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食源性感染肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)和鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimuriun)会引发严重的公共卫生问题。在与沙门氏菌感染斗争10多年后,该菌仍是导致人类发生食物中毒的重要病原之一。
最近的研究估计,全世界每年大约发生8 030万例与沙门氏菌感染有关的食源性疾病。在欧盟,沙门氏菌是继弯曲杆菌之后的第二种最重要的食源性感染病原(图1)。
禽肉和禽蛋是全球许多地方质优价廉能量蛋白的主要来源,但它们被认为是人类感染沙门氏菌的主要原因。
1 重大进步
通过各方努力,近年来,欧洲的禽肉和禽蛋行业和监管机构在降低家禽沙门氏菌污染率方面已取得了重大进步。与家禽屠宰加工过程中有关的经济负担,使得控制家禽养殖场的沙门氏菌比控制屠宰场中的沙门氏菌污染来得更加切合实际。
在包括欧洲在内的许多国家中,用化学药品处理食用禽蛋和禽肉是不允许的,这就使养禽场变成了控制沙门氏菌的重要介入点。预防沙门氏菌感染的免疫接种措施已经建立,并成为家禽产品上市前控制策略的一个有效组成部分。当你查阅有关英国人沙门氏菌感染病例的实验室数时,你就会发现在鸡进行沙门氏菌免疫接种后,病例数明显减少(图2)。
当免疫接种刚开始作为对抗该菌的一种方法时,许多公司都研发了灭活疫苗。随后,由于多种原因(如易于应用、动物福利、特别是免疫效力),减毒活疫苗进入了市场,并在短时间内取得了巨大成功。
由于活疫苗能及早且高效地防止沙门氏菌在家禽体内的定植,同时可减少沙门氏菌的携带和扩散;因此,与灭活疫苗相比,活疫苗能产生更好的保护力。灭活疫苗的效果不确凿,且仅能刺激抗体的产生。
由于在疫苗制备过程中相关抗原的结构可能被破坏,同时接种动物可能会快速破坏和消除疫苗,因此灭活疫苗可能会出现较差的免疫保护效果。
灭后疫苗只能递呈在发酵处理条件下诱导出的抗原。
另外,由于灭活疫苗在初免动物中的免疫原性低,同时其不能诱导细胞毒性T细胞,因此其保护效力有限。而且,灭活疫苗不能诱导分泌性IgA应答,而该种抗体在保护黏膜表面上起重要的作用。
另一方面,活疫苗能更有效地减少沙门氏菌在肠道中的定植,其能刺激优势性的1型辅助性T细胞(Th1)免疫反应,而非2型辅助性T细胞(Th2)免疫反应。据认为,Th1免疫反应对于清除肠道和组织中的沙门氏菌很重要。因此,通常应使用活疫苗来控制沙门氏菌,可单独免疫,或与灭活疫苗联合免疫。
2 活疫苗
来源于肠炎沙门氏菌 和鼠伤寒沙门氏菌的减毒活疫苗被广泛用作抗同源的肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌的疫苗。在田间条件下,它的免疫效力、易用性和极好的安全性均得到了证实。
罗曼动物保健公司已经研发出了两种非常有效的沙门氏菌活疫苗——AviPro Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T,这两种疫苗是使用代谢漂移突变(Metabolic Drift Mutation,MDM)减毒技术获得的。
MDM是一种自然发生的过程,所有微生物群在遗传学上均不相同,某些含有“致弱突变”,可使细菌的毒力降低。该疫苗株未作遗传修饰,其关键酶和代谢组件由于自然突变而导致负向突变。
自然突变位于细菌的染色体上。因此,这些突变是稳定的,且不能通过质粒载体进行转移。由于在每个菌株上有三个独立的遗传标记,因此其回复突变的几率被降低至1∶10。
该突变可引起世代时间的延长,导致毒力降低和消除,同时又保留了免疫原性作用。
另外,这些菌株带有抗性标记,可对疫苗株和野毒株感染进行诊断和区分。因此,这些菌株可被成功地用作疫苗株。现已证明,联合应用Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T两种疫苗进行免疫完全安全,同时每种疫苗的试验证明,当通过饮水免疫后,用肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌进行攻击,其保护力未受影响。在接种了两种疫苗的试验组中,试验动物携带和持续感染攻毒株的情况明显减少(图3、4)。
3 新的二价活疫苗
