突破商用活苗局限！沙门氏菌纳米亚单位口服疫苗诱导强效黏膜交叉免疫

研究背景

非伤寒沙门氏菌是全球家禽产业重大经济与公共卫生威胁，美国每年由肠炎沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌等血清型引发超 135 万例人感染、数千住院与死亡病例，70% 以上人沙门氏菌病来源于污染禽肉与禽蛋。当前肉鸡可用沙门氏菌疫苗存在显著缺陷：减毒活疫苗存在环境散播、污染食品链风险，美国法规要求屠宰前 21 天禁止使用；灭活疫苗诱导免疫应答弱、保护周期短，行业活疫苗使用率不足 1%，亟需安全、长效、可诱导广谱保护的新型口服疫苗。

口服疫苗最大难题是胃肠道酸碱、酶降解抗原，难以抵达肠道黏膜免疫细胞。壳聚糖纳米颗粒具备黏膜黏附特性，甘露糖修饰后可靶向树突状细胞、巨噬细胞，稳定递送抗原并激活 TLR 通路，同步刺激 Th1/Th2 型免疫应答。前期研究证实包裹肠炎沙门氏菌外膜蛋白（OMPs）与鞭毛蛋白（FLA）的甘露糖壳聚糖纳米疫苗（OMPs-FLA-mCS NPs）口服免疫能大幅降低同源肠炎沙门氏菌肠道定植，但该疫苗能否对异源鼠伤寒沙门氏菌产生交叉保护尚不明确，本研究以此为核心科学问题开展动物攻毒对比试验。

研究内容

本试验选用 1 日龄无沙门氏菌科尼什杂交肉鸡，设置空白对照组、攻毒空白组、纳米疫苗免疫攻毒组、市售 Poulvac ST 减毒活疫苗攻毒组 4 个组别，每组 8–9 只鸡。统一采用 3 日龄首免、3 周龄加强免疫方案，纳米疫苗全程口服给药，商用活疫苗按说明书喷雾首免、饮水加强；5 周龄时除空白组外全部鸡只口服 5×10⁸ CFU 鼠伤寒沙门氏菌攻毒，攻毒 10 天后解剖取样，收集血清、泄殖腔拭子、小肠冲洗液、胆汁与盲肠内容物。疫苗采用离子凝胶法制备，提取肠炎沙门氏菌 OMPs、FLA 蛋白并包封于甘露糖修饰壳聚糖纳米颗粒，离心纯化后水溶备用；利用 ELISA 检测抗原特异性 IgY、sIgA 抗体，XLD 平板计数盲肠沙门氏菌载量并换算为 Log₁₀ CFU/g，数据采用单因素方差分析结合 Tukey 检验统计，全部动物操作严格遵循俄亥俄州立大学动物伦理规范。

图1 免疫后 5 周肉鸡血清、泄殖腔拭子抗原特异性 IgY、IgA 抗体水平

二免后 2 周未攻毒样本检测结果显示，纳米疫苗组血清抗 OMPs、抗 FLA IgY 抗体极显著高于商用疫苗组与空白组；泄殖腔拭子中抗 OMPs 分泌型 IgA 同样显著优于商用活疫苗。攻毒后小肠冲洗液、胆汁样本进一步验证，纳米疫苗诱导的黏膜 sIgA 水平全面领先其他组别，而胆汁 IgY 无组间差异，说明该疫苗优势集中于黏膜免疫通路，可在肠道、胆道形成阻断沙门氏菌黏附的免疫屏障。

图2 攻毒后各组肉鸡盲肠鼠伤寒沙门氏菌载量 Log₁₀ CFU 对比

盲肠活菌计数结果表明，未免疫攻毒组细菌定植量最高；商用活疫苗可降低盲肠菌载 0.9 Log₁₀ CFU，纳米疫苗可降低 0.8 Log₁₀ CFU，二者抑菌效果接近，证明仅含肠炎沙门氏菌抗原的纳米亚单位疫苗能够产生针对鼠伤寒沙门氏菌的有效交叉保护。安全性层面，商用活疫苗免疫后 14 天仍可检出疫苗菌株，存在排毒污染产业链风险；纳米疫苗无活菌成分，无休药期限制，口服给药适配饮水、拌料规模化养殖场景，实操性更强。

总结与展望

本研究证实甘露糖修饰壳聚糖纳米颗粒包裹肠炎沙门氏菌 OMPs-FLA 抗原的口服亚单位疫苗具备优秀跨血清型保护能力：相较市售鼠伤寒减毒活疫苗，该纳米疫苗能诱导更高水平肠道、胆汁黏膜 sIgA 与全身 IgY 抗体，对鼠伤寒沙门氏菌盲肠定植的抑制效果与商用苗持平；同时规避活疫苗环境散播、屠宰前休药限制等安全缺陷，也克服传统灭活疫苗免疫原性弱的短板，为家禽沙门氏菌防控提供全新无活菌疫苗平台。

1. 疫苗优化：后续将构建多价纳米疫苗，整合当地流行沙门氏菌（肠炎、鼠伤寒、海德堡等）多血清型 OMPs 与 FLA 抗原，拓宽交叉保护谱；

2. 田间验证：开展规模化养殖场田间攻毒试验，评估疫苗对野外分离野生菌株的保护效力；

3. 机制深挖：补充细胞免疫（T 细胞、细胞因子）检测，解析纳米载体介导交叉黏膜免疫的完整分子通路；

4. 应用落地：优化饮水、拌料规模化给药工艺，评估不同饲养阶段肉鸡免疫效果，推动该纳米口服疫苗产业化开发，降低禽源沙门氏菌引发的食品安全风险。

来源：Dolatyabi S, Renu S, Schrock J, Renukaradhya GJ. Chitosan-nanoparticle-based oral Salmonella enteritidis subunit vaccine elicits cross-protection against Salmonella typhimurium in broilers. Poult Sci. 2024 May;103(5):103569. doi: 10.1016/j.psj.2024.103569. Epub 2024 Feb 17. PMID: 38447310; PMCID: PMC11067733.