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市农科院成立60周年专栏丨疫苗诞生的背后,凝聚着研发团队近20年的不懈奋斗

来源:东方城乡报 施勰赟 作者: 发布时间:2021-01-07 08:45:11 浏览次数: 【字体:

【背景】2020年4月,云南普洱地区不少养猪场(户)都收到了由上海援助的共计可免疫7.2万头母猪的细小病毒灭活疫苗“科细佳”。猪细小病毒作为导致母猪繁殖障碍的病毒之一,曾困扰了千千万万的养猪户。此前,普洱地区母猪场也饱受细小病毒困扰。在疫苗的保护下,当地部分养猪场母猪流产和死胎数显著降低,有效地助力当地畜牧产业发展和养殖户脱贫致富。

为云南地区提供疫苗的佳牧公司,不仅是兽用疫苗的生产企业,也是上海市农业科学院兽用疫苗研发平台、成果转化孵化器。此次赠送的细小病毒灭活疫苗,便是上海农科院畜牧兽医所科研人员的研发成果。而且,这只疫苗是由市农科院畜牧兽医所于1994 年成功研发的我国第一株细小病毒疫苗。那么这株猪细小病毒是如何被发现的?第一株疫苗又是如何诞生的?让我们走进市农科院畜牧兽医所,听听当年研发团队的负责人之一叶向阳研究员讲述的疫苗故事。

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大量头胎母猪出现繁殖障碍

上世纪80年初期,在上海、江苏、浙江、广东、河南等地,很多猪场都出现了头胎母猪产死胎、空胎的情况,空胎、死胎率一度高达54.5%,让养猪场蒙受了巨大的损失。在当时国内的认知下,乙脑会导致母猪繁殖障碍。然而患病母猪均已接种乙脑疫苗。是乙脑疫苗失效了吗?还是一种新型病毒正在国内流行?找不到头绪的养殖户只能带着死猪、死胎来到市农科院畜牧兽医所求助。

在翻阅了大量国外资料与流行病学调查后,科研人员基本确定,导致母猪繁殖障碍的是名为猪细小病毒的新型病毒。1983年,畜牧兽医所的科研人员通过长时间在实验室内解剖大量死猪、死胎,做病毒分离后,最终在病猪中分离到了与国外样本相吻合的猪细小病毒。

“我们将当时分离出的毒株命名为S1与S2。这两株病毒抗原性很好,后面也成为研发疫苗的基础,S1作为疫苗生产株,S2则作为测试疫苗效力的强毒攻击株。”叶向阳回忆,病毒的发现虽是突破,但却不能解决困扰养猪户的低产难题。同年,市农科院畜牧兽医所成立科研小组,决心攻克这一困扰养猪产业的难题。

让科研团队震惊的是,猪细小病毒感染性极强,即使稀释至0.00001%依然具有感染性,能在免疫荧光中测出,且毒价很高。不仅如此,该病毒还难以灭活,在56摄氏度的环境下两天后依然具有活性,在70摄氏度的高温下,需要2小时才可以灭活。消毒难度也很高,当时除了漂白粉,其他很多消毒药水对病毒没有杀伤力。

感染性强就造成猪群之间的快速传播,而灭活难则表示感染场所很难做到消杀完全。当时,该病毒在我国养猪场快速传播,大部分猪场已发生污染,即使对外来种猪实行隔离后引入依然难以防治。要真正解决猪细小病毒带来伤害,只有研制疫苗一条路可走。

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与时间赛跑,科研人员险些晕倒在实验室

想要研制疫苗,首先需要的是对病毒样本大批量复制。通过反复试验,科研人员发现细小病毒主要寄生在传代细胞中,可以利用猪ST细胞的敏感性加快复制速度。

病毒复制成功后,还需要对毒株进行灭活处理。“灭活透了,细胞没有感染性,接种几代后不发生病变,同时病毒细胞的抗原性依旧,才算是灭活成功。”叶向阳告诉记者,灭活剂的选择也十分重要,虽然很多灭活剂灭活效果都很好,但考虑到细小病毒存活在细胞核内,需要选择只作用细胞核,对细胞蛋白损害最小的灭活剂。最终,权衡再三,选择了AEI作为灭活剂。

AEI灭活剂在国内并不多见,大家对其性状了解不多,生产厂家也很少,订购的每一批产品浓度也时常会有变化,每批次都需要重新试验来调节用量。

然而,留给科研团队的时间很紧迫。细小病毒给养猪场带来巨大经济损失,不少养猪场在得知畜牧兽医所研制疫苗,都愿意配合团队做第一批试验,以期待尽早减少损失。养殖户的满心期待让科研团队的每一个人都不自觉地加快自己负责领域的研究速度,和时间赛跑。

叶向阳和课题组组长潘雪珠一同负责做灭活试验。在一次分装灭活剂的工作中,因为着急试验,没有注意控制室内温度,灭活剂遇热后散发出毒性让两人险些在实验室昏迷。“当时只觉得脑袋昏昏沉沉,眼睛都看不清了,觉得不对,赶紧离开实验室打车去医院。到了医院,嗓子已灼热刺痛得不行,灌了一大瓶雪碧下去都没有好转……”叶向阳已经忘了两人是如何被救治的,只记得经历“昏迷“事件不久后,1987年,第一批试验疫苗终于诞生,猪细小病毒荧光诊断方法也同步问世,轰动了全国畜牧界,不少科研单位都前来索要样本,疫苗更是供不应求。

