韩国貉 (Nyctereutes procynoide koreensis) 接种了含有 ERAGS-GFP 毒株的新型狂犬病诱饵疫苗的保护性抗体反应

This entry is part 129 of 129 in the series 狂犬病疫苗

Clin Exp Vaccine Res. 2025 Apr;14(2):149-156. English.
Published online Mar 24, 2025.
https://doi.org/10.7774/cevr.2025.14.e13
© Korean Vaccine Society, Korean Society for Zoonoses.
Original Article
Protective antibody response in Korean raccoon dogs (Nyctereutes procynoide koreensis) administered a new rabies bait vaccine containing the ERAGS-GFP strain

摘要

目的

狂犬病是一种致命的人畜共患疾病,影响许多哺乳动物,包括人类。口服狂犬病诱饵疫苗无需直接接种即可诱导免疫反应,对于控制野生动物的狂犬病至关重要。本研究评估了一种含有表达绿色荧光蛋白 (ERAGS-GFP) 的重组狂犬病病毒的新型狂犬病诱饵疫苗在野生浣熊犬中的安全性和免疫原性。

材料和方法

为了确认 ERAGS-GFP 疫苗的安全性,在 1 日龄的乳鼠中评估了毒力恢复情况。在貉子中评估了诱饵疫苗的摄取、最小有效剂量和免疫原性,以及疫苗后免疫力的持久性。使用荧光抗体病毒中和法测量血清狂犬病病毒中和抗体 (VNA) 滴度。

结果

在测试期间口服 ERAGS-GFP 疫苗的小鼠、豚鼠、狗或貉子未观察到不良反应。ERAGS-GFP 毒株的糖蛋白基因在 1 日龄小鼠中经过 5 次反向传代后保持不变。貉子对诱饵疫苗的接受率为 75.8%。最小有效剂量至少为 105.0 TCID50/mL。43 只接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的貉子在给药后 4.23 天的平均 VNA 滴度为 28 IU/mL。保护性抗体水平维持 4 个月。

结论

ERAGS-GFP 诱饵疫苗在貉子中显示出高摄取率和强免疫原性,保护性抗体水平维持至少 4 个月。这些结果表明,该疫苗具有有效控制野生动物狂犬病的潜力,从而降低传播给人类和家畜的风险。

关键字
狂犬病诱饵ERAGS-GFP免疫学

介绍

狂犬病是世界上最重要的人畜共患疾病之一,每年都威胁着很多人 [1]。大多数人类狂犬病病例是由患有狂犬病的动物咬伤引起的,因此可以通过动物疫苗接种 100% 预防。将狂犬病传播给人类的动物主要是狗,但包括浣熊、貉、獾、狐狸、猫鼬和蝙蝠在内的许多其他动物都与人类传播有关[2]。野生动物的疫苗接种是通过分发口服诱饵疫苗来实现的,这些疫苗旨在在不直接接种的情况下诱导免疫反应。

第一代商业口服狂犬病疫苗 (ORV) 毒株基于 SAG-2 毒株的高度减毒突变体,该突变体是使用抗狂犬病糖蛋白单克隆抗体从 SADBern 毒株中选择的 [3]。口服 SAG-2 毒株的狗和狐狸显示出对野生狂犬病病毒的有效免疫力 [3, 4, 5]。待开发的第二代 ORV 是重组载体疫苗,其中狂犬病病毒 (RABV) 的糖蛋白基因入牛痘病毒或人腺病毒 5 型载体中。自 1987 年以来,重组牛痘载体 RABORAL V-RG 诱饵疫苗(Boehringer Ingelheim, Ridgefield, CT, USA)已在全球范围内分发,并防止了浣熊狂犬病的扩大 [6]。重组腺病毒载体的安大略省狂犬病诱饵疫苗 (ONRAB;据报道,加拿大安大略省的Artemis Technologies Inc.公司也有效预防了野生动物(包括浣熊和狐狸)的狂犬病[7,8]。第三代 ORV 是基于高度减毒的狂犬病活病毒株开发的,该病毒株还包含一种或多种靶向基因组修饰,以防止恢复为毒力。基因工程狂犬病疫苗株 SPBN GASGAS (Rabitec;CEVA Sante Animale, Libourne, France)对狐狸和貉的治疗符合世界动物卫生组织 (WOAH) 制定的疗效要求 [9]。®®®

