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动物疫苗基础知识

全国消息:动物疫苗属兽用生物制品的范畴，兽用生物制品是生物制品学的重要组成部分。兽用生物制品学的内容和任务是：研究用于动物传染病预防疫苗的制备理论与技术；研究用于动物传染病诊断制品的制备理论与技术；研究治疗动物疾病的免疫制剂的理论与技术；以及这些制品的质量标准，检验方法和发酵、冻干等工程学理论与工艺。训宠网3574|训练黑背-99Run.com

一、动物疫苗的基础-微生物学、传染病学及免疫学的有关理论 1 微生物及病原微生物 1.1 微生物：微生物是一群结构简单、繁殖快、分布广，个体最小的生物。 1.2 微生物的分类：微生物依其形态结构和生物特性可以分为细菌、真菌（酵母菌、霉菌）、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体、病毒八大类。 1.3 病原微生物：微生物种类繁多，但不是所有的微生物对动物有害，相反，大多数微生物对动物都有利，对这类微生物，我们称为非病原微生物。但是，有少数微生物可以引起动物发生这样或那样的病理损害，我们称这类微生物为病原微生物。 2 传染与免疫： 2.1 传染与传染病：传染是指动物对病原微生物的入侵所表现的不同程度的感受性。病原微生物在被感染动物的机体内得到繁殖，并由此感染动物传染给其它有感受性的动物并发生同样的疾病，这样能形成传染的疾病叫做传染病。 2.2 免疫：动物体对病原微生物的入侵所表现的不同程度的抵抗性，即动物体对入侵的病原微生物所具有的抵抗力。 2.3 传染与免疫的辨证关系：传染和免疫是一个统一的过程，当机体受到病原微生物的入侵，因病原微生物的作用使正常的生理平衡失调；与此同时，机体动员一切防御因素，抗击病原微生物的侵害，经机体的生理改造，传染向免疫转化，机体逐步建立起免疫状态。可见，传染和免疫不是彼此孤立，而是相互联系，相互制约的统一过程。 3 兽用生物制品的概念：兽用生物制品是根据免疫学原理，利用微生物、寄生虫及其代谢产物或免疫应答产物制备的一类物质。这类物质专供动物相应疾病的诊断、治疗或预防之用。从狭义上讲，可将用于动物疾病诊断、检疫、治疗和免疫预防的诊断液、疫苗和抗病血清称为兽用生物制品；从广义上讲，又可将血液制品、脏器制剂和非特异性免疫制剂（干扰素、促菌生、丙种球蛋白等）列入生物制品。由此可见，兽医生物制品的涵义和内容随着科学技术的发展而成为兽医保健制品。 3.1 兽用生物制品的分类 3.1.1按性质分类： 3.1.1.1 疫苗：凡接种动物后能产生主动免疫，预防疾病的一类生物制剂均称为疫苗。它包含细菌性菌苗和病毒性疫苗两大类。 3.1.1.2 类毒素：细菌生长繁殖过程中产生的外毒素，经化学药品（甲醛）处理后，使其变性成为无毒性而仍保留免疫原性的制剂，接种动物后能产生主动免疫，以及注射动物用以制备抗毒素血清。 3.1.1.3 诊断液：根据免疫学原理，利用微生物及其代谢产物，或动物血液、组织制成的制剂。用于诊断疾病、群体检疫、免疫状态检测以及病原微生物鉴定。 3.1.1.4 抗病血清：又称高免血清，是含高效价特异性抗体的动物血清制剂。能用于治疗，紧急预防相应病原体所致的疾病，所以又称被动免疫制品。如：抗猪瘟血清、破伤风抗毒素等。通常给适当动物以反复多次注射特定的病原微生物或其代谢产物，促使动物不断产生免疫应答，在血清中含有大量特异性抗体。 3.1.2 按制法与物理性状分类： 3.1.2.1 普通制品：指用一般生产方法制备，未经浓缩或纯化处理，或者仅按毒（效）价标准稀释的制品。 