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畜牧业疫苗
疫苗用于预防由微生物引起的疾病传播。成功的疫苗接种不但可以预防个体动物的疾病，也可以防止细菌和病毒在群体内传播。通过减少脱毒来减少细菌传播，减少了对抗生素的需求，从而减少了细菌对抗生素产生耐药性的机会。疫苗是抗生素的重要替代品，对保持猪的健康和猪场的盈利至关重要
免疫途径
传统上，疫苗接种常采用肌肉注射的途径，但对牲畜进行疫苗接种时，肌肉注射的方法对工作人员来说劳动强度大，也会对动物产生应激，而且针头断裂和意外的针头刺伤也可能会带来安全风险。需要适合大规模接种程序的替代接种策略，如添加在水中或饲料中的口服疫苗。然而，很难追踪每只动物从饲料或水中摄入的疫苗量。
替代疫苗接种策略（宫内）
为了让养猪业使用有效的疫苗接种策略，疫苗需要对疾病具有保护性，但也必须易于接种，并与当前的畜牧业实践相结合。我们的团队由Heather Wilson博士领导，目前正在寻找将疫苗与母猪/后备母猪繁殖计划相结合的方法。人工授精（AI）是90%以上猪场的一个常规操作，这使得宫内疫苗接种易于实现。当母猪/后备母猪发情时，它们会出现前凸反应（站立反射），这意味着它们会在短时间内保持僵硬状态，从而可以安全地接种疫苗。我们正在测试在配种时直接将疫苗注射到精液袋中是否能在不影响精液功能或生育能力的情况下产生有效的免疫反应。
宫内疫苗的研发
我们的团队使用繁殖母猪进行了几次实验。在最初的一个实验中，我们选取了在前一个妊娠周期中已经肌内接种过商品猪细小病毒（PPV）疫苗的母猪。然后，我们在标准人工授精之前立即将猪细小病毒疫苗注射到精液袋中。接种宫内疫苗的母猪血液中的抗体升高，表明子宫可能是一个潜在的疫苗接种部位（Hamonic等人，2020年）。
在随后的实验中，后备母猪通过精液接种了猪流行性腹泻病毒（PEDV），作为初次疫苗接种（他们从未接种过或接触过PEDV）。我们在3个不同的发情周期进行了宫内接种（在第2和第3个发情周期，后备母猪接种了一定剂量的热灭活精液+疫苗。在第4个发情周期，它们接种了正常的精液剂量+疫苗；仅在每个周期的第一次精液剂量中添加疫苗）。宫内接种疫苗的母猪血清、子宫组织和初乳中的PEDV抗体显著升高。此外，出生的仔猪数量、出生时的体重和几周内的生长动力学与对照组的仔猪相当。这些初步结果表明，宫内免疫可能不会影响生育能力、仔猪健康或生长动力学，所有这些都是研发这种新型免疫途径的关键里程碑。当用PEDV进行攻毒时，我们观察到，宫内接种疫苗的母猪所产的仔猪表现出一定的被动保护，但初乳中的中和抗体滴度不够高，无法完全保护其免受该疾病的侵害。我们还研究了在后备母猪第一次发情时，在没有精液的情况下给后备母猪接种疫苗。尽管结果表明这种方法仍然有效，但我们认为它不会轻易被采用，因为它需要在猪舍内进行更多的工作（Choudhary等人，2021）。在配种过程中通过精液接种疫苗对猪场更有吸引力。
为了进一步提高疫苗效力并最大限度地发挥被动保护作用，我们正在使用将疫苗抗原和佐剂封装在一起的纳米颗粒来改进疫苗配方。这种方法使我们能够在纳米颗粒中加入更强的佐剂，以增强免疫反应，而不会对精液产生任何负面影响。我们使用PLGA（聚乳酸-乙醇酸）纳米颗粒，因为它们是最有效的可生物降解纳米颗粒之一，美国FDA批准它们用于药物传输系统。
建议的疫苗在子宫内摄取的机制
目前尚不清楚子宫是如何作为免疫诱导部位的，因为没有明显的特异性免疫器官（如肠内的派氏集合淋巴结）。然而，在发情期和用精液人工授精后，从血液到子宫的免疫细胞会自然增加。这些免疫细胞可以清除任何碎片和死亡的精子。宫内疫苗接种可以利用这种自然免疫反应。我们正在研究免疫细胞是否留在子宫内以产生免疫反应，或者这些免疫细胞或疫苗是否迁移到引流淋巴结。
确定子宫如何作为疫苗接种部位可以让我们改进我们的疫苗。
我们团队的研究表明，宫内疫苗接种是新颖的，它似乎是安全且对动物友好的，可以很容易地纳入当前的畜牧业实践中。我们未来的实验包括确定宫内免疫是否可以通过初乳被动免疫来预防成年母猪和后备母猪的PRRS病毒等关键生殖疾病，以及保护哺乳仔猪免受轮状病毒、大肠杆菌、猪链球菌等引起的重要新生仔猪疾病。
333团队