在大韩民国 (ROK),犬介导的狂犬病是 1993 年之前人类狂犬病的主要原因;然而,通过对狗进行大规模狂犬病疫苗接种,狗介导的人类狂犬病已经消失。自 1993 年以来,从韩国非军事区向南迁移的貉 (Nyctereutes procynoide koreensis) 负责将狂犬病传播给韩国的人类和动物 [10]。从 1993 年到 2023 年,韩国报告了 7 例人类狂犬病和 486 例动物狂犬病病例,其中大部分与野生貉子有关 [11]。为了阻断貉子介导的狂犬病,自 2000 年以来,韩国兽医当局一直在向狂犬病风险地区分发第二代 ORV,该病毒载体含有表达狂犬病病毒糖蛋白基因 (V-RG) 的减毒(“改良活体”)重组痘苗病毒载体。这种分发狂犬病诱饵疫苗的政策使韩国几乎消除了动物狂犬病 [11]。然而,韩国貉可能已经学会了如何在不摄入蜡包埋的 V-RG 抗原的情况下食用诱饵配方。在分发诱饵疫苗的地区捕获的貉子中,只有 13.7% 具有狂犬病抗体 [12]。此外,有报道称,两名暴露于 V-RG 抗原的女性患上了慢性皮肤病 [13]。因此,需要一种更安全且可以提高貉子中狂犬病中和抗体水平的新型狂犬病诱饵疫苗。

基于重组技术,我们之前报道了表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病病毒 (ERAGS-GFP) 毒株的产生,这是一种表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病病毒,其中表达绿色荧光蛋白基因,位于狂犬病糖蛋白第 194 位和第 333 位的氨基酸被替换 [14]。在这项研究中,研究了 ERAGS-GFP 毒株在小鼠、豚鼠、狗和貉子中的安全性。ERAGS-GFP 毒株在哺乳小鼠中回传 5 次,以评估毒力恢复。此外,还评估了 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的摄取和免疫原性以及保护性免疫的持续时间。

材料和方法

病毒和细胞

 

RABV 的 ERAGS-GFP 毒株于 2021 年使用反向遗传系统生成,用于狂犬病诱饵疫苗 [14]。保存在韩国兽医培养物保藏中心(登录号:KVCC-VR1900060)中的 ERAGS-GFP 毒株在 Vero 细胞(ATCC,马纳萨斯,弗吉尼亚州,美国)中繁殖。CVS-11 毒株在 BHK-21 细胞 (ATCC) 中繁殖,用于狂犬病病毒中和抗体 (VNA) 检测。Vero 和 BHK-21 细胞定期维持在补充有 5% 胎牛血清和抗生素和抗真菌溶液的 Dulbecco 改良 Eagle 培养基中。

安全性和恢复毒力

 

所有涉及小鼠和貉子的动物实验均经 ChoongAng Vaccine Laboratories Co., Ltd 机构动物护理和使用委员会(批准号 200511-09)批准进行。为了评价 ERAGS-GFP 毒株的安全性,制备了 4 周龄小鼠 (n=10)、2 个月大的豚鼠 (n=10)、3 个月大的狗 (n=10) 和 4 个月大的貉子 (n=10)。用于安全评估的狗和貉没有接种狂犬病疫苗。这四种动物肌肉注射相当于 10 剂 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的病毒,并观察 21 天。为了评估 ERAGS-GFP 毒株毒力的恢复,将 0.03 mL 病毒颅内接种到 1 日龄和 4 周龄小鼠体内,观察 5 天后收集脑组织。在相同条件下使用 10% 小鼠脑悬液作为接种物进行 5 次反向传代。通过将哺乳小鼠每次传代后 ERAGS-GFP 的糖蛋白基因表达 (1 至 5P) 与 Evelyn-Rokitnicki-Abelseth (ERA) 毒株的表达进行比较,评估回传 ERAGS-GFP 毒株的致病性恢复。