3.1.2.2 精制制品：将普通制品利用物理的或化学的方法除去无效成分，进行浓缩、提纯处理，其毒（效）价均较普通制品为高，从而增高效力、特异性和灵敏度。如精制破伤风抗毒素等。 3.1.2.3 液状制品：与干燥制品相对而言的湿性生物制品，多数灭活疫苗、诊断制品为液状制品。液状制品多数既不耐高温、阳光，又不宜低温冻结或反复冻融。否则均能影响效价，故只能在低温冷暗处保存。 3.1.2.4 干燥制品：生物制品经冷冻真空干燥后能保护活性、毒价很长。各种活疫苗、抗原、血清、酶制剂和激素制剂均如此。将液状制品根据其性质加入适当冻干保护剂或稳定剂，经冷冻真空干燥，将96%以上的水分除去后剩留疏松多孔海绵状的物质，即为干燥制品。 3.1.2.5 佐剂制品：为了增强疫苗制剂注入动物机体后的免疫应答反应，以提高免疫效果，往往在疫苗制备中加入适量的佐剂（免疫增强剂或免疫佐剂），制成的生物制剂即为佐剂制品。若疫苗中加入的佐剂是氢氧化铝胶，即称氢氧化铝胶疫苗，若在疫苗中加入的是油佐剂，则称为油佐剂苗。 3.2 动物疫苗的分类随着生物工程技术和生物化学、分子生物学的发展，兽用生物制品的动物疫苗种类，类型上均有重要的进展，各种新疫苗不断研制成功。大体分为：灭活疫苗、弱毒疫苗、单价疫苗、多价疫苗、混合疫苗、同源疫苗、亚单位疫苗、基因工程疫苗。 3.2.1 灭活疫苗：又称死疫苗。将细菌或病毒利用物理的或化学的方法处理，使其丧失感染性或毒性，而保持免疫原性，接种动物后能产生主动免疫的一类生物制品。灭活疫苗分为组织灭活疫苗、培养物灭活疫苗。其特点是：易于保存运输，疫苗稳定，便于制备多价或多联苗。其缺点是：注射剂量大，多次注射，不产生局部免疫力。 3.2.2 弱毒疫苗：又称活疫苗。微生物的自然强毒株通过物理的、化学的和生物的方法，使其对原宿主动物丧失致病力，或引起亚临床感染，但以保持良好的免疫原性、遗传特性的毒株用以制备的疫苗，此外，也有从自然界筛选的自然毒株，同样有人工育成弱毒株的遗传特性，同样可以制备弱毒疫苗，如：鸡新城疫LaSota疫苗。灭活疫苗和弱毒疫苗的利和害，发展重与轻，学者历来都有争论，现将两者的优缺点简介见表1 表1 灭活疫苗与弱毒活疫苗比较名称 优 点 缺 点灭活疫苗 比较安全，不发生全身性副作用，不出现返祖现象，有利于制备多价多联的混合疫苗；制品稳定，受外界条件影响小，有利于运输保存。 接种次数多，剂量多而大，免疫途径必须注射，不产生局部免疫，需要高浓度抗原物质，生产成本高。弱毒活疫苗 一次免疫接种即可成功，可采取自然感染途径接种（如注射、滴鼻、饮水、喷雾、划痕等），可引起整个免疫应答，产生广普性免疫及局部和全身性抗体，免疫持久，有利于消除局部野毒，产量高，生产成本低。 残毒在自然界动物群体中持续传递后毒力有增强返祖危险，疫苗中存在的污染毒有可能扩散；存在不同抗原的干扰现象，从而影响免疫效果；要求在低温条件下运输储存。 3.2.3 单（价）疫苗：利用同一种微生物菌（毒）株或同一种微生物中的单一血清型的菌（毒）株增殖培养物制备的疫苗称为单（价）疫苗。单苗对单一血清型微生物所致的病有免疫保护效能，但单价苗仅能对多血清型微生物所致病中的对应型有保护作用，而不能使免疫动物获得完全的免疫保护。 3.2.4 多价疫苗：指同一种微生物中若干血清型菌（毒）株的增殖培养物制备的疫苗。多价疫苗能使免疫动物获得完全的保护力，且可适于不同地区使用。 3.2.5 混合疫苗：又称多联疫苗。指利用不同种类的微生物的增殖培养物按免疫学原理、方法组合而成。接种动物后能产生相应疾病的免疫保护，具有减少接种次数，使用方便等优点，是一针防多病的生物制剂。

