口蹄疫病毒（Foot and Mouth Disease Virus，FMDV）属于小RNA病毒科，口蹄疫病毒属，该病毒有七个血清型，各型之间无交叉保护反应。FMDV基因组RNA全长约8.5kb，依次为5’UTR、ORF和3’UTR组成，其中5’UTR长约1300bp，含有VPg二级结构、poly（C）区段和内部核糖体进入位点等；ORF约6.5kb，由L基因、P1结构蛋白基因、P2和P3非结构蛋白基因以及其始密码子和终止密码子组成，其中P1结构蛋白基因编码4种主要的衣壳蛋白，既VP1、VP2、VP3和VP4，VP1-3组成衣壳蛋白亚单位，VP4位于病毒颗粒内部；3’UTR长约172bp，由poly（A）以及poly（A）和P3区之间的碱基组成。VP1基因FMDV主要的免疫原性基因，它含有B细胞抗原表位（141-160aa）和T细胞抗原表位（200-213aa），能诱导集体产生中和抗体。另外，B细胞抗原表位区构成“G-H”环暴露在病毒粒子的表面，环内的RGD（精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸）序列高度保守，是病毒的宿主细胞结合的特异性位点。

    疫苗接种是特异性预防FMD的可靠和有效手段，安全有效的疫苗是成功地预防、控制乃至最终消灭FMD的先决条件。FMD弱毒疫苗和灭活疫苗等常规疫苗都具有良好的免疫原形，在预防和控制FMD的过程中发挥着重要作用，但由于病毒毒力返强、病毒灭活不彻底、活病毒逃逸加工厂等不安全因素，世界上一些地区FMD的暴发似乎与灭活疫苗中残存的活病毒有关，促使人们寻求一种更加安全有效的FMD疫苗。近年来，随着分子生物学技术的飞速发展，FMDV基因工程疫苗如亚单位疫苗、可饲疫苗、合成肽疫苗、蛋白质载体疫苗、基因缺失疫苗、活载体疫苗、核酸疫苗等不断涌现，本文就这一方面作一综述。

1.基因工程亚单位疫苗

    基因工程亚单位疫苗是指采用基因工程手段制备病原体亚单位成分，由于亚单位疫苗只含有病原体的一部分，不会引起病原体所导致的动物发病，在安全性方面大大提高。　　

    FMDV基因工程亚单位疫苗主要是利用各种表达系统表达VP1蛋白，制成疫苗。Kupper等（1981）等克隆了FMDV VP1基因，将其插入到原核表达载体PL启动子的下游，实现VP1基因的原核表达，并通过间接ELISA和放射免疫试验证实了其表达产物具有抗原性，从而为FMDV基因工程亚单位疫苗的研制提供了理论依据。同年Kield用大肠杆菌表达的A型FMDV VP1 蛋白免疫猪和牛，都可诱导中和抗体的产生，用高浓的VP1蛋白或重复接种牛，可使牛抵抗FMDV强毒的攻击。Morgan证实：用A12-32二聚体多次接种猪，猪也可产生高水平的中和抗体，可以保护猪免受强毒的攻击，但是该技术不适合O型FMDV。目前，已经发现FMDV结构基因和非结构基因2A、3C串联起来表达，可以产生76S的类病毒粒子，提纯该病毒粒子，用来免疫动物，其免疫效果类似于全病毒，可产生高水平的中和抗体，能抵抗强毒的攻击，并彻底解决了FMDV常规疫苗散毒的危险，显示其良好的年个月度年个 前景。除此以外，酵母和杆状病毒系统也用来表达VP1蛋白，解决VP1蛋白在原核表达系统中不被修饰加工等问题，以期提高其免疫原性。

2.可饲（食）疫苗
　　
    可饲（食）疫苗即利用脓杆菌或基因枪等技术，将免疫原性基因导入植株中，获得表达免疫原性蛋白的植株。　　

    FMD转基因植物可饲疫苗是研究较早，并且效果较好的例子之一。早在1998年，Carrillo等用FMDV的主要保护性抗原基因VP1获得了转基因拟南芥，用叶浸提物免疫小鼠，可诱导产生特异性抗体，所有免疫的小鼠都能抵抗FMDV强毒半数致死量的攻击，这是有关转基因植物表达的病毒抗原使免疫动物全部获得保护的首篇报道，而且一个免疫剂量仅为25-50mg叶片。1999年Wigdorovitta等又利用苜蓿作为受体材料，成功获得了转基因苜蓿，以15-20mg剂量免疫小鼠，免疫鼠能100%抵抗致死量强毒的攻击。最近，Carrillo等又以马铃薯作为受体材料，成功获得了表达VP1的转基因马铃薯，动物实验证实免疫鼠也能抵抗强毒的 。FMDV转基因植物可饲疫苗的研究成功，将为牛、羊等草食动物FMD的防治带来光明的前景。