最近,一种新的、含有活的减毒肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌的二价疫苗——AviPro Salmonella Duo在欧洲获准上市。罗曼动物保健有限公司以其专业的技术和行业经验,已成为世界上第一个能够研发出同源沙门氏菌二价疫苗的公司,可用于预防现今已知最重要的沙门氏菌血清型——肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌(图5、6)。
AviPro Salmonella Duo含有已成功用于Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T中的两种疫苗株。该二价疫苗是通过一种创新的共-发酵工艺生产的,该工艺可在一个发酵罐中同时发酵生产两种沙门氏菌疫苗株。体外试验提供的证据表明,两种疫苗株相互间没有抑制效应。
共-发酵可被成功放大,以提供安全的、有效的、容易使用的产品。两种疫苗株经过该生产工艺的所有步骤后可达到相同的滴度。
由于两种疫苗株对家禽具有平等的免疫效应,这一事实可确保所有的免疫原特性安全维持。由于这种新的共发酵活疫苗中存在两种不同的疫苗株,因此需要采用与之匹配的诊断程序,以明确鉴定两种疫苗株处于并联状态,并将其与野毒株区分开。
鉴别基于两种疫苗株携带的抗性标记来进行区分。用AviPro Salmonella Duo进行主动免疫能有效减少鸡粪便中的肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株和它们在体内器官中的定植以及肠炎沙门氏菌污染蛋品的情况。在家鸭中,用AviPro Salmonella Duo进行主动免疫能有效减少鼠伤寒沙门氏菌野毒株在体内器官中定植的情况。用AviPro Salmonella Duo 进行主动免疫也能有效减少肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株在火鸡器官中定植的情况。 4 免疫计划
饲养过程中雏鸡的免疫计划包含三次免疫,以便提供持久的保护力——生命的第1天、第6~8周和第16~18周龄左右。尽早免疫家禽以获得最佳保护力具有重要意义。
肉用火鸡在出雏后的第1天免疫接种一次,然后在6周龄时进行第2次免疫。种用火鸡应在生命的第1天进行一次免疫,在6周龄时进行第2次免疫,接着在第16周进行第3次免疫,最后在23~24周龄时进行第4次免疫。最后一次免疫后,肉用火鸡的免疫力能应该持续10周,而种用火鸡至少应持续30周(SE)/28周(ST),因此能够覆盖了整个产蛋期。
家鸭在生命的第1天接种一次免疫接种,使其在整个育肥期(至少49 d)得到保护。1日龄SPF小鸡是最敏感的沙门氏菌攻击动物,利用其进行的大量研究证明了AviPro Salmonella Duo疫苗的安全性。在蛋品表面和内部均未观察到疫苗株的传播。
疫苗株的散播时间一般在21 d(肠炎沙门氏菌)和28 d(鼠伤寒沙门氏菌)内。
接种肠炎沙门氏菌疫苗后,疫苗株在器官内的持续时间不超过21 d,而鼠伤寒沙门氏菌在28 d内也未检出;这很重要,因为这使向非靶标动物传播的程度最低,同时环境中的负载量较低。
5 效力试验
在另一项试验中,疫苗的免疫效率在肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株口服攻毒后进行了评估。SPF鸡分别用AviPro Salmonella Duo、AviPro Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T三种疫苗免疫,第4组相同日龄的SPF鸡作为对照未进行免疫。试验鸡在产蛋期开始和结束时,用高剂量强毒型肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株进行感染。
感染后7 d,肝脏和盲肠样本进行微生物学分析,以对存在的攻毒株进行定量。在早期和后期用肠炎沙门氏菌或鼠伤寒沙门氏菌野毒株进行攻毒的情况下,AviPro Salmonella Duo疫苗可以显著减少肝脏和粪便中攻毒株的含量。同时,与采用AviPro Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T进行免疫的家禽相比,用AviPro Salmonella Duo免疫后家禽肝脏和盲肠中攻毒株持续感染量较少。因此,如用肠炎沙门氏菌或鼠伤寒沙门氏菌野毒株进行感染时,预先用AviPro Salmonella Duo疫苗进行免疫,可明显减少肝脏和盲肠(这两个器官是沙门氏菌主要的感染部位)中细菌的定植数。其他试验证明,疫苗株不会转移至蛋上或蛋中,且此类散播有限。
