《Vaccine》：Needle-free intradermal delivery of a recombinant PRRSV-vectored CSFV E2 vaccine enhances humoral immunity and growth performance in piglets
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评估重组PRRSV-E2疫苗针式肌肉与真皮注射效果，真皮组14天即达更高抗体水平，无病毒载量，促进生长且安全，为无针免疫提供依据。
帅文娜|孙琪|李佳乐|沈伟|朱俊瑞|郭子强|罗萌|曾一凡|王金斌|童光志|周彦军|高飞
中国农业科学院上海兽医研究所，上海200241，中国
摘要
猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）和经典猪瘟病毒（CSFV）仍然是全球对养猪业最具经济破坏性的病原体之一。无针皮内注射作为一种替代传统注射的方法应运而生，有望改善高密度养猪系统中的动物福利、生物安全性和抗原传递效率。本研究评估了一种表达CSFV E2蛋白的重组PRRSV载体活疫苗（rPRRSV-E2）在15只30日龄健康仔猪中的效果。将动物随机分为三组：肌肉注射rPRRSV-E2疫苗（传统注射方式）、皮内注射rPRRSV-E2疫苗（无针注射方式）或安慰剂对照组。监测这些仔猪在接种后63天内的临床症状、生长情况和直肠温度。通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测PRRSV/CSFV抗体；通过RT-qPCR检测血清、拭子和组织中的病毒RNA。在接种后63天进行肉眼观察和组织病理学检查。两种接种方式均在14天内诱导出针对PRRSV和CSFV的血清转化，其中皮内注射组的两种抗原抗体水平显著更高（*p < 0.05）。在两组接种动物的样本中均未检测到PRRSV RNA。与肌肉注射相比，皮内注射显著提高了平均日增重，且未引起发热或明显临床症状，也未观察到宏观或微观病变，与对照组相比肉眼病理学也无差异。皮内注射rPRRSV-E2疫苗能引发强烈的体液免疫反应，清除PRRSV和CSFV的能力与传统注射相当，同时改善了生长性能，并减少了侵入性操作的需求。这些发现支持将皮内注射作为一种可行的、以动物福利为导向的策略，用于综合控制猪群中的PRRSV和CSFV，具有在生物安全驱动和高通量疫苗接种项目中的应用潜力。
引言
养猪业是全球畜牧业的重要组成部分，为人类消费提供了大量动物蛋白。然而，其可持续性和盈利能力一直受到多种传染病的挑战，尤其是猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）、经典猪瘟（CSF）、口蹄疫（FMD）和肺炎支原体相关肺炎[1]、[2]、[3]、[4]。这些病原体不仅导致直接的生产损失和死亡率增加，还引发贸易限制，威胁全球食品安全[5]、[6]、[7]、[8]。
调查显示，2024-2025年间中国共存在五种主要的PRRSV-2谱系（1.5、1.8、3、5和8.7）。广东省、山西省、河南省、湖北省和江苏省报告的PRRSV-2发病率最高。1谱系（包括亚谱系1.5和1.8）在全国大部分地区占主导地位，而3谱系、5谱系和8.7谱系的分布相对有限[9]。迄今为止，PRRSV-1已在中国的至少28个省/市/地区被检测到（不包括西藏、青海、宁夏、湖北、海南和澳门），表明其在中国的猪群中广泛传播[10]。这些研究表明，PRRSV在中国猪群中持续存在，农场内经常发生多种病毒谱系的共感染。这种流行病学状况凸显了PRRSV菌株的复杂性和多样性，导致了巨大的经济损失。在预防兽医学领域，疫苗接种被认为是减轻这些威胁最具成本效益、可靠和生态可持续性的干预措施[11]、[12]、[13]。目前，已经开发了多种PRRSV疫苗平台，包括减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗、DNA疫苗和病毒载体疫苗。然而，目前大规模使用的只有减毒活疫苗和灭活疫苗。相比之下，高效且安全的减毒活疫苗已用于CSFV的预防多年，生物技术的进步随后促进了亚单位疫苗和嵌合病毒疫苗的开发。目前市场上可用的PRRSV和CSFV疫苗主要通过肌肉注射给药，尚无无针注射的商业配方[14]、[15]。
传统的肌肉注射仍然是养猪健康管理中的主要接种方法，但它存在诸多局限性，包括针头重复使用可能导致病原体传播、注射部位形成肉芽肿可能降低胴体质量、应激影响免疫反应以及对农场工人的职业危害[16]、[17]、[18]。此外，在高密度养猪系统中，严格生物安全规定下的大规模接种带来了额外的物流挑战。
