国产疫苗亮剑 十年降服鸡瘟

在人类漫长的食物进化史中,鸡一直是餐桌上的“顶梁柱”。中国是世界上最大的鸡肉消费国,每年有超过140亿只鸡进入我们的胃中。但很长一段时间,鸡瘟以其超强的传播力和致死率制约家禽养殖的健康发展。在我国长期流行的鸡瘟又称作新城疫,俗称亚洲鸡瘟。与高致病性禽流感一样,这是危害全球养禽业最严重烈性传染病之一,发病率和死亡率接近100%。

以往每到秋冬季都是疫情高发期。但今年山东亚太中慧集团有限公司疾控中心主任赵国博士突然发现,已经多年没有碰到新城疫了。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。

曾经肆虐的亚洲鸡瘟何以在中国几乎消失?其中一个很重要的原因得益于由中国工程院院士,扬州大学刘秀梵院士研发的我国首个拥有自主知识产权的新城疫疫苗——基因Ⅶ型新城疫新型疫苗。2014年,该疫苗获得国家一类新兽药认证以来,仅用十年时间就让新城疫在规模化鸡群中几乎绝迹。

2013年,亚太中慧试用了刘秀梵院士研发的疫苗,2015年基本控制住了新城疫,2017年至今再也没发生过一起新疫情。2022年,在农业农村部调整的陆生动物疫病病种名录中,新城疫由原本的一类动物疫病降级为二类。今年6月,该成果更是与神州飞天、南水北调、中国高铁等同时入选《中国工程院与大国工程》100项工程科技成果。

首次揭示新城疫流行毒株致病机制

新城疫又称亚洲鸡瘟,是一种由副粘病毒引起的高度接触性传染病。1926年,首先发现于印度尼西亚,同年又在英国新城发现。1927年,英国科学家道尔首次分离到病毒,并定名为新城疫病毒。我国早在1935年就发生了新城疫,但直到1946才通过病原分离证实其存在。新城疫死亡率高,对养殖业危害严重,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LaSota疫苗。”刘秀梵说,自上世纪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LaSota疫苗的情况下,仍然普遍发生非典型新城疫。

有效防控免疫鸡群非典型新城疫,成为我国乃至全球养禽业的“燃眉之急”。

上世纪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,无宿主特异性,可以交叉感染致病。

为什么基因Ⅶ型新城疫病毒会引发严重疫情?

团队进一步研究发现,基因Ⅶ型新城疫病毒会造成鸡和鹅免疫器官的严重损伤,导致其免疫抑制。常用的LaSota疫苗与基因Ⅶ型新城疫病毒的基因型、抗原性不匹配,清除病毒能力弱,免疫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。

团队首次明确的新城疫流行株的优势基因型及其致病机制,为新城疫的精准防控提供了科学依据。尽快研制出一种新型疫苗,成为了压在刘秀梵心头的头等大事。

研发国际首个基因VII型新城疫疫苗

“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。”团队核心成员胡顺林教授说,发明新型疫苗株征程中的这第一座“大山”,令人望而却步。

“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,在导师刘秀梵的带领下,团队很快放弃传统方法,转向在当时刚刚兴起的反向遗传技术。

为此,团队从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,突破了常规手段无法致弱Ⅶ型强毒的技术瓶颈,实现了强毒株的精准、快速致弱。

“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,在成功之前,团队走了不少弯路,“无论失败多少次,刘老师一直信心满满,他就是大家的‘指路明灯’。”

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,该疫苗株与国际通用疫苗株LaSota相比,免疫后产生的抗体滴度高4倍以上,清除基因Ⅶ型新城疫强毒的能力强10倍以上。具有免疫原性强、毒价高、毒力低等显著优势。

“制备出疫苗株相当于有了研制疫苗的‘种子’。”刘秀梵笑着说,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。

利用发明的致弱毒株A-NDV-Ⅶ为种毒,团队研制出了国际上首个基因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

基因Ⅶ型疫苗的研制为控制新城疫流行奠定了重要基础。但刘秀梵院士并没有满足于此,创建Ⅶ型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。在他看来,现有疫苗的效力检验标准具有很强的主观性,而且评价标准较低,造成常规疫苗不能提供理想的免疫保护,导致免疫鸡群中普遍发生新城疫强毒的持续感染和流行。

为此,团队在已有基础上继续潜心研究,创建了Ⅶ型新城疫灭活疫苗的质量评价体系。基因Ⅶ型灭活疫苗与LaSota灭活疫苗的质量标准相比,抗体效检标准提高了4倍,临床保护标准提高到至少9/10只不发病,团队创新性引入排毒检验标准,要求至少7/10只不排毒,大幅提高了疫苗质量评价标准,且更加客观、科学。

2014年,按新的评价标准,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,疫苗已转让10余家兽医生物制品龙头企业,累积转让经费近亿元。目前,疫苗在全国31个省、市、自治区推广应用,年生产销售超两百亿羽份,累积为养殖企业增收近300亿元。

“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,团队在基因Ⅶ型新城疫病毒灭活疫苗基础上持续迭代,先后生产了“重组新城疫病毒、禽流感(H9亚型)二联灭活疫苗”等多个兽医新药,赋能养殖业免疫减负的同时,大幅提升了生产效益。创造的社会经济价值远超其疫苗本身。目前,团队最新研发的用于鸽群基因VI型灭活疫苗已申请兽医新药审批。

北京华都峪口禽业有限责任公司是全球最大的蛋鸡制种公司。2014年开始使用基因Ⅶ型新城疫病毒灭活疫苗后,新城疫基本消失。最重要的是,公司采用了刘秀梵团队提供了新城疫“免疫减负”计划,蛋种鸡免疫次数减少到了5次,免疫成本降低的同时,生产性能也得了提高。免疫成本每年降低约300余万元,母雏销售量每年增加近400万只。

农业农村部兽医公报显示,该疫苗自获准应用以来,我国新城疫的发生数断崖式下降。目前,我国除鸽群中可分离到基因VI型强毒外,在家禽包括水禽中已很难分离新城疫的强毒。2022年,在农业农村部调整的陆生动物疫病病种名录中,新城疫由原本的一类动物疫病降级为二类动物疫病,规模化鸡群中的新城疫已基本达到净化水平,在中国几乎再没有发生过大规模新城疫疫情。