李麗琴，趙建增
華威特（北京）生物科技有限公司
發表于《今日養豬業》2011年第3期，22~25

    近年來隨著我國畜牧業的飛速發展，養殖密度加大，疫病種類增多且爆發頻繁，與之相適應的動物防疫模式也發生了根本性的變化。防疫質量成為制約這一變化的瓶頸之一，疫苗質量更是其中的關鍵問題。

    長期的生產實踐發現，過去我國生產的多數疫苗與進口疫苗的效力存在著明顯差異，動物使用部分國產疫苗后并不能產生有效的免疫保護。為了彌補這種缺陷，臨床獸醫不得不指導接種數倍、數十倍甚至數百倍使用劑量的疫苗。而這樣做不但不能保證防疫質量，還會因動物體內引入過多其他成分而產生副反應。因此找到影響疫苗質量的關鍵因素，改進生產工藝，提高生產水平已成為動物防疫工作的重點。耐熱保護劑技術是穩定疫苗質量的關鍵技術，本文就疫苗耐熱保護劑技術的核心意義及應用進行分析。

    一、 穩定疫苗品質的關鍵技術

    目前已廣泛認識到，影響我國疫苗質量的關鍵因素是抗原劑量，而疫苗穩定性在很大程度上決定著用戶最終可使用的有效抗原劑量。以豬瘟疫苗為例，歐洲國家使用我國馴化的“C”株弱毒苗已成功控制并在大范圍內凈化了豬瘟，這說明目前在我國使用“C”株弱毒苗控制豬瘟的方向是正確的。但在現實中，盡管有數十家企業生產豬瘟疫苗，盡管有時接種數頭份或十多頭份，臨床獸醫仍無法肯定接種疫苗是否能有效控制豬瘟，臨床上仍有豬瘟廣泛流行。這足以說明目前所使用的疫苗其效力不充分?；厮菀呙缟a的質量控制過程可以發現，所有疫苗在生產過程中及上報國家監督機構時其抗原劑量和效力均符合國家標準，但隨著運輸和保存的時間延長而逐漸衰減?？梢钥闯?，抗原衰減過快是導致國產疫苗質量不理想的重要原因，實際應用時其免疫劑量已達不到免疫所需要的基本要求，因而防疫效果難以保證。

    疫苗抗原的損耗主要發生于凍干過程中溫度快速變化階段，因而耐熱保護劑技術是疫苗品質穩定的關鍵技術。對多品種疫苗的制造檢驗分析發現，不同品種的疫苗因病毒（或抗原蛋白）的結構特點不同，適用于它的保護技術也不同。其中有耐熱保護劑配方的不同，也有制備工藝的特別要求不同，沒有一種可以通用于各種疫苗的“萬能”保護劑。如果采用的耐熱保護技術不恰當，盡管疫苗能在冷藏條件下保存，但這項技術給疫苗品質帶來的提升作用就難以體現?，F實中可以遇到，部分采用了耐熱保護技術的產品，不得不加大使用劑量才能實現有效免疫。

    疫苗耐熱保護劑的重要性已不言而喻，它不僅為疫苗的冷鏈運輸和貯藏提供了便利，其關鍵在于提升了疫苗的效力。在生產時為了預防抗原衰減而增加的抗原量轉變為有效的疫苗抗原，可使實際能應用的抗原劑量得到數十倍提高（見表1）。如果疫苗的抗原劑量充分，使用時當然無需再增加劑量，節約了成本，保證了效果。此外，還可避免因疫苗接種而引入大劑量的培養細胞等其他成分所造成的應激反應。

表1  耐熱保護劑技術對主要獸用疫苗效力的影響

    二、 我國耐熱保護劑技術的應用現狀

    我國大部分獸用凍干活疫苗，根據生產工藝和保存條件不同，可分為常規保護劑活疫苗和耐熱保護劑活疫苗。目前大多數產品為常規保護劑活疫苗，其保護劑的主要成分為脫脂牛奶、蔗糖、明膠等，保護劑組方簡單、配制簡便，抗原對溫度敏感，如果在2~8℃條件下，保存期只有4~6個月，而多數疫苗需要在-15℃以下保存。在疫苗生產、運輸以及使用過程中，如果冷鏈系統控制不當，疫苗保存環境溫度升高，常常導致疫苗效力下降或失效，造成免疫失敗。

    為了縮短我國在這方面整體上與發達國家的差距，國家投入大量資金進行這方面研究，在國家“十一五”科技支撐計劃的支持下，中國農業科學院武華研究室啟動了“動物疫苗耐熱保護劑及凍干技術研究與開發”研究，利用相關成果制備疫苗的穩定性已達到國際同類產品水平，真正實現了只需“一頭（羽）份”便可達到理想的防疫效果。