1987年,团队申请课题,正式开始疫苗试验性生产。通过前期实验室内反复进行的血清阴性母猪免疫试验后,团队开始入驻嘉定梅山猪养猪场等生产性猪场开展进一步试验,并根据每个猪场的不同情况设计了不同的方案。同时,科研团队不断往返实验室与养猪场之间进行采样、检测,对免疫猪与非免疫猪的血样进行对比。“遇到母猪临产高峰期,我们团队8个人就轮流住在养猪场,一住就是一两周。做‘接生婆’,收集脐带血、采取生产母猪的血样。”不仅仅是上海地区,浙江、江西、广西、河南等地的养猪场在得知疫苗诞生后都慕名前来,请愿加入试验计划,并配合畜牧兽医所做好接种、采样记录等工作。

经过多地猪场试验,团队研发的疫苗对预防猪细小病毒十分有效,上海等多地区母猪在接种疫苗后平均产仔率提高2.9-3.2头,江西省效果更为明显,母猪平均产仔率提高4.6头。1990年,课题顺利结题,该项目收获了上海市科技兴农三等奖。

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“科技成果不能锁在抽屉里,要应用到生产中去!”

课题的结题代表着研究告一段落,但在叶向阳等科研人员看来,“做科技成果,就是要为生产服务。科技成果不能锁在抽屉里,要应用!”眼看着其他省市、兄弟单位都在开展疫苗研究,而早早完成疫苗生产课题并为多地提供疫苗的市农科院畜牧兽医所却好似停下了脚步,叶向阳内心十分焦灼。1990年潘雪珠退休后,叶向阳成了课题组长,她不能接受团队辛苦多年的课题成果在自己手里停滞。在她看来,要让科技成果得到应用,不仅要获得客户认可,还要获得国家认可,要取得兽药生产许可证。

分析此前疫苗应用后各个养猪场的反馈数据,叶向阳在看到疫苗价值的同时,也发现了不少问题:有猪场负责人反映,有少量猪在接种后会产生发热、多日食欲不振等不良反应,且因注射剂量较大,有的猪在接种疫苗后,接种部位会产生较大硬块。还有猪场反映,疫苗的物理性状不好,水油分层较为明显。叶向阳决心在申请兽药证前,先完善疫苗制作工艺。

没有课题,就意味着没有科研经费。但让她感动的是,课题组的成员团结一致,愿意与她一同克服困难。复制细胞、配比灭活剂、做灭活试验、猪场采样等,都是极度枯燥而又需要绝对细心的工作。每一个环节都是日复一日的机械性重复,但每一个步骤都不容出任何差错,灭活剂配比不能出错,更不能让病毒泄漏污染实验室环境,这就要求团队的每一个科研人员都要耐得住寂寞,不问名利。

经过又一轮长时间的猪场、实验室“往返跑”,团队协力,不仅改进了疫苗性状,解决了水油分层问题,提高了疫苗稳定性,还逐步将疫苗注射剂量由10mL/次减少到5mL/次,最终实现注射2mL/次,就能有效防疫。同时,对注射时间也做了进一步优化,在母猪满5月龄至配种前均可以注射,缓解了兽医接种难度。

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做足准备后,团队按照农业部新兽药研发要求申报了猪细小病毒灭活疫苗注册证书。1994年4月,在兽药研发评审大会上收获全票通过。同年10月,团队顺利取得了国内最早该产品新兽药新疫苗注册证书。时隔26年,叶向阳在回忆起当年情景时依然热泪盈眶,“这份证书凝聚了我们团队所有人的心血与付出,看到科技成果终于得到转化,大家都激动不已。”

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取得新疫苗注册证书后,团队决定继续推进产品扩大中试,以满足全国各地更多养猪场的需求。畜牧兽医所决定筹资建设兽药GMP中试车间。潘饶苘副所长带领畜牧兽医所科研人员一同上阵,从选址、设计、组建队伍到车间建成,前后只花费了两年时间。疫苗大批量生产后,在河南等地热销,累计中试生产推广应用近3000万头母猪免疫,取得了良好的经济效益和社会效益,推动了我国养猪产业高质量发展。

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【后记】

2000年,叶向阳正式退休。研发改进疫苗工艺的接力棒转交到了新一代科研人员的手中。2001年,上海佳牧生物制品有限公司正式成立,2004年12月公司的灭活疫苗生产线顺利通过农业部兽药GMP动态验收,2005年4月获得农业部兽药GMP证书及兽药生产许可证。为了不断优化产品满足市场需求,佳牧公司的科研人员又通过大量实验,取得了新的突破,把该产品保存效期从原来的7个月提高到了12个月,有效解决了产品的生产、储存、使用过程中的不足之处。2021年猪细小病毒灭活苗产业化优化项目被评为上海市科学技术进步奖二等奖,佳牧公司也连续多年获得了上海市高新技术企业称号。如今,畜牧兽医所服务生产,助力养猪产业高质量发展的步伐并没有停滞,在猪圆环病毒病研究研发方面也取得了很好的进展,相关产品已申报临床试验,并于2020年3月取得了猪圆环病毒灭活苗生产批准文号(090351076),产品“科圆佳”也已于6月投放市场。


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