-6/CFP-10/MPB83三联抗原——能够将皮肤试验的灵敏度提升至95%以上，同时特异性维持在98%左右。这意味着，养殖场可以采用重组蛋白试剂进行定期筛查，阳性动物再经确认后扑杀，从而在不影响BCG预防接种的前提下逐步净化牛群。欧盟和英国已开始将这类重组蛋白试剂纳入官方牛结核根除计划。

三、整合应用：从实验室到养殖场的转化路径

噬菌体展示与重组蛋白技术并非孤立存在，它们可以完美衔接：利用噬菌体展示从患病动物血清中钓取保护性表位，再通过基因工程制备相应的重组蛋白疫苗或诊断抗原。例如，针对猪蓝耳病（PRRSV），研究人员先用噬菌体展示筛选出针对GP5蛋白的中和表位，然后将该表位与载体蛋白融合表达，制备的亚单位疫苗能诱导高效中和抗体；同时，基于该表位的竞争ELISA可区分疫苗免疫和野毒感染。

在规模化生产层面，重组蛋白疫苗具有安全（无活病毒）、可标准化、便于联合多价等优势，特别适合现代化养殖场的免疫程序。而噬菌体展示筛选出的单链抗体或纳米抗体，还可作为兽用治疗性生物制剂，用于突发疫情的紧急阻断。

四、挑战与未来展望

尽管噬菌体展示和重组蛋白技术前景广阔，但兽用领域的转化仍面临若干挑战：首先是成本问题，重组蛋白的纯化和质量控制比传统灭活苗昂贵，需开发低成本的植物或酵母表达系统；其次是免疫佐剂，亚单位疫苗往往需要高效、低副作用的佐剂以增强细胞免疫；最后是监管审批，针对兽用生物制品的法规需要跟上技术创新步伐。

未来，随着人工智能辅助的肽库设计、高通量筛选和自动化平台的普及，噬菌体展示将在数周内为任何新发动物病原体提供候选抗原。而重组蛋白技术将向着多表位嵌合、热稳定冻干制剂、口服或喷雾给药方向进化，让疫苗接种变得更简单、更安全。届时，兽医公共卫生将真正迈入“精准防控”的新时代。

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参考资料：

1. Khan S, et al. Bacteriophage-based vaccination platform for antigen discovery and development of next-generation vaccines. Next Research, 2025, 2: 100776.
2. Behera D, et al. Recombinant proteins: Their potential roles in the diagnosis of bovine tuberculosis: A review. Veterinary Paper, 2024, 9(2): 787-795.