进一步的试验也显示,用AviPro Salmonella Duo疫苗进行免疫,能防止蛋品发生污染,即使在用肠炎沙门氏菌进行静脉攻毒的极端情况下,也能防止污染。
自20世纪90年代以来,欧洲多个国家、美国和其他国家已经就与鼠伤寒沙门氏菌相似但鞭毛抗原有差异的沙门氏菌分离株发布了很多报告。这些菌株具有相同的O抗原和H抗原,但未表达2相鞭毛(抗原模式)。
因此,这些菌株被称为“单相鼠伤寒沙门氏菌”,且已显示具有与鼠伤寒沙门氏菌相似的毒力和抗生素耐药性。
最近,在世界许多国家进行的研究确认,这种菌株已在食品生产用动物、伴侣动物和人类中快速出现并发生了传播。
在欧盟,单相鼠伤寒沙门氏菌已经被列入应在产蛋鸡中减少流行的一类沙门氏菌血清型。
这一点尤为重要,因为常发现这些菌株对多种禽用和人用抗生素产生了多重耐药性,而这些菌株往往能产生ESBL(超广谱β-内酰胺酶)。
鼠伤寒沙门氏菌Nal 2/Rif 9/Rtt株是AviPro Salmonella Vac T和AviPro Salmonella Duo两种疫苗中的鼠伤寒沙门氏菌疫苗株,其对幼龄肉鸡的免疫效果通过用单相鼠伤寒沙门氏菌野毒株对青年鸡的攻毒试验进行了测定。所得结果证明,与非免对照组的鸡相比,免疫鸡中的单相鼠伤寒沙门氏菌携带情况明显减少。进一步研究表明,免疫鸡盲肠和脾脏中的细菌数显著减少。
某些欧洲国家的研究表明,人类感染通常与猪肉和猪肉制品被单相鼠伤寒沙门氏菌污染有关;可以推测,在过去的数年中,疫苗在欧洲的广泛使用已防止了单相鼠伤寒沙门氏菌在家禽中的较高流行率。
6 结论
总之,第三代沙门氏菌疫苗已上市供应,且AviPro Salmonella Duo还是首个二价活疫苗,能对同源菌感染提供保护,可对抗鸡蛋和鸡肉中的沙门氏菌主要血清型:肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌,同时也可以预防新出现的单相鼠伤寒沙门氏菌。
该疫苗已进行了注册,主要用于预防鸡、火鸡和鸭的沙门氏菌感染。□□
原题名:Controlling salmonella in poultry flocks by vaccination(英文)
原作者: Daniel Windhorst 博士(罗曼动物保健有限公司食源性人兽共患病实验室,全球技术服务部)
最近的研究估计,全世界每年大约发生8 030万例与沙门氏菌感染有关的食源性疾病。在欧盟,沙门氏菌是继弯曲杆菌之后的第二种最重要的食源性感染病原(图1)。
禽肉和禽蛋是全球许多地方质优价廉能量蛋白的主要来源,但它们被认为是人类感染沙门氏菌的主要原因。
1 重大进步
通过各方努力,近年来,欧洲的禽肉和禽蛋行业和监管机构在降低家禽沙门氏菌污染率方面已取得了重大进步。与家禽屠宰加工过程中有关的经济负担,使得控制家禽养殖场的沙门氏菌比控制屠宰场中的沙门氏菌污染来得更加切合实际。
在包括欧洲在内的许多国家中,用化学药品处理食用禽蛋和禽肉是不允许的,这就使养禽场变成了控制沙门氏菌的重要介入点。预防沙门氏菌感染的免疫接种措施已经建立,并成为家禽产品上市前控制策略的一个有效组成部分。当你查阅有关英国人沙门氏菌感染病例的实验室数时,你就会发现在鸡进行沙门氏菌免疫接种后,病例数明显减少(图2)。
当免疫接种刚开始作为对抗该菌的一种方法时,许多公司都研发了灭活疫苗。随后,由于多种原因(如易于应用、动物福利、特别是免疫效力),减毒活疫苗进入了市场,并在短时间内取得了巨大成功。
由于活疫苗能及早且高效地防止沙门氏菌在家禽体内的定植,同时可减少沙门氏菌的携带和扩散;因此,与灭活疫苗相比,活疫苗能产生更好的保护力。灭活疫苗的效果不确凿,且仅能刺激抗体的产生。
由于在疫苗制备过程中相关抗原的结构可能被破坏,同时接种动物可能会快速破坏和消除疫苗,因此灭活疫苗可能会出现较差的免疫保护效果。
灭后疫苗只能递呈在发酵处理条件下诱导出的抗原。
另外,由于灭活疫苗在初免动物中的免疫原性低,同时其不能诱导细胞毒性T细胞,因此其保护效力有限。而且,灭活疫苗不能诱导分泌性IgA应答,而该种抗体在保护黏膜表面上起重要的作用。
另一方面,活疫苗能更有效地减少沙门氏菌在肠道中的定植,其能刺激优势性的1型辅助性T细胞(Th1)免疫反应,而非2型辅助性T细胞(Th2)免疫反应。据认为,Th1免疫反应对于清除肠道和组织中的沙门氏菌很重要。因此,通常应使用活疫苗来控制沙门氏菌,可单独免疫,或与灭活疫苗联合免疫。
