科学家正在赶制“非洲猪瘟”疫苗

非洲猪瘟是一种致命的猪病，已存在数十年。据信起源于撒哈拉以南非洲，它曾多次在非洲以外的其他大陆爆发。在俄罗斯，巴西和欧洲各地都曾经爆发过疫情，这些地方仍然是野猪种群的重要据点。但是，当它去年蔓延至中国之后，就演变成“有史以来最大的动物疾病爆发”，在世界上最大的猪群中像野火一样蔓延。

这种疾病不仅威胁着世界上最大的猪肉产业，而且还威胁到全球血液稀释剂肝素的供应，其中大部分是由中国猪生产的。

据报道，中国迄今为止已经扑杀了120多万头猪以防止新的感染。但这种疾病正在蔓延，最近几个月已经波及越南和柬埔寨。有人估计，到目前为止，中国家猪的10％到40％可能已经感染了这种病毒，但官方统计数据尚未公布。

为了让疫苗早日面世，中国已投入大约1500万美元用于疫苗研究，促使研究人员迅速找到一种疫苗。科学家正在采取多种途径，但这个任务颇具有挑战性，部分原因出自于病毒本身。

疫苗的早期失败

非洲猪瘟病毒（ASFV）的复杂性是其难以解决的一个原因。它的双链DNA基因组包含19万个碱基对，编码近170种蛋白质。这个能力使许多其他病毒相形见绌，例如埃博拉的一些菌株只能编码7种蛋白质。

ASFV能够感染巨噬细胞，并在其中进行复制，同时也会导致受感染的B和T型淋巴细胞死亡。它有效地摧毁免疫系统，使得猪的免疫系统无法发起有效的反击。最终，ASFV通过引起严重的出血热和淋巴细胞的大量破坏来杀死猪。

不管是1967年的早期研究还是最近的研究，他们都表明，开发疫苗的经典策略对ASFV无效：杀死或灭活病毒并将其注入健康动物以促使其免疫系统产生抗体，这些尝试都失败了，因为产生的保护性抗体不足以抵御ASFV感染。

科学家们已经了解到，产生针对ASFV免疫力的最有效方法之一是将动物暴露于毒力较小的病毒株中。这种毒株的产生，可以通过在实验室中培养获得：在实验室中培养病毒，直至其失去毒力。这种策略已经成功地控制了导致猪类相似症状的不同病毒的传播，如典型的猪瘟。另外一个产生低毒力毒株的方法是，从动物中分离减毒病毒。例如，在整个欧洲的野猪群体中，许多ASFV毒株随会着时间的推移自然丧失了杀死的效力。

一些研究小组已经证明，2017年从拉脱维亚的野猪中分离出的较弱的ASFV毒株可以保护家猪免受非洲猪瘟病毒的感染。研究人员同时发现，这些菌株也可以保护野猪，而通过对野猪的保护可以有助于防止家猪的感染。

它是很好的保护，但不是很安全。

然而，减毒活疫苗的主要关注点是安全性。研究人员早在20世纪60年代就意识到这一点。当时他们试图给葡萄牙和西班牙的大量家猪接种天然减毒的ASFV。虽然这些家猪最后避免了死亡，但其中许多都患有衰弱性、慢性病。科学家目前正在进一步评估减毒病毒的安全性。

转基因病毒

随着研究人员积累了更多关于ASFV生物学及其基因组的知识，他们采用了更有针对性的方法来减弱ASFV：通过删除使其具有毒性的DNA片段从来对基因进行修饰，然后用它接种给动物。这是一个试图解除病毒武装的策略，以便让宿主有机会对病毒的复制做出响应，并诱导出适应性免疫反应，从而形成“免疫记忆”。

2016年，科学家删除了几个被认为抑制宿主I型干扰素反应的ASFV基因，这些干扰素会限制病毒在细胞中复制，并刺激免疫系统产生其他组分的因子。接受了该菌株的5只家猪没有引起任何症状（这证明病毒已经失去其毒力），并且遭受致死剂量的原始病毒攻击后仍然存活。科学家正在努力开发基于这种方法的减毒活疫苗。

位于纽约Plum Island动物疾病中心是美国农业部农业研究局外国动物疾病研究中心的一部分，他们的研究人员在三种基因缺失的减毒候选疫苗中取得了类似的成功。接种过一种候选疫苗后三周，家猪基本上“全部受到保护”，免受致命剂量的病毒感染。这些疫苗中的毒株被删除了其中一种或两个以上基因，一些被删除的基因参与ASFV对宿主免疫基因的调节，但目前尚不清楚否是因为这些基因的缺失导致毒株致命能力的衰减。

