口服海藻酸钠微球递送卡介苗（BCG）：防控白尾鹿结核病传播的新希望

《BMC Veterinary Research》：Oral delivery of Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guérin (BCG) in alginate spheres to captive white-tailed deer

为解决牛结核（bTB）在野生动物与家畜间传播问题，研究人员开展海藻酸钠微球递送 BCG 疫苗研究，发现其可诱导免疫反应，为防控提供新途径。

　　在动物和人类健康的交叉领域，牛结核病（bovine tuberculosis，bTB）如同一个顽固的 “幽灵”，持续威胁着全球许多地区的动物和公共卫生安全。它由牛结核杆菌（Mycobacterium bovis）感染引起，不仅能让牛群患病，还会悄然 “跨界” 感染人类，引发与常见人类结核病难以区分的病症。多年来，各国投入大量人力、物力开展牛结核病根除计划，强制牛奶巴氏杀菌等措施确实降低了牛和人类的感染率，但完全消灭该疾病仍困难重重。

其中一个棘手的难题是，牛结核杆菌在野生动物中找到了 “避风港”，形成了多个野生动物宿主库。在新西兰，刷尾负鼠（Trichosurus vulpecula）是宿主之一；在英国和爱尔兰，欧洲獾（Meles meles）成为病菌的藏身之处；在南非，非洲水牛（Syncerus caffer）被卷入其中；在伊比利亚半岛，野猪（Sus scrofa）和马鹿（Cervus elaphus）也未能幸免；而在美国，白尾鹿（Odocoileus virginianus）则成了牛结核杆菌传播的关键一环，不断将病菌 “回传” 给牛群，让牛结核病的防控工作陷入困境。

为了打破这一僵局，各国研究人员尝试了多种方法。在新西兰，人们用毒药减少刷尾负鼠数量；美国密歇根州等地增加无角鹿的狩猎量，控制鹿群数量，同时取消野生动物的补充喂食和诱饵投放，还修建隔离围栏将野生动物与牛群隔开。此外，疫苗研发成为了重要的突破方向，其中人类结核病疫苗 —— 卡介苗（Mycobacterium bovis bacillus Calmette?Guérin，BCG）备受关注。在白尾鹿的研究中发现，口服 BCG 疫苗能减轻实验感染后的病变严重程度，这为防控牛结核病带来了希望。然而，给野生动物接种疫苗并非易事，传统手动口服给药方式无法用于自由放养的鹿群，急需一种可大规模实施且无需接触动物的疫苗递送平台。

在这样的背景下，美国农业部国家动物疾病中心（National Animal Disease Center）等机构的研究人员挺身而出，开展了一项极具创新性的研究。他们将目光聚焦在海藻酸钠微球上，探索其作为 BCG 疫苗递送平台的可行性，相关研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上。

研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，他们制备了 BCG 疫苗和海藻酸钠微球，将 BCG 丹麦疫苗在特定培养基中培养、处理后备用，通过特定的钙溶液和海藻酸溶液反应制成海藻酸钠微球，并在使用前将 BCG 疫苗装入微球。接着，选取 22 只约 1 岁的白尾鹿，随机分为三组，分别进行口服液体 BCG 疫苗、口服含 BCG 疫苗的海藻酸钠微球以及不接种疫苗的处理。在接种前和接种后的多个时间点采集白尾鹿的外周血，利用 Ficoll 梯度离心法分离外周血单个核细胞（PBMC）。之后，通过体外刺激实验，用纯化蛋白衍生物（PPDb）、伴刀豆球蛋白 A（ConA）刺激 PBMC，并用 CellTrace Violet 荧光染料标记细胞，通过流式细胞术分析 T 细胞亚群的增殖情况。同时，采集血液样本，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测体液免疫反应。

研究结果如下：

1. T 细胞亚群分析：在接种疫苗前后不同时间点采集血液，分析外周血中 T 细胞亚群。结果显示，接种疫苗后，各实验组 T 细胞总体频率在不同时间点均无显著差异，这表明两种疫苗递送平台对循环和应答 T 细胞的总体频率影响不大。
2. 抗原特异性增殖反应：通过检测 T 细胞增殖情况来评估疫苗是否引发抗原特异性反应。结果发现，口服液体 BCG 疫苗和海藻酸钠微球包裹的 BCG 疫苗均能使 CD4⁺ T 细胞在接种后 8 - 16 周增殖频率增加，且与对照组和接种前相比有显著差异。对于 CD8⁺ T 细胞，仅接种海藻酸钠微球包裹的 BCG 疫苗的白尾鹿在接种后 8 周出现增殖频率显著增加。γδ T 细胞在两种疫苗接种组中均呈现增殖频率增加的趋势，虽然与对照组相比无显著差异，但与接种前相比，在多个时间点有显著差异。这些数据表明，两种疫苗递送平台都能有效诱导 T 细胞增殖反应，是可行的 BCG 疫苗递送途径，且评估外周细胞免疫反应的最佳时间窗口在接种后 8 - 12 周。
3. 体液免疫反应：利用 ELISA 检测接种疫苗后白尾鹿血清中的 IgG 抗体水平，结果显示，无论是口服液体 BCG 疫苗还是海藻酸钠微球包裹的 BCG 疫苗，接种后血清样本的 OD 值均未增加，表明在检测时间点内未产生可测量的针对结核杆菌抗原的 IgG 抗体反应。

综合研究结果和讨论部分，海藻酸钠微球作为 BCG 疫苗的递送平台展现出了巨大的潜力。虽然本次研究未进行攻毒实验验证疫苗的保护效果，但两种疫苗接种方式诱导的 T 细胞反应相似，且与未接种对照组相比有显著差异。结合以往研究证实口服 BCG 疫苗对白尾鹿有保护作用，推测海藻酸钠微球包裹的 BCG 疫苗也能提供类似的保护。这一研究为牛结核病的防控开辟了新的道路，未来若能进一步优化疫苗递送平台，开展更多实验室和野外研究，验证其在实际应用中的效果，有望为控制牛结核病在野生动物和家畜间的传播提供有力的工具，保护动物和人类的健康。