2 活疫苗
来源于肠炎沙门氏菌 和鼠伤寒沙门氏菌的减毒活疫苗被广泛用作抗同源的肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌的疫苗。在田间条件下,它的免疫效力、易用性和极好的安全性均得到了证实。
罗曼动物保健公司已经研发出了两种非常有效的沙门氏菌活疫苗——AviPro Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T,这两种疫苗是使用代谢漂移突变(Metabolic Drift Mutation,MDM)减毒技术获得的。
MDM是一种自然发生的过程,所有微生物群在遗传学上均不相同,某些含有“致弱突变”,可使细菌的毒力降低。该疫苗株未作遗传修饰,其关键酶和代谢组件由于自然突变而导致负向突变。
自然突变位于细菌的染色体上。因此,这些突变是稳定的,且不能通过质粒载体进行转移。由于在每个菌株上有三个独立的遗传标记,因此其回复突变的几率被降低至1∶10。
该突变可引起世代时间的延长,导致毒力降低和消除,同时又保留了免疫原性作用。
另外,这些菌株带有抗性标记,可对疫苗株和野毒株感染进行诊断和区分。因此,这些菌株可被成功地用作疫苗株。现已证明,联合应用Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T两种疫苗进行免疫完全安全,同时每种疫苗的试验证明,当通过饮水免疫后,用肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌进行攻击,其保护力未受影响。在接种了两种疫苗的试验组中,试验动物携带和持续感染攻毒株的情况明显减少(图3、4)。
3 新的二价活疫苗
最近,一种新的、含有活的减毒肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌的二价疫苗——AviPro Salmonella Duo在欧洲获准上市。罗曼动物保健有限公司以其专业的技术和行业经验,已成为世界上第一个能够研发出同源沙门氏菌二价疫苗的公司,可用于预防现今已知最重要的沙门氏菌血清型——肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌(图5、6)。
AviPro Salmonella Duo含有已成功用于Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T中的两种疫苗株。该二价疫苗是通过一种创新的共-发酵工艺生产的,该工艺可在一个发酵罐中同时发酵生产两种沙门氏菌疫苗株。体外试验提供的证据表明,两种疫苗株相互间没有抑制效应。
共-发酵可被成功放大,以提供安全的、有效的、容易使用的产品。两种疫苗株经过该生产工艺的所有步骤后可达到相同的滴度。
由于两种疫苗株对家禽具有平等的免疫效应,这一事实可确保所有的免疫原特性安全维持。由于这种新的共发酵活疫苗中存在两种不同的疫苗株,因此需要采用与之匹配的诊断程序,以明确鉴定两种疫苗株处于并联状态,并将其与野毒株区分开。
鉴别基于两种疫苗株携带的抗性标记来进行区分。用AviPro Salmonella Duo进行主动免疫能有效减少鸡粪便中的肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株和它们在体内器官中的定植以及肠炎沙门氏菌污染蛋品的情况。在家鸭中,用AviPro Salmonella Duo进行主动免疫能有效减少鼠伤寒沙门氏菌野毒株在体内器官中定植的情况。用AviPro Salmonella Duo 进行主动免疫也能有效减少肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株在火鸡器官中定植的情况。 4 免疫计划
饲养过程中雏鸡的免疫计划包含三次免疫,以便提供持久的保护力——生命的第1天、第6~8周和第16~18周龄左右。尽早免疫家禽以获得最佳保护力具有重要意义。
肉用火鸡在出雏后的第1天免疫接种一次,然后在6周龄时进行第2次免疫。种用火鸡应在生命的第1天进行一次免疫,在6周龄时进行第2次免疫,接着在第16周进行第3次免疫,最后在23~24周龄时进行第4次免疫。最后一次免疫后,肉用火鸡的免疫力能应该持续10周,而种用火鸡至少应持续30周(SE)/28周(ST),因此能够覆盖了整个产蛋期。