最小有效剂量的测定

 

为了确定配制诱饵疫苗所需的 ERAGS-GFP 毒株的最低有效剂量,三种含有 105.0到 107.050% 组织培养感染剂量 (TCID50)/mL 制备。11 只貉子被分为四组。3 组 3 只貉子每剂接种饵料疫苗,2 只作为对照。在给药前和给药后 4 周收集测试中使用的所有浣熊犬的血液,并进行狂犬病 VNA 测试。

狂犬病诱饵疫苗的制造

 

在 Vero 细胞中产生 ERAGS-GFP 毒株,并以 10 7.5TCID 50/mL 或更高的病毒滴度制备。将 ERAGS-GFP 毒株、稳定剂和添加剂溶液以 25:25:50 的比例混合,并分配到聚乙烯薄膜管中。诱饵配方包括饲料、淀粉、明胶和香料。将填充好的抗原袋插入模制诱饵配方中以制造 ERAGS-GFP 诱饵疫苗,并将诱饵疫苗储存在 -20°C 下(图 1)。

 

 

图 1
ERAGS-GFP 诱饵疫苗的配方:大约 20 克 ERAGS-GFP 诱饵疫苗密封在聚乙烯薄膜袋中,并放置在矩形块内(27 毫米× 27 毫米× 12 毫米)。
ERAGS-GFP,表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病病毒。

疫苗接种

 

在三个野生动物救援中心对狂犬病诱饵疫苗的接种情况进行了评估。总共将 57 只貉子分为 2 组。试验前禁食 1 天后,ERAGS-GFP 诱饵疫苗以单次疫苗剂量的 5 倍供应。一组 43 只动物接种新配制的 ERAGS-GFP 诱饵疫苗,另一组 14 只动物接种市售 V-RG 诱饵疫苗,1 天后评估摄取 (%)。

免疫原性和可持续性

 

三个野生动物救援中心还对 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的免疫原性进行了评估。共有 68 只貉子被分为三组。第一组 43 只动物接受 ERAGS-GFP 诱饵疫苗,第二组 14 只动物接受 V-RG 诱饵疫苗,其余 11 只动物为对照组。给药前和 4 周后采集血样用于狂犬病 VNA 检测。在 13 只浣熊中评估了 ERAGS-GFP 诱饵疫苗给药后的免疫持续时间,这些浣熊犬因在野生动物救援中心发现的貉必须送回野外而发生免疫原性:10 只动物接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗,2 只动物接种 V-RG 诱饵疫苗,其余动物为对照。观察貉的临床症状 4 个月,每 4 周采集一次血液以测量狂犬病 VNA 滴度。

VNA 滴度测定

 

使用荧光抗体病毒中和试验测定 VNA 滴度,以 0.5 IU/mL 的阳性参考血清作为对照 [15]。将血清样品和对照在孔中连续稀释,然后加入 CVS-11 毒株和 BHK-21 细胞的 RABV。在 37°C 下孵育 72 小时后,将微孔板固定在冷丙酮中,用磷酸盐缓冲溶液 (pH 7.0) 洗涤,并与抗 RABV 的单克隆抗体(Median Diagnostics,Chuncheon,Korea)反应。然后用荧光 – 异硫氰酸酯偶联的山羊抗小鼠 IgG + IgM (KPL Laboratories, Gaithersburg, MD, USA) 染色,风干,并在荧光显微镜下检查。通过将测试结果与阳性标准品进行比较来确定 VNA 滴度。

统计分析

 

所有值均表示为平均值±标准差。所有统计测试均使用适用于 Windows 的 GraphPad Prism 软件 5.0 版(GraphPad Software Inc.,美国加利福尼亚州圣地亚哥;www.graphpad.com)。采用单尾配对 t 检验评估 2 组均值之间差异的统计学意义。统计学显着性定义为 p<0.05。