中国哈尔滨兽医研究所的科学家也正在寻找一种基因缺失的减毒疫苗。这种基因修饰的策略是目前最先进的候选疫苗。但可能需要几年才能部署这些产品。首先，他们必须经过一系列测试以确保其有效和安全，并且必须在相关监管机构进行登记。

这些方法比自然减毒的病毒有优势，因为它们允许研究人员对基因调整，制造一种仍然能够复制的无害病毒，这对于触发免疫非常重要。在实验室培养的样品中，删除部分基因组也使病毒更难恢复致命的毒性。

然而，减毒疫苗（无论是基因改造还是天然存在）的一个主要困难：如何大量地培养他们？这对于大量制备疫苗至关重要。巨噬细胞在培养中不能持续很好，所以研究人员需要从动物体内提取淋巴细胞来制造病毒。为了解决这个问题，他们正在努力寻找一种可以增殖病毒的稳定细胞系。

人们对这种减毒活病毒的一个主要担忧是，他们能够自我复制，接种疫苗的动物可以排出病毒并感染其他动物。在某些情况下，这可以帮助免疫其他猪，研究人员在野猪的研究中证明了这点。然而，其他人担心其副作用的风险。

目前，科学家对接种疫苗数周或数月内慢性症状的发展还缺乏认识。此外，科学家还希望看到更多的实验，研究减毒病毒是否能够在接种疫苗的动物中复制数代后，变回致命形式。然而，一些研究者认为这不太可能，因为这种病毒在遗传上非常稳定，他们通过精确的DNA聚合酶进行复制。

蛋白质鸡尾酒

另一方面，有的科学家“亚疫苗”可能是未来疫苗的最佳选择。“亚疫苗”接种的不是病毒，而是抗原或与病毒受体结合的蛋白质。这些蛋白质不需要细胞系进行产生，它们可能比减毒疫苗更容易大规模生产。

今年早些时候，堪萨斯州立大学的病毒学家开发了两种不同的病毒抗原混合物，通过将它们包裹在灭活的人类腺病毒中，将它们传递给猪。通过这种方式，病毒会感染任何抗原提呈细胞（antigen-presenting cells），然后蛋白质合成机器会开始运转，在从感染细胞中重新合成蛋白质。这些蛋白质会呈递在血细胞表面上，并且通过免疫系统触发T细胞应答以及抗体应答。这种方法有效地模仿了减毒病毒诱导免疫的方式，是更加安全的方式。可是，在研究中，两种抗原混合物都没有取得多大成功：当用强毒形式的ASFV进行攻击时，许多接种疫苗的动物无论如何都会死于这种疾病。

另一个小组的一项研究使用类似的方法，在DNA质粒中编码抗原，并使用牛痘病毒载体将它们引入到猪身上。结果表明，这种方法虽然这可以减少病毒基因组的表达，但它并没有阻止毒性病毒的复制，以及其引发的疾病。研究人员尚未找到并靶向正确的病毒蛋白（或正确的组合）来诱导保护性免疫反应。

一组科学家正致力于寻找能抵抗ASFV的抗病毒蛋白。他们的目标包括天然和合成的化合物，或现有药物，这将有助于揭示真正需要靶向的病毒蛋白质。此外，这些化合物可作为补充剂加入动物饲料中，以帮助提高对ASFV的免疫力。

没法忽视的生物安全

对于美国和欧洲而言，开发疫苗并不像中国大陆那样重要，因为中国大陆科学家正在快速将其推向市场。一些研究人员担心，中国在部署疫苗前，不会对安全问题给以充分解决，因为当地政府承受着很大的压力，他们可能会开始使用疫苗后才进行足够的测试以确保其安全。

中国的猪大部分分散在小型农场中，每个猪场不到一百头。这些猪场的生物安全性通常非常有限，很少或根本没有控制机制来确保病毒不通过卡车、进入农场的人的衣服或动物饲料传播。最近的研究证实，ASFV病毒能够存活很长一段时间。ASFV能够忍耐极端pH值和极端温度的病毒之一，因此它可以存活一段时间并在各种环境条件下保持其传染性。

因此，疫苗可能只是解决中国ASFV流行的部分解决方案。实现所需的、能够有效隔绝病毒传播的疫苗接种覆盖范围可能并不现实的。疫苗工作必须伴随着农场周围生物安全的增加才能有效。