植物油佐剂ZE515促进猪对口蹄疫疫苗免疫应答及其机理研究

ISA206 is originated from petrol oil and widely used as an adjuvant formulated in swine foot-and month disease vaccine in China. The oil contains potent carcinogenic aromatic hydrocarbon and constitutes a potential to threaten food consumers. Our previous investigation showed that a vegetable oil containing ginsenosides ZE515 had a similar adjuvant effect on FMD vaccine as ISA206 in a mouse model. Therefore, we hypothesized that ZE515 could be used as adjuvant in swine FMD vaccine. This project was designed to compare ZE515 and ISA206 for their effects on FMD vaccine in target animals of pigs and evaluate the possibility of replacing ISA206 with ZE515 so as to significantly reduce the amount of aromatic hydrocarbon in vaccines and improve the food safety. The results will reveal the steps where ZE515 takes adjuvant action in immune response elicited by FMD vaccine and provide a direct evidence for the use of ZE515 in FMD vaccine, having theoretical significance and practical value.

我国猪口蹄疫（FMD）疫苗广泛采用以石油为原料的ISA206佐剂，该佐剂含强致癌的芳香烃，对消费者健康构成潜在威胁。前期研究表明，一种含人参皂甙（GS）的低芳香烃植物油（ZE515）在小鼠模型对FMD疫苗具有和ISA206类似的佐剂效果。因此，我们假设ZE515和ISA206同样可作为猪用FMD疫苗的佐剂。本项目通过比较ZE515和ISA 206在靶动物猪对FMD疫苗的佐剂作用，探讨用更安全的ZE515取代ISA206的可能性，以大幅度降低疫苗芳香烃含量，提高动物食品的安全性。通过本项目研究，将阐明植物油佐剂ZE515在疫苗免疫应答中的作用环节，并为FMD疫苗制造中采用植物油佐剂提供直接证据，研究结果具有重要理论意义和实际应用价值。

针对我国常用兽用疫苗油佐剂多为进口的矿物油，对人体有害的多环芳烃含量高、免疫增强效果差、形成的疫苗乳剂不稳定以及不容易被机体吸收等问题，本项目用廉价的人参茎叶皂苷等国产原料研制成安全、有效的E515系列动物疫苗佐剂。E515系列佐剂的多环芳烃含量低，如E515-D仅为102 μg/Kg, 而矿物佐剂MC52高达5262 μg/Kg; E515系列佐剂（闪点为230 ℃）比常用矿物油（闪点为150 ℃）贮藏更加安全，不易着火。E515-B：植物油佐剂，和水相混合形成稳定的疫苗乳剂（O/W）。小鼠、猪、羊试验表明，E515-B可促进Th1/Th2免疫反应，促进IFN-γ、IL-12、IL-4、IL-5的产生。湖羊试验表明，注射了E515-B-FMDV疫苗的动物均产生了合格的中和抗体（n = 10），而注射了进口佐剂ISA206-FMDV疫苗动物的中和抗体均低于合格水平（n = 9）。E515-C：植物油佐剂，可在中度剪切力（3000 rpm）下和水相混合形成稳定的疫苗乳剂（W/O/W）。小鼠试验表明，E515-C促进动物产生抗PCV2的抗体水平显著高于ISA206和ISA28VG。E515-D：植物油佐剂，和水相混合形成稳定的疫苗乳剂（W/O）。肉鸡试验表明，E515-D对NDV疫苗的佐剂作用显著大于MC52，抗体持续时间长，E515-D的NDV疫苗乳剂注射肉鸡后，第5周疫苗完全吸收；MC52的NDV疫苗乳剂注射肉鸡后，第6周才能吸收；而商品NDV疫苗乳剂注射乳剂后，第6周仍可在注射部位见到未吸收的疫苗。E515-A：矿物油佐剂，在低剪切力下（50～200 rpm）和水相形成稳定的疫苗乳剂（O/W）；ISA206-FMDV疫苗乳剂在室温下存放1周可见油水分离现象，而E515-A-FMDV疫苗乳剂在室温下存放1个月未见分层。给家兔两次免疫FMDV疫苗乳剂，一免后E515-A组的IgM水平显著高于ISA206组。由于人参皂苷是TLR4受体激动剂，可激活APC细胞；E515佐剂和抗原水相乳化形成纳米颗粒后，促进了TCR识别APC细胞表面抗原肽的功能，加强了免疫反应过程中第一信号的产生，从而发挥强大的疫苗佐剂功能。因此，E515系列佐剂安全、有效、质量可控、成本低廉，完全可以取代现有进口佐剂。本研究还发现ISA206在本动物对口蹄疫疫苗的佐剂作用不好，不适宜用作兽用疫苗佐剂。