从实验室到牧场:rBCG-N-hRSV疫苗在犊牛中诱导交叉保护性免疫

从实验室到牧场:rBCG-N-hRSV疫苗在犊牛中诱导交叉保护性免疫

原创
来源:陈诺
2026-07-01 08:54:53
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核心提示:新型重组BCG疫苗可同时激发小牛抗两种病原体免疫。

引言:

在畜牧业中,犊牛的呼吸道疾病一直是困扰养殖户的顽疾,它不仅影响动物的健康与福利,更给全球养牛业带来沉重的经济损失。在这类疾病中,牛呼吸道合胞病毒(bRSV)和牛分枝杆菌(M. bovis)是两种最主要的病原体。bRSV是导致犊牛严重下呼吸道感染和肺炎的主要原因之一,而M. bovis则是牛结核病(bTB)的元凶,这是一种可传染给人类的人畜共患病,对公共卫生也构成潜在威胁。

目前,虽然市面上存在针对bRSV的商业疫苗,但其效果往往受制于犊牛体内来自母体的被动抗体(MDA)。这些母源抗体在犊牛约三周龄开始衰减,但其存在期间会干扰主动免疫的建立,导致现有疫苗的保护力十分有限。而对于M. bovis,全球尚无商业化的疫苗可用,卡介苗(BCG)的试验性应用虽然展现出希望,但通常仅针对单一病原体。

面对这一复杂的现实困境,一项由智利多家科研机构联合完成并发表于《Emerging Microbes & Infections》期刊的最新研究,为这一领域带来了令人振奋的突破。该研究团队开发了一种名为 rBCG-N-hRSV 的新型重组BCG疫苗,并在真实的田间条件下对120头海福特犊牛进行了严格的测试。研究结果证实,这款疫苗不仅安全性良好,更能同时激发出针对bRSVM. bovis的强大且持久的特异性免疫应答,展现出卓越的一箭双雕潜力。

关键发现:

1、安全性与耐受性:田间应用的首要保障

任何疫苗的研发,安全性都是第一道红线。在这项大规模的田间研究中,研究人员将120头年龄在1421天的犊牛随机分为四组,分别接种rBCG-N-hRSV疫苗、野生型BCGWT-BCG)、商业bRSV疫苗(CV)以及安慰剂。所有犊牛均在首次接种后的第14天接受了一次加强免疫。

1 已入组犊牛的疫苗接种方案及采样时间安排 

研究结果显示,rBCG疫苗组未观察到任何全身性的不良反应,如发热或过敏反应。虽然部分犊牛在注射部位出现了暂时的、直径0.5-2厘米的轻微肿胀,但这种局部反应在7天内开始消退,至第14天时已完全消失,其发生率和严重程度与接种野生型BCG或商业疫苗的对照组并无显著差异。更重要的是,通过PCR检测,研究团队在所有接种rBCG疫苗的犊牛外周血单核细胞(PBMCs)中均未检测到结核分枝杆菌复合体特有的IS6110基因序列,这有力地证明了该重组疫苗株不会在动物体内系统性播散,其环境传播风险极低。这些数据充分表明,rBCG-N-hRSV疫苗在目标动物群体中具有极佳的安全性和耐受性。

2、体液免疫:打破母源抗体干扰的屏障

该研究最引人注目的发现之一,是rBCG疫苗能够有效诱导抗原特异性的体液免疫应答,尤其是在存在母源抗体干扰的情况下。

针对bRSV,接种rBCG疫苗的犊牛在首次免疫后第14天,血清中特异性IgG2抗体水平便出现显著升高,并在加强免疫后(第28天)达到峰值,且这一高水平一直维持到研究结束的第180天。相比之下,接种商业疫苗(CV)的对照组在同一时间点的IgG2水平显著低于rBCG组。这充分说明rBCG疫苗能够有效克服母源抗体的干扰,主动激发犊牛自身的免疫系统。更值得关注的是黏膜免疫,rBCG组犊牛鼻腔分泌物中的抗N蛋白IgA抗体水平在免疫后也显著提升,其血清转化率在第28天高达67%,远高于商业疫苗组的30%IgG2抗体和黏膜IgA抗体是抗病毒免疫的关键效应分子,它们的增加意味着rBCG疫苗能够在血清和病毒入侵的门户——呼吸道黏膜,建立有效的免疫防线。