二、细菌培养技术细菌种类繁多，代谢方式各异，营养需求也不尽相同，但生长繁殖的基本条件相似，细菌培养技术是生物制品的基础，既要了解细菌的生长繁殖和营养要求，又要掌握细菌培养的基本技术。 1、细菌生长繁殖的基本规律细菌需要在一定的营养成分，适宜的温度和酸碱度，有氧或无氧等环境中才能生长繁殖。细菌靠扩散与吸附作用摄取营养，借助菌体酶系统分解营养物质产生能量以维持生长，对营养物质的分解与合成是一生物化学过程。细菌在培养基和适宜的环境中的繁殖方式是按二分裂法进行，有一定的规律性。即当培养基中接种少量细菌后，细菌先膨大而后开始分裂，整个过程分四个时期，即：（1）迟缓期，接种的细菌处于静止适应状态，仅表现菌体缓慢地膨大，其长短随细菌的适应能力而异；（2）对数增殖期，当细菌适应环境后，即以恒定的速度增殖（分裂生长），且表现为培养时间与菌数直接呈对数关系。细菌生长的速度决定于细菌的倍增时间（即增代时间），一般细菌倍增时间为15-20分钟；（3）稳定期，随着营养物质的消耗，代谢毒性物质的积蓄，细菌生长速度逐渐缓慢，进入相对稳定期，即细菌的增加数与死亡数持平衡状态，活菌数相对恒定；（4）衰退期，新增菌数减少，死亡菌数增加，活菌数逐渐下降。 活 菌 数 稳定期 对 对数增殖期 衰退期 数 迟缓期 时间 细菌生长曲线以上的生长曲线为细菌生长的一般规律，要想生产出理想的制品，往往需要通过摸索试验，测定细菌的浓度，并将所测结果与相应的培养时间绘制坐标图得出较为适宜的生长曲线。细菌生长的条件：适宜的营养，适宜的温度和酸碱度。细菌营养：水、盐类、氮源、碳源、气体和生长因子。 2、工业化大生产细菌培养方法可供大生产培养细菌的方法较多：如大扁瓶固体培养基表面培养，液体静止培养，液体深度通气培养，透析培养等，这些培养方法则根据生产制品的性质选择使用。 2.1 固体培养基表面培养法此法是将溶化的肉汤琼脂培养基分装于大扁瓶，灭菌后平放使其凝固，经培养观察无污染，在无菌室接入种子液，使均匀分布于表面，平放温室静止培养，收集菌苔制成菌悬浮液，用于制备抗原，灭活菌苗或冻干菌苗。 2.2 液体静止培养法此法适用于一般菌苗生产，培养容器可用大玻瓶，也可用培养罐（或称发酵罐）。按容器的深度，装入适量培养基，一般是容器深度的1/2-2/3为宜。经高压蒸汽灭菌之后，冷至室温接入种子，保持适宜温度静置培养。本培养法简便，需氧菌和兼性厌氧菌均可用，但生长菌数不高。 2.3 液体深层通气培养法深度通气培养由于能加速细菌的分裂繁殖，缩短培养时间，收获菌数较高的培养物，适于大量的培养，目前此法已成菌苗生产中的主要培养方法。该培养方法是在接入种子液的同时加入定量的消泡剂，先静置或者小气量培养2-3小时，然后，逐渐加大通气量，直至收获。 2.4 采用通气培养必须注意的几个问题： 2.4.1 根据被培养的细菌对营养的要求，在培养过程中注意补充营养物质，如适当地加葡萄糖补充碳源，适当加蛋白胨或必要的氨基酸补充氮源，才能更好发挥通气培养作用，增加菌数，提高制品的质量。 2.4.2 通气供氧方式，空气中的氧分子是以溶氧状态供细菌生长需要的，故供氧量多少与通气大小、通气方式有直接关系。同时细菌对氧的需要，在不同的生长发育阶段又有所不同，各种细菌繁殖过程中需氧量亦不一样。因此，对所培养细菌的生长特性要先摸索试验，掌握一定规律后，再进行大生产。 2.4.3 控制最适生长的pH值，深度通气培养pH值变化较快，保持培养过程的最适pH值很重要。一般规律是当细菌在生长繁殖对数期时pH值下降，以后随通气量加大，培养液中氧离子浓度降低，pH值上升，因而除控制通气量之外，常常加葡萄糖以补充细菌生长所需的碳源，也有当pH值下降时加碱调整使pH值维持稳定。如在培养猪丹毒菌液pH值下降时，加入氢氧化钠或氨水以保持PH值的稳定，可提高培养活菌数；又如在培养仔付菌液时，可定时加葡萄糖维持pH值，除提高活菌数外，还可减低毒素成分。 2.4.4 注意调节培养温度，大罐培养通入的空气多是经贮存罐多次过滤，再均匀分散进入培养液的，故由空气影响培养温度不明显。但是培养罐夹层有的是直接用蒸汽加热来保持温度，最好用自控调节的温水循环控制温度，以使最适培养温度上下不超过1℃。在生物制品的生产过程，除了基本设施的完善，其中不能忽视的问题是，培养基的原材料标准，菌（毒）种的选育，筛选，细菌培养技术。