结果

ERAGS-GFP 毒株的安全性

 

为了确定 ERAGS-GFP 毒株的安全性,小鼠、豚鼠、狗和貉子肌肉注射病毒滴度为 108.0TCID50/mL,相当于 10 剂 ERAGS-GFP 诱饵疫苗,并观察 21 天。接种 ERAGS-GFP 毒株的 4 种动物未表现出任何狂犬病临床症状,包括神经系统变化、流涎、异常行为、腹泻或厌食(表 1)。

表 1 ERAGS-GFP 疫苗在小鼠、豚鼠、狗和貉子中的安全性

 

动物种类

动物数量接种途径 / 剂量

给药后21天内观察到的临床体征

神经性流涎行为异常腹泻厌食
小鼠10肌肉注射 / 10 个剂量单位0/100/100/100/100/10
豚鼠10未提及接种途径 / 剂量0/100/100/100/100/10
10未提及接种途径 / 剂量0/100/100/100/100/10
10未提及接种途径 / 剂量0/100/100/100/100/10
小鼠5未处理0/50/50/50/50/5
豚鼠5未提及接种途径 / 剂量0/50/50/50/50/5
5未提及接种途径 / 剂量0/50/50/50/50/5
5未提及接种途径 / 剂量0/50/50/50/50/5

ERAGS-GFP,表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病毒;IM,肌内注射;TCID50,50%组织培养感染剂量。

在脑内接种 1 日龄乳鼠后,评估 ERAGS-GFP 毒株向致病表型的逆转。小鼠接种后存活 5 天。收集存活小鼠的脑组织,并将脑组织重新接种到新的 1 日龄乳鼠的大脑中,该乳鼠也存活了 5 天。使用逆转录-聚合酶链反应 (PCR) 在乳鼠大脑中检测到 ERAGS-GFP 毒株,病毒滴度从 104.1到 105.5TCID50/mL 后(表 2)。对哺乳小鼠中反向传代的 ERA、ERAGS-GFP 和 ERAGS-GFP-P5 毒株的糖蛋白基因的比较显示,在 ERAGS-GFP-P5 中,第 194 位和第 333 位与致病性相关的氨基酸没有发生突变(图 2)。

表 2. ERAGS-GFP 毒株在小鼠体内毒力的回复情况

 

组别小鼠数量接种途径 / 剂量(TCID50/mL)

 

临床症状ERAGS-GFP 检测结果病毒滴度(TCID50/mL)
乳鼠4 周龄小鼠乳鼠4 周龄小鼠乳鼠4 周龄小鼠
ERAGS-GFP1010脑内注射 / 10⁶.⁰−a)+b)+104.1104.3
P11010脑内注射 / 0.03 毫升++104.3104.3
P21010未提及++104.3104.5
P31010未提及++104.9104.7
P41010未提及++105.3105.5
P51010脑内注射 / 0.03 毫升

−c)

+

+

105.5

105.5

未提及1010(d) 观察 21 天)未提及

−c)

+

+

105.5

105.5

 

ERAGS-GFP:表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病毒;TCID₅₀:50% 组织培养感染剂量;P1:回传一代;IC:脑内注射。

  1. a) 无任何临床症状存活,b) 对 ERAGS-GFP 呈阳性反应,c) 阴性,d) 观察 21 天 。

图2.经过5次小鼠传代的ERAGS-GFP株狂犬病毒G基因核苷酸序列鉴定。与狂犬病毒致病性相关的G基因中,对应于2个氨基酸的核苷酸序列(TCC,637-639,GAA,1054-1056)即使经过5次传代后仍保持不变。G,糖蛋白;ERAGS-GFP,表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病毒。