    三、 耐熱保護劑的原理及應用

    長期實驗發現，理想的耐熱穩定保護劑需要用數十種化學材料配制，內含成分與病毒或細菌有良好的相溶性，有多種對病毒具有良好保護作用的成分，創造一種良好的微蜂窩狀結構。在為疫苗病毒提供必要營養和失活保護的前提下，通過向病毒提供充分的營養物質，消除氧自由基、代謝廢物等從而極大地拓展了疫苗毒株的生存環境極限，使其在常溫2~8℃環境下保存有效期達2年。

    耐熱保護劑的重要作用主要體現在保護病毒和細菌的抗原性，盡量減輕冷凍干燥對病毒或細菌的損傷，使疫苗制品中的抗原在免疫原性和抗原性上都獲得良好的保持。

    根據分子量分類，耐熱穩定劑的組份中含有高分子物質和低分子物質，兩類物質分別起著不同的作用。高分子物質形成耐熱性構架，阻斷構架外熱源對構架內病毒或細菌的熱傳導性和熱輻射性殺傷；能增強對病毒或細菌的保護作用，可促進冷凍干燥過程中的升華。低分子物質可形成均勻懸液，使干燥樣品中的最終水平含量不至于過低，防止蛋白質變性，減少病毒或細菌失活，而懸浮于耐熱保護劑中的病毒或細菌在冷凍干燥過程中能保持存活狀態。

    另外從功能上講，抗氧化劑是耐熱穩定劑中的重要組成。許多病毒或細菌，在干燥狀態下與空（氧）氣接觸，會促進其新陳代謝，加快死亡。而抗氧化劑可阻止病毒或細菌在干燥狀態下發生代謝過程，從而推遲病毒或細菌失活。

    耐熱凍干保護劑的配制及凍干充分考慮了活疫苗在較高溫度和較長保存時間情況下，凍干過程可能發生的物理和化學變化對疫苗存活的影響，因而其保護性能（尤其在較高溫度條件下）要比傳統保護劑更為優良，使活疫苗在儲存、運輸、使用等方面更方便、更經濟。

    凍干保護劑可影響生物制品的質量、效價和穩定性，改變生物制品的生產工藝，提高產品預測能力并增大產品批次間的穩定性。耐熱凍干保護劑有免疫原性但無藥理活性，可在凍干和保存時維持疫苗的穩定性，大大優于常規保護劑（見表2）。

表2 常規保護劑與耐熱保護劑性能對比

    四、 添加耐熱保護劑疫苗的特點

    1. 能保護病毒或細菌活力，性質穩定，遇熱不會糖焦化，耐干燥，耐冷凍。

    2. 最大限度的消耗溶液中溶解的氧，減少病毒或細菌與氧的接觸，降低病毒或細菌的代謝活力與能量損耗，防止其在冷凍干燥及儲運過程中的死亡。

    3. 依據耐熱保護劑的每一種物質的共融點，科學地確定了每一種活疫苗的凍干曲線，既使病毒或細菌在凍干過程中失活率降到最低程度，又使凍干活疫苗形成良好的物理性狀：不出現干縮，在沸水中煮10分鐘仍保持原樣。而不添加耐熱保護劑的普通疫苗卻經常出現干縮成塊狀的現象（見表3）。

表3 耐熱保護劑可使疫苗保持良好的物理性狀

    4. 從應用角度評價，使用科學恰當的耐熱保護劑技術后，接種1頭（羽）份的疫苗就可產生理想保護效果。當實踐中出現需要接種大劑量疫苗的情況時，提示我們防疫方案可能不是十分恰當。所以穩定性高的疫苗還可為防疫工作的質量提供良好的保障。

    五、未來的方向

    隨著我國畜牧業的快速發展，養殖業從追求數量和結構向追求安全轉變，動物疫苗產業是事關我國畜禽產品安全的主體產業，我國每年因動物疫病導致的經濟損失巨大。而我國獸用疫苗生產企業與國外企業差距較大，我國每年的疫苗銷售額還不如美國或日本一家中等生物制品公司的年產值。國外生物制品大量涌入中國市場，導致市場競爭激烈，為了我國生物制品業的生存和發展，我們迫切需要以市場為導向，開發和引入新產品、新技術，從而引領中國疫苗行業快速升級，迅速與國際接軌。耐熱保護劑技術作為活疫苗生產的一個關鍵技術，作為穩定疫苗品質的支撐技術，它的研究和應用就顯得尤為重要。