三、培养基的原材料标准培养基是人工制备的一种液体或固体营养物质，为维持与繁殖细胞的基础。主要原材料包括水、肉浸汁、蛋白胨、琼脂、酵母浸汁及其它盐类等，应有统一的选择标准。一般化学药品原则上需用化学纯（C.P）以上的等级，动物性原材料（肉、肝、胃）最好是没有经过冷冻保存的，长期冷藏有变质的不能使用。 1、肉浸汁和肉肝胃消化汤，是当前兽医生物制品生产中用量较大的基础培养基。制培养基用的牛肉，原则上应是新宰杀的健壮牛，由于用量较大往往也用冻结保存的牛肉。新鲜的牛肉无异味，无病变，表面和切面呈淡红色或红色，潮润，有弹性，pH值5.8-6.2，NH2和NH3不超过45mg/dl，浸出液透明清朗，煮沸后有固有的茅香味，如有臭味，表面粘腻，出血等病变，或切面失去淡红色，弹性消失，煮沸的肉汤呈浑浊者，均不能用于制造培养基。冷冻保存的牛肉不变质方可使用。 2、制造肉肝胃消化汤培养基，除牛肉质量按上述要求符合规定外，所用的牛、羊、猪肝脏均应新鲜，无异味，无病变，有弹性，浸出液煮沸后呈半透明淡黄色或橙黄色液体，pH值为6.0-6.5，如果pH值过低，可能糖已经被分解，如过高表明已经腐败。制消化液用的猪胃，更加需要新鲜，胃粘膜完整，无异味及剥落情况，有出血变色及溃疡烂斑者不能使用。经冻结保存的可使用，但必须无腐败变质，否则存于胃粘膜的胃朊酶损失破坏，降低或无分解蛋白作用。在配胃消化液时如猪胃不新鲜，则可酌加0.1%-0.2%的胃蛋白酶，以达到与用新鲜胃同样目的。 3、蛋白胨：是天然蛋白质经蛋白酶（胃蛋白酶或胰蛋白酶）或酸水解后的水解产物，质量好的蛋白胨为淡黄色或橙黄色粉末，易溶于水，呈左旋性。制造培养基应用含胨量在75%以上的蛋白胨，1%水溶液pH值应在5.0-7.0之间，含总氮13%-15%，含氨基氮1%-3%，加热后，水溶液不发生沉淀和凝固。 4、明胶：是由动物的皮、骨及白色组织中的胶原，经部分水解而得，具水溶性，冷却后是半透明固体，30℃以上融化。制造明胶培养基应用化学纯品，烧灼残渣（硫酸盐）在3%以下，砷含量0.0003%以下，重金属（以Pb计）不大于0.01%。 5、琼脂：琼脂是在石花菜中提取出来的一种半乳糖胶，属胶体多糖类物质，一般不被细菌分解利用，故无营养作用。其特点是在98℃以上能溶于水，在低于45℃以下则凝固成凝胶状态，因此它是作为固体培养基赋形的理想凝固剂。我国青岛水产加工厂生产的琼脂，出厂标准为含水份18%以下，灰份4%以下，热水不溶物0.5%以下，凝胶强度29.42Mpa（300kgf/cm2）以上。训宠网2496|训练萨摩-99Run.com