尤为重要的是,rBCG疫苗诱导的IgG2(小鼠中对应IgG2a)与IgG1抗体比值显著增加,这明确指向了Th1型偏向的细胞免疫应答。这是一种对抗细胞内病原体(如病毒和分枝杆菌)至关重要的免疫反应模式,与商业疫苗诱导的Th2型偏性反应形成鲜明对比,后者往往与疾病增强风险相关。

对于M. bovis,研究同样观察到类似模式。rBCG免疫组的犊牛血清中抗PPD(结核菌素纯蛋白衍生物)的特异性IgG2抗体水平在免疫后第14天和第28天显著高于野生型BCG组和安慰剂组,其血清转化率在第28天达到67%。这些结果清楚地表明,该疫苗同样能激发针对分枝杆菌的有效体液免疫。

3、细胞免疫:构筑长效免疫记忆的基石

除了体液免疫,细胞免疫在清除病毒感染和对抗胞内寄生菌方面起着不可替代的作用。此项研究深入分析了疫苗诱导的T细胞免疫应答,结果同样令人鼓舞。

2 接种疫苗犊牛对牛分枝杆菌的细胞免疫应答

在针对bRSV的细胞免疫评估中,rBCG疫苗显著促进了抗原特异性CD8+ T细胞(细胞毒性T细胞)的增殖。CD8+ T细胞是清除病毒感染的特种部队,它们的激活是疫苗保护效力的关键指标。同时,γδ T细胞——一群在犊牛体内占比极高、连接先天免疫和适应性免疫的哨兵细胞——也对bRSV抗原有强烈的增殖反应。更重要的是,rBCG疫苗诱导了长效的免疫记忆,在免疫后第180天,仍能检测到显著水平的特异性记忆CD4+ T细胞。这表明rBCG疫苗不仅能够激活即时的免疫效应,还能建立长期的免疫监视,为犊牛在最易感的生命早期提供持久的保护。

在抗M. bovis免疫方面,rBCG疫苗同样展现了诱导细胞免疫的强大能力。接种rBCG的犊牛,其CD8+ T细胞和γδ T细胞对PPDAg85复合物(分枝杆菌的重要毒力蛋白)抗原有显著增殖反应。尤其是在免疫后第28天,rBCG组犊牛体内活化的CD4+ T细胞比例显著高于安慰剂组和野生型BCG组,同时其记忆性CD4+ T细胞与初始T细胞的比例也显著增加。这些证据共同表明,rBCG疫苗成功诱导了针对分枝杆菌的、以Th1型为主的、具有记忆功能的全面细胞免疫应答。

4、结论与展望

综上所述,这项开创性的田间试验研究表明,新型重组BCG疫苗rBCG-N-hRSV在犊牛身上展现了卓越的安全性和强大的免疫原性。它能够有效克服母源抗体的干扰,同时激发出针对牛呼吸道合胞病毒和牛分枝杆菌两种重要病原体的特异性、持久的体液和细胞免疫应答。这一一箭双雕的特性,使其成为极具潜力的下一代犊牛呼吸道疾病候选疫苗。

该研究的成果不仅为理解重组BCG疫苗在大型动物上的免疫机制提供了宝贵数据,更重要的是,它为全球养牛业应对bRSV和牛结核病的双重挑战提供了全新的策略。通过一次接种,同时预防两种对犊牛危害最大的呼吸道疾病,这将极大地简化免疫程序、降低成本,并显著提升动物健康水平和养殖效率。尽管未来仍需进一步研究以直接验证其保护效力,但此项研究无疑为新一代高效、广谱的牛羊疫苗开发奠定了坚实的基础,开启了令人期待的新篇章。

原文:

Rivera, Daniela B., Mariana Ríos, Patricia Pereira-Sánchez, Mario A. Ramírez, Alex Cabrera, Patricio Becerra, Fredy Boldt, et al. 2026. "A Recombinant BCG Vaccine Induces Specific Immunity against Respiratory Syncytial Virus and Mycobacterium Bovis in Calves in a Field Study." Emerging Microbes & Infections 15: 2627077. https://doi.org/10.1080/22221751.2026.2627077.

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