G,糖蛋白;ERAGS-GFP,表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病毒。

最小有效剂量的测定

由于对动物接种了三种用不同 RABV 毒株配制的诱饵疫苗,食用了病毒滴度为 10 的 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的貉5.0TCID50/mL 的平均 VNA 滴度为 6.1 IU/mL,超过了保护性抗体滴度 0.5 IU/mL(图 3)。因此,确定 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的最小有效剂量大于 105.0TCID50/mL/1 剂。

 

 

  • 图3.在聚乙烯薄膜袋中测定ERAGSGFP菌株的最小有效剂量。ERAGS-GFP,表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病毒;VNA,病毒中和抗体;TCID50,50%组织培养感染剂量。*p<0.05。

吸收

根据国家狂犬病控制指南,在考虑了韩国貉的平均密度后,确定了狂犬病诱饵疫苗的适当分布密度为 12 个诱饵/公里2.由于在野生动物救援中心对貉类狂犬狂犬病诱饵疫苗的摄取和免疫原性进行了评估,因此向貉类动物提供了相当于动物数量 5 倍的诱饵疫苗。分别为 43 只和 14 只貉提供了两种类型的狂犬病诱饵疫苗,ERAGS-GFP 和 V-RG 诱饵疫苗,接种率分别为 75.8% (163/215) 和 61.4% (43/70) (图 4)。

 

ERAGS-GFP,表达绿色荧光蛋白的重组狂犬病毒;V-RG,狂犬病毒糖蛋白基因。

免疫原性和可持续性

 

接种后 28 天评估诱饵疫苗的免疫原性。43 只接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的貉子平均 RABV VNA 滴度为 4.23 IU/mL,而 14 只接种 V-RG 诱饵疫苗的貉子滴度为 1.96 IU/mL,11 只对照浣熊的滴度为阴性(0.07 IU/mL;图 5A)。在实验期间,接种疫苗或未接种疫苗的貉子均未表现出狂犬病的临床症状。在上述 43 只接受 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的浣熊犬中,有 10 只和2 只接受了 V-RG 诱饵疫苗:接种疫苗 4 个月后,平均 VNA 滴度分别为 5.8 和 5.5 IU/mL(图 5B)。

图 5 对貉子接种两种狂犬病诱饵疫苗后的免疫原性 (A) 和免疫持续时间 (B)。
*p<0.02,p<0.05。**

讨论

口服狂犬病疫苗接种计划在阻止或减少狂犬病在野生动物中的传播方面非常有效 [16]。ORV 中使用的 RABV 毒株必须证明在目标和非目标动物中是安全的。所有温血动物都容易受到 RABV 的影响,人类或飞机可以直接或间接将 ORV 递送给目标动物,例如狐狸或貉子。当作为预防措施的 ORV 分发到狂犬病风险地区时,只有狐狸或貉子不会食用 ORV。因此,狂犬病诱饵疫苗的安全性对于目标动物和非目标动物都至关重要。SAG-2 诱饵疫苗的安全性在目标动物(如狐狸和貉)和非目标动物(如野生食肉动物和啮齿动物物种)中得到证实 [17, 18]。为了证明 AdRG1.3 ONRAB 毒株的安全性,在加拿大,对三种类型的狂犬病媒介动物(如红狐、浣熊和条纹臭鼬)和实验动物直接口服高剂量的 ONRAB 毒株,未观察到临床症状 [19]。最近的口服狂犬病诱饵疫苗 SPBN GASGAS 毒株的安全性也通过口服给药后粪便排泄 8 种不同的靶标和非靶标物种来证明:接种疫苗 7 天后,在 6.5% (50/758) 的粪便样本中检测到病毒 RNA,但在 PCR 阳性粪便样本中未发现感染性病毒 [20]。在我们的研究中,ERAGS-GFP 毒株的安全性通过肌肉注射小鼠、豚鼠、狗和貉狗 10 剂 (108.0TCID50/mL) 的 ERAGS-GFP 毒株。此外,ERAGS-GFP 毒株在 1 日龄的乳鼠中传代 5 次后也没有表现出致病性,这表明 ERAGS-GFP 毒株的非致病性可能是由于与致病性相关的糖蛋白的氨基酸 333 处精氨酸被谷氨酸取代 [21, 22]。ERAGS-GFP 毒株的糖蛋白基因在小鼠中反向传代 5 次未发生突变,表明 ERAGS-GFP 毒株不太可能在田间环境中恢复致病性。因此,ERAGS-GFP 毒株的安全性已被确立为用作新型口服狂犬病诱饵疫苗株的基础。