四、菌种与毒种选育技术菌种和毒种是动物疫苗生产、检验与研究的基础。自然界存在着多种多样的微生物，而且还在不断地出现新的株和型，由于生物制品用途的不同，所选择的菌种和毒种也各异。有的需要致病力强，抗原性好的，有的则要求致病力弱仅有感染性而无病害性，免疫原性高的菌（毒）种。 训宠网587|训练灵缇-99Run.com

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1、兽医生物制品菌（毒）种标准生物制品用强弱菌毒种除毒力标准不同外，还需符合以下标准。（1）历史清楚，流行地区，动物种毒，流行资料清楚，分离鉴定资料完整，传代、保藏、生物特性检查方法明确。（2）生物性状明显，菌种的形态，培养特征和生化特性，血清免疫学特性明显，菌毒种人工感染动物后的临床表现，病理变化特征明显等。（3）遗传学上相对均一与稳定：菌毒种遗传性状的改变主要表现在形态特征，毒力和反应原性等方面。提高或保持菌毒种均一性和稳定性的方法，就是经常进行挑选，纯化，例如羊痘鸡胚化毒种在经羊体传2-4代复壮，纯化后方能用于制苗。（4）反应原性与免疫原性优良：优良的反应原性与免疫原性是生物制品菌毒种标准的重要指标。反应原性高，即使微量抗原进入机体即能产生强烈的免疫反应，在血清学上会出现很高的特异性。优良的免疫原性物质能使免疫动物发生尽可能完善的免疫应答，从而获得坚强的免疫力。通常也可通过浓缩，提纯或导入佐剂等方法提高反应原性、免疫原性不高的菌毒种制品的免疫效果与免疫反应。（5）毒力应在规定范围内：用于制造弱毒疫苗的毒种毒力，要尽可能弱性；而其他制品用的则要强毒力毒种，但抗原性要尽可能高为准，强毒株细菌的毒性物质还含有毒素物质，在未处理前的毒力极强，对动物是不安全的，所以必要对致病力进行测定。 训宠网7731|训练雪纳瑞-99Run.com

2、强菌（毒）种选育强菌毒种广泛用于诊断制品，抗病血清，灭活疫苗和疫苗制品的效力检验，也用于人工育成弱毒株的毒种，以及微生物学与免疫学、动物传染病等的研究。强菌毒种常自疾病流行地区的典型病动物体内分离，在疾病流行初中期，病状病理变化典型而又未经任何治疗的病历可分离到毒力强大，抗原性良好的自然毒株，如我国的石门系猪瘟病毒，多杀性巴氏杆菌C44-1等。然后，从各地分离的自然强菌毒株中筛选出符合标准的毒株，供生物制品制造和检验。其筛选程序，内容是：（1）致病力测定：常用易感实验动物，本动物或鸡胚，易感细胞测定MLD（最小致死量）或TCID50（50%细胞致病变量）。（2）抗原性测定：菌（毒）株的抗原性包含抗原与相应抗体结合发生特异性反应的反应原性和刺激机体及致敏淋巴细胞的免疫原性。反应原性多采用血清学方法测定，以抗体滴度，效价表示；免疫原性多采用对免疫动物用定量原强菌毒株种毒液攻击测定，以保护率表示。无论致病力测定或抗原性测定，均应设对照，否则无效。（3）稳定性测定：对适应于在培养基、鸡胚或易感细胞上增殖培养，传代菌毒株的毒力（致病力）和抗原性还要进行稳定性测定，以证明后代特性不变，才有使用价值，并参与筛选择优。（4）根据致病力和稳定性测定，筛选出毒力强，抗原性好，性状稳定的菌毒株，经增殖后进行冻干保存，冻干菌种于4℃保存，冻干病毒毒种于-20℃以下，可保存多年。 训宠网268|训练大丹-99Run.com