为应对这些问题，无针免疫技术成为兽医疫苗学领域的创新突破。通过经皮、皮内或黏膜表面给药（无需使用皮下针头），这些方法可以改善抗原在免疫富集组织中的分布，引发全身性和黏膜免疫，显著减少动物处理压力[18]、[19]、[20]、[21]。实证证据表明，这些方法能够实现与传统注射方法相当或更高的免疫原性（如针对PRRSV、CSFV和FMDV），同时减少组织损伤和交叉污染的风险[22]、[23]、[24]。
最近的技术进步加速了这一范式的转变。皮内给药装置已发展到高精度、可调节剂量的系统，适用于仔猪和育肥猪。同时，佐剂研究产生了具有更好热稳定性和抗原持久性的纳米颗粒和乳化制剂[25]、[26]、[27]。黏膜给药平台，包括气雾或喷雾接种，在控制呼吸道病原体复合体方面显示出独特潜力，田间试验显示在减少群体内的病原体传播方面取得了积极结果[28]、[29]、[30]。
从更广泛的角度来看，全球疾病根除框架（如世界动物卫生组织（WOAH）的FMD无疫策略）越来越倾向于采用降低生物安全风险的技术解决方案[31]。动物福利标准和“同一健康”倡议也鼓励采用无针接种技术，强调减少人畜共患病风险和可持续生产实践。同时，市场驱动的激励措施，包括消费者对无残留和注重福利的猪肉产品的需求，也为在养猪生产链中推广创新免疫方法提供了动力。
尽管取得了显著进展，但仍存在一些知识空白。这些包括需要为不同年龄组和品种制定标准化剂量方案、在商业生产系统下全面评估成本效益比，以及进行纵向研究以确定在不同环境和管理条件下的免疫持久性。解决这些研究需求对于将无针接种整合到全面的猪群健康计划中至关重要，从而实现更具韧性、高效和生物安全的养猪系统。
rPRRSV-E2是一种重组病毒，通过反向遗传学将CSFV E2基因插入HuN4-F112骨架中开发而成。在E2的5′端添加了一个内源性信号肽，并在E2的3′端和ORF2的5′端引入了一个合成的TRS6序列。这种配置使得E2的转录由TRS2盒驱动，而ORF2b的表达由TRS6盒控制。先前的大量研究表明，接种rPRRSV-E2的仔猪对高致病性PRRSV（HP-PRRSV）和CSFV产生了强烈的抗体反应，能够完全抵抗这两种病毒的致命攻击。
在本研究中，使用无针注射器或传统肌肉注射器对仔猪进行了rPRRSV-E2疫苗接种。我们比较了这两种接种方法在安全性、免疫原性、保护效果和实际优势方面的差异。
实验动物
本研究共使用了15只30日龄、临床健康的仔猪，通过全面的血清学和分子诊断测试确认它们未感染PRRSV、猪圆环病毒2型（PCV2）、伪狂犬病病毒（PRV）和CSFV。实验期间这些动物处于严格的生物安全条件下。每天监测仔猪的健康状况。本研究遵循了上海兽医研究所的指导原则
rPRRSV-E2接种仔猪的临床观察
在整个免疫阶段，无论是肌肉注射还是皮内注射rPRRSV-E2疫苗的组别，与未接种对照组相比，均未发现明显的临床异常。直肠温度监测显示所有仔猪的体温均在生理范围内（38.5°C–39.5°C），且任何处理组均未出现发热现象（图2A）。
系统的临床检查未发现病理迹象
讨论
本研究表明，在受控实验条件下，无论是通过皮内注射还是肌肉注射给予rPRRSV-E2都是安全的、耐受性良好的，并能诱导出强烈的保护性免疫反应。重要的是，我们的发现揭示了皮内注射的独特优势，这对动物健康和农场级别的疾病预防策略具有重要意义。
从临床安全角度来看，未发现
结论
总体而言，本研究表明，皮内注射rPRRSV-E2是一种有前景的替代传统肌肉注射的方法，它在早期免疫激活、生长性能和动物福利方面具有优势，同时保持了同等的安全性和病毒学保护效果。从更广泛的预防兽医学角度来看，采用皮内注射还可以降低通过污染针头导致的医源性疾病传播风险，提高工人安全性。
作者贡献声明
帅文娜：撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、资源管理、方法学、数据分析、概念构思。孙琪：撰写 – 审稿与编辑、验证、方法学、数据分析、概念构思。李佳乐：撰写 – 审稿与编辑、监督、方法学、概念构思。沈伟：研究工作、数据管理。朱俊瑞：方法学、数据分析。郭子强：研究工作。罗萌：研究工作。曾一凡：研究工作。
伦理声明
所有动物实验均按照《实验动物护理和使用指南》进行，并获得了中国农业科学院上海兽医研究所伦理委员会的批准（批准编号SV-20240511-Y01–5）。
资助
本研究得到了中国国家重点研发计划（2022YFD1800800）、中国农业科学院创新计划（CAAS-CSLPDCP-202302、CAAS-CSLPCDP-202301）、国家自然科学基金（32373050）以及上海兽医生物技术重点实验室（BD1500010）的支持。资助机构未参与研究设计、数据采集与分析，也未参与决定提交手稿
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