家鸭在生命的第1天接种一次免疫接种,使其在整个育肥期(至少49 d)得到保护。1日龄SPF小鸡是最敏感的沙门氏菌攻击动物,利用其进行的大量研究证明了AviPro Salmonella Duo疫苗的安全性。在蛋品表面和内部均未观察到疫苗株的传播。
疫苗株的散播时间一般在21 d(肠炎沙门氏菌)和28 d(鼠伤寒沙门氏菌)内。
接种肠炎沙门氏菌疫苗后,疫苗株在器官内的持续时间不超过21 d,而鼠伤寒沙门氏菌在28 d内也未检出;这很重要,因为这使向非靶标动物传播的程度最低,同时环境中的负载量较低。
5 效力试验
在另一项试验中,疫苗的免疫效率在肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株口服攻毒后进行了评估。SPF鸡分别用AviPro Salmonella Duo、AviPro Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T三种疫苗免疫,第4组相同日龄的SPF鸡作为对照未进行免疫。试验鸡在产蛋期开始和结束时,用高剂量强毒型肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌野毒株进行感染。
感染后7 d,肝脏和盲肠样本进行微生物学分析,以对存在的攻毒株进行定量。在早期和后期用肠炎沙门氏菌或鼠伤寒沙门氏菌野毒株进行攻毒的情况下,AviPro Salmonella Duo疫苗可以显著减少肝脏和粪便中攻毒株的含量。同时,与采用AviPro Salmonella Vac E和AviPro Salmonella Vac T进行免疫的家禽相比,用AviPro Salmonella Duo免疫后家禽肝脏和盲肠中攻毒株持续感染量较少。因此,如用肠炎沙门氏菌或鼠伤寒沙门氏菌野毒株进行感染时,预先用AviPro Salmonella Duo疫苗进行免疫,可明显减少肝脏和盲肠(这两个器官是沙门氏菌主要的感染部位)中细菌的定植数。其他试验证明,疫苗株不会转移至蛋上或蛋中,且此类散播有限。
进一步的试验也显示,用AviPro Salmonella Duo疫苗进行免疫,能防止蛋品发生污染,即使在用肠炎沙门氏菌进行静脉攻毒的极端情况下,也能防止污染。
自20世纪90年代以来,欧洲多个国家、美国和其他国家已经就与鼠伤寒沙门氏菌相似但鞭毛抗原有差异的沙门氏菌分离株发布了很多报告。这些菌株具有相同的O抗原和H抗原,但未表达2相鞭毛(抗原模式)。
因此,这些菌株被称为“单相鼠伤寒沙门氏菌”,且已显示具有与鼠伤寒沙门氏菌相似的毒力和抗生素耐药性。
最近,在世界许多国家进行的研究确认,这种菌株已在食品生产用动物、伴侣动物和人类中快速出现并发生了传播。
在欧盟,单相鼠伤寒沙门氏菌已经被列入应在产蛋鸡中减少流行的一类沙门氏菌血清型。
这一点尤为重要,因为常发现这些菌株对多种禽用和人用抗生素产生了多重耐药性,而这些菌株往往能产生ESBL(超广谱β-内酰胺酶)。
鼠伤寒沙门氏菌Nal 2/Rif 9/Rtt株是AviPro Salmonella Vac T和AviPro Salmonella Duo两种疫苗中的鼠伤寒沙门氏菌疫苗株,其对幼龄肉鸡的免疫效果通过用单相鼠伤寒沙门氏菌野毒株对青年鸡的攻毒试验进行了测定。所得结果证明,与非免对照组的鸡相比,免疫鸡中的单相鼠伤寒沙门氏菌携带情况明显减少。进一步研究表明,免疫鸡盲肠和脾脏中的细菌数显著减少。
某些欧洲国家的研究表明,人类感染通常与猪肉和猪肉制品被单相鼠伤寒沙门氏菌污染有关;可以推测,在过去的数年中,疫苗在欧洲的广泛使用已防止了单相鼠伤寒沙门氏菌在家禽中的较高流行率。
6 结论
总之,第三代沙门氏菌疫苗已上市供应,且AviPro Salmonella Duo还是首个二价活疫苗,能对同源菌感染提供保护,可对抗鸡蛋和鸡肉中的沙门氏菌主要血清型:肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌,同时也可以预防新出现的单相鼠伤寒沙门氏菌。
该疫苗已进行了注册,主要用于预防鸡、火鸡和鸭的沙门氏菌感染。□□
原题名:Controlling salmonella in poultry flocks by vaccination(英文)
原作者: Daniel Windhorst 博士(罗曼动物保健有限公司食源性人兽共患病实验室,全球技术服务部)