3、弱菌（毒）种选育弱菌（毒）种用于弱毒活疫苗，部分诊断制品和抗血清的制造，弱菌（毒）种的主要特征是致病力极微弱或无致病力，免疫原性优良能使免疫动物获得坚强的免疫力。据此，就必须从自然界筛选，或以人工改变野生型强毒株的遗传特性进行培育获得。训宠网5835|训练高加索-99Run.com

天然自然弱毒株拟或人工培育弱毒株，均由于DNA上核苷酸碱基顺序的改变，而导致遗传性状突变的结果，获取弱菌毒种的传统方法主要有以下几种： 训宠网2085|训犬器械-99Run.com

3.1利用病原自然弱毒株：某些传染病的病原在自然界中存在着具有免疫原性的自然弱毒株，可以利用于生产活疫苗，例如鸡新城疫LaSota株，D10弱毒株是从自然鸡群鸭群中分离到的。

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3.2选择同源不同种的微生物种：选择与病原有一定血缘关系，在分类上同属不同种，但具有一定交叉免疫原性，而天然宿主又不相同的微生物株作为疫苗株。在这方面获得成功的有利用火鸡疱疹病毒作为防止鸡马立克氏病毒疫苗株，山羊痘细胞致弱株用于预防绵羊痘和羊接触传染性脓胞皮炎，以及早年兽使用过的以牛病毒性腹泻病毒接种防止猪瘟感染，当然最为著名的是英国人詹纳以牛痘病毒防止人类天花这个古典而造福人类的尽人皆知的例子，至尽在我国仍然有人把接种痘苗疫苗称之为种牛痘。

3.3人工传代致弱：在培养基中，组织细胞培养中，鸡胚内和非宿主动物体内连续传代减弱病原的致病性，以之制作活疫苗。训宠网2450|训练杜宾-99Run.com

至目前为止，用于预防人类和家畜传染病的活疫苗的菌种和病毒种，大部分都以这种方式培育，在动物传染病的控制与消灭过程中，这类疫苗起着重要的作用。我国的猪瘟兔化弱毒株是其中最为成功的例子，它是将猪瘟病毒强毒通过兔体传400余代后育成的弱毒株，鸭瘟鸡胚化弱毒株通过鸭胚9代和鸡胚23代后育成的。在我国经过几代专家和兽医工作者的努力，育成了一些弱毒株，作为疫苗种毒生产疫苗，在控制和消灭动物疫病中发挥了重要的作用。简介我国一些弱毒株的育成线路与方法，见表2。表2 我国一些弱菌（毒）株的育成线路与方法弱毒株名称 致弱线路与方法猪丹毒弱毒株（GC42） 强毒株 豚鼠370代 鸡42代猪丹毒弱毒株（G4T10） 强毒株 豚鼠370代 含有0.01%-0.04%吖啶黄血液琼脂培养基上传10代猪肺疫弱毒株（EO630） 强毒株 在含海鸥牌洗衣粉培养基上传630代口服猪肺疫弱毒株（679-230） 强毒株（C44-1） 在血液琼脂培养基上逐渐提高温度42℃连续传代39代，再在恒温下培养传至230代口服猪肺疫弱毒株（C20） 强毒株 与粘液杆菌共同培养传代89代 继而将89代猪多杀性巴氏杆菌通过豚鼠14代 再通过鸡20代盲传禽霍乱弱毒株（G190E40） 强毒株 豚鼠190代 鸡胚40代鸡痘弱毒株 强毒株 鹌鹑传代 训宠网4056|训练博美-99Run.com

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