3.合成肽苗

    合成肽苗即用根据免疫抗原表位的氨基酸序列合成的抗原决定基小肽制作的疫苗。一般是从蛋白质的一级结构并结合单克隆抗体的分析，推导出蛋白质免疫主要抗原表位的氨基酸顺序，然后合成或基因工程表达这一段肽作为抗原。　　

    Dimarch用合成O1K病毒VP1 141-158和200-213片段氨基酸组成的40个氨基酸肽（半胱氨酸-半胱氨酸-200-213-脯氨酸-脯氨酸-丝氨酸-141-158-脯氨酸-半胱氨酸-苷氨酸），在其中间加上两个脯氨酸和一个丝氨酸，使多肽折成立体构型，达到提高了单段肽（141-158-脯氨酸-半胱氨酸-苷氨酸）在豚鼠中的应答水平，并提出了N-末端氨基酸（半胱氨酸-半胱氨酸）在提高保护应答的重要性。Brown等用化学法合成了FMDV VP1 基因编码的140-160及200-213位肽段基因片段，并在大肠杆菌体内得到了表达，用其免疫牛、猪等都获得了较好的免疫力。Doel分别用A、O、C血清型FMDV VP1序列的141-158和200-213肽段组成的40个aa合成肽，用牛和豚鼠进行了试验，结果每个肽都产生了特异性高水平抗病毒中和抗体，在豚鼠中O、A型肽可抗各自病毒的攻击并获得完全保护，C型较差。

4.蛋白质载体疫苗　　

    FMDV是细胞内增殖，其免疫应答依赖于T细胞，因而细胞因子免疫性在抗病毒防御方面起着特别重要的作用。鉴于此，人们FMDV B细胞或T细胞抗原表位与发的蛋白质分子基因或与形成类病毒粒子（Virus like particle）的结构基因融合，利用载体基因蛋白或类病毒粒子的抗原提呈作用，刺激T细胞，增殖机体细胞免疫反应。Bittle根据FMDV
O1型VP1氨基酸序列，化合合成140-160段氨基酸肽与载体蛋白偶联，能诱导保护豚鼠的中和抗体。Broekhuijsen在β半乳糖苷酶N-末端连接VP1基因的B细胞和T细胞抗原表位单拷贝或多拷贝分子，用表达的融合蛋白接种豚鼠，能诱导高水平的中和抗体，刺激T细胞，产生细胞免疫应答，抵抗强毒的攻击。同年Clarke利用乙型肝炎病毒核心蛋白能自我包装成类病毒粒子，将FMDV的B细胞和T细胞抗原表位连接到其蛋白的N-末端，并在痘病毒中表达，其表达的融合N蛋白在豚鼠和猪中都可诱导高水平的中和抗体。Chan将FMDV VP1的141-160aa和200-213aa串联起来与猪IG的重链基因的末端融合，用其表达产物免疫的猪，可以抵抗50LD50的FMD的攻击。由于蛋白质载体疫苗安全性高，免疫原性好，故具有诱人的应用潜力。

5.基因缺失疫苗　　

    运用基因工程手段克隆FMDV全长cDNA，构建感染性克隆，在DNA水平上来RNA，通过缺失与病毒力相关的基因，减弱其毒力但不丧失其免疫原性。　　

    FMDV与Mengo病毒同属小RNA病毒，人们已通过DNA重组技术，将Mengo病毒polly（C）片段缩短，构成突变体，这种突变体对小鼠无害，而且在小鼠体内能产生高水平的抗体，保护小鼠免受强毒的攻击，因而研究人员试图借鉴Mengo病毒的经验，FMDV poly（C）片段缩短，虽然缩短了poly（C）片段的FMDV突变体的毒力没有减弱，但这给人们某种启发，对FMDV基因组特定位点的缺失，极有可能构建FMDV弱毒株。　　

    X射线晶体分析发现，FMDV具有一定立体构象，其表面由VP1-VP3组成，在VP1的一个高度可变区域内，有一高度保守的β环状（G-H环）氨基酸序列暴露于病毒粒子的表面，其中包含精氨酸-苷氨酸-天门冬氨酸（RGD）序列，构成病毒的细胞吸附位点。Ochoa等人研究FMDV VP1基因片段的主要抗原位点G-H环合成肽晶体结构时发现，针对VP1单抗可以产生一定程序的病毒凝集和很强的抑制病毒与细胞吸附作用。Acharya等也发现含有RGD序列的感染性的cDNA克隆，制备RGD缺失或突变的病毒粒子就成为可能。Mason通过取代病毒RGD序列内的氨基酸构建FMDV突变株，使病毒不能吸附和感染细胞。以上的研究均证实RGD序列是病毒吸附宿主细胞所必需的。Mckenna等用SGSNPGSL序列取代野生型SGSGVRGDFGSL的RGD编码序列，构建了RGD缺失病毒。这种缺失RGD序列的病毒粒子不吸附和感染细胞。利用该缺失病毒进行小鼠和猪的动物试验发现，野生型病毒对照组出现典型的FMD症状，试验组无任何症状。通过免疫沉淀监测了这些动物在接种28d后的血样，其中对照组显示很强的结构蛋白活性，没有测到非结构蛋白活性，证明了野生病毒在动物中能复制，而所构建的病毒不能复制。用海福特牛对这种病毒所做的油作比较，证明在产生血清中和抗体、刺激机体产生免疫应答、动物保护等方面与灭活疫苗一致，有些优于灭活疫苗。