ORV 由吸引目标动物的诱饵和含有狂犬病疫苗株的聚乙烯包装组成。ORV 的这些成分可能会影响狂犬病诱饵疫苗的疗效。因此,应在目标动物中评估乙烯基包装中的最小有效剂量和诱饵疫苗的摄取百分比。目前使用 SAG-2、V-RG、AdRG1.3 或 SPBN GASGAS 毒株的 ORV 包含超过 10 8.0TCID50每袋 [10, 13, 17, 23]。在这项研究中,貉接种了含有 105.0TCID50/mL 开发的平均 VNA 滴度为 6.1 IU/mL,表明该疫苗可以保护目标动物。尽管如此,考虑到生产过程中的损失和诱饵疫苗的长期稳定性,生产 ERAGS-GFP 诱饵疫苗所需的最小有效剂量被确定为 107.0TCID50/mL 或更高。

影响 ORV 疗效的另一个因素是诱饵疫苗的采用。诱饵必须具有足够的吸引力,以便目标动物食用,因为狂犬病免疫力的传递取决于貉子是否刺穿诱饵疫苗内的聚乙烯包装[24]。由于每种食肉动物的食物偏好不同,因此开发新的 ORV 需要评估目标动物的疫苗接种情况 [25]。商业 ORV 的采用因应用的动物、地区和调查期而异。据报道,浣熊对 V-RG 和 SAG-2 诱饵疫苗的摄取率分别为 79.3% 和 59%-100% [10, 26]。我们的结果表明,貉对 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的接受率为 75.8% (163/215),与 SAG-2 诱饵疫苗相似。

由于传播狂犬病的媒介动物物种因地区而异,因此应在感兴趣的目标动物中评估 ORV 的免疫原性。接种 SAG-2 诱饵疫苗的貉子在接种疫苗 60 天后产生的 VNA 滴度为 6.59-19.9 IU/mL [7]。在分发 V-RG 和 ONRAB 诱饵疫苗的地区,分别有 38% 和 51% 的常驻浣熊显示出 RABV 阳性抗体 [27]。我们的结果表明,接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的貉子在给药 4 周后的平均 VNA 滴度为 4.23 IU/mL。然而,接种 V-RG 疫苗的貉子的 VNA 滴度低于接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的浣熊,为 1.96 IU/mL。这可能是由于貉子之间摄取率的差异,尽管如此,貉子施用 2 种类型的 ORV 超过了 0.5 IU/mL 的保护性 VNA 滴度。这表明已经接种了 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的貉子受到保护,免受有毒 RABV 的攻击。世界卫生组织和 WOAH 的目标是到 2030 年消除狗介导的人类狂犬病。然而,我们没有评估 ERAGS-GFP 诱饵疫苗在狗中的免疫原性。因此,需要对接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的狗进行进一步研究。

总之,ERAGS-GFP 诱饵疫苗株在乳鼠、豚鼠、狗和貉子中是安全的。貉接种 ERAGS-GFP 诱饵疫苗的摄取率高达 75.8%,狂犬病 VNA 滴度高,免疫力维持 4 个月。因此,ERAGS-GFP 诱饵疫苗有望有助于消除貉子的动物狂犬病。

笔记

资金:这项研究得到了大韩民国农业、食品和农村事务部 (MAFRA) 动植物检疫局的赠款 (N-1549085-2017-36-01) 的财政支持。这项研究得到了大韩民国 ChoongAng Vaccine Laboratories Co., Ltd. (CAVAC) 的赠款 (RD-C-21-01) 的财政支持。

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