6.活载体疫苗

利用基因操作技术将FMDV的保护性基因（VP1或P1）插入到另一种病毒基因组中的某些部位，使之高效表达重组蛋白。由于外源性木的基因VP1或P1已成为载体的一部分，并随着载体病毒增殖而不停地表达，因而这种活载体疫苗在机体不但不能产生针对载体的抗体，而且可以产生针对FMDV的抗体，从而达到“一针防两病”的目的。另外，针对FMDV多血清型，而且型间无交叉保护作用，因而可将不同型FMDV VP1或P1基因插入到同一病毒活载体中，从而组成多价基因工程疫苗来预防、控制FMD及其他相关疾病。目前常用的病毒载体主要有痘病毒，腺病毒、疱疹病毒等。　　Sanz-Parra等构建表达FMDV VP1和VP1基因的重组痘病毒，用该重组病毒接种豚鼠，产生针对FMDV的B细胞和T细胞的免疫反应，2000年，BerinsteinA等构建了表达FMDV C3 Arg 85毒株的P1基因重组痘病毒，用该重组痘病毒接种Balb/c小鼠，用ELISA检测出高效价的抗FMDV抗体，同时能保护同源病毒强毒的攻击；Gregory A等，用表达FMDV结构蛋白腺病毒型免疫猪，4周后用相同剂量加强免疫一次，产生高水平的FMDV中和抗体，5/6免疫猪得到了FMDV结构蛋白的VP1多肽，用该重组病毒接种牛诱导高水平的抗FMDV抗体。伪狂犬病病毒与牛传染性鼻气管炎病毒属于疱疹病毒，基因组约150kb，含有许多病毒增殖和复制所非必需的基因，能容纳的外源基因多，是一种很好的病毒载体。Ziji等成功地将猪瘟病毒膜蛋白E1基因插入PRV738株gC基因中得到表达，制成的疫苗使免疫猪获得了较好的免疫力，并可抵抗PRV强毒和猪瘟ngdu 的攻击。本文作者已将FMDV VP1基因插入到伪狂犬病病毒弱毒疫苗株gG基因中，并得到表达，用该重组病毒免疫猪可产生针对伪狂犬病和FMD的中和抗体（待发表材料）。　　

    除病毒活载体疫苗外，菌体也用来作为载体，目前已有人将FMDV VP1 的部分抗原肽在菌体系统中嵌合表达。

7.核酸疫苗　　

    核酸疫苗又称基因疫苗，是将编码病原体免疫保护性抗原蛋白基因置于真表达元件的控制下，并将其导入动物机体内，通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白，从而诱导宿主产生对抗原蛋白的免疫应答。由于FMDV血清型多，各型间无交叉保护性，这给FMD的仿制带来巨大的困难。90年代，随着基因免疫概念的问世及完善，为FMDV免疫带来契机。Benvenisti将FMDV完整的结构基因P1和非结构基因2A、3CD串联起来，同时加入脑心肌炎病毒（EMCV）内部核糖体进入(IRES)，并通过免疫荧光和免疫斑点技术检测到猪皮肤中，部分猪获得抵抗FMDV强毒的攻击。Shieh未了克服亚单位疫苗不能产生持久的免疫保护，通过基因免疫和亚单位疫苗联合免疫来增强其免疫效果，首先用含有FMDV主要免疫原性VP1 的质粒免疫鼠，接下来VP1多肽偶合物（P29-KLH）刺激，免疫的鼠产生高效价的抗体，并具有中和FMDV活性。　　

    总之，理想的疫苗必须安全、有效、同时还应具备价廉、易于推广等优点。虽然FMDV灭活疫苗具有良好的免疫原性，但潜在的不安全性影响其使用；另外，由于灭活疫苗制备成本高，价格昂贵，限制了该疫苗的推广。基因疫苗经验有安全性高，同时可以根据需要制备同一病毒多哥成分或多价病毒疫苗，大幅度节约生产成本等优点，因此，FMDV记忆内工程疫苗是未来的发展方向。