文 章 编 号,1000 - 0615 (2005) 04 - 0552 - 08
收 稿 日 期,2004208216
资 助 项 目,国 家 自 然 科 学 基 金 (30371096,30271015) ;浙 江 省 自 然 科 学 基 金 (301307) ;高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 基 金 (20030335040)
作 者 简 介,黄 洪 敏 (1981 - ),男,浙 江 乐 清 人,硕 士 研 究 生,研 究 方 向 为 鱼 类 分 子 免 疫 学 。 E2mail,zjuhhm100 @hotmail,com
通 讯 作 者,邵 健 忠,Tel,0571 - 88273287,E2mail,Shaojz @zju,edu,cn
· 综 述 ·
鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展黄 洪 敏, 邵 健 忠, 项 黎 新
(浙 江 大 学 生 命 科 学 学 院,浙 江 杭 州 310012)
关 键 词,鱼 类 ;免 疫 增 强 剂 ;机 理 ;应 用中 图 分 类 号,S963 文 献 标 识 码,A
Current research status and progress of fish immunostimulants
HUANG Hong2min,SHAO Jian2zhong,XIANG Li2xin
( College of Life Science,Zhejiang University,Hangzhou 310012,China)
Abstract,Immunostimulants are valuable for the control of fish diseases,At present,it has already been a main tendency to discover
and develop novel immunostimulants with characteristics of low toxicity,high efficacy,immediate efficacy and long2term efficacy,In
this review,the definition,defense mechanism,categories and application of fish immunostimulants are introduced and fish
immunostimulants are classified systematically according to their sources,Moreover,the latest literature about fish immunostimulants
in detail were presented and reviewed and three methods for control of fish disease were compared,vaccination,chemotherapy and
immunostimulants,Fish immunostimulants were thought to be safer than chemotherapeutics and their range of efficacy was wider than
vaccination,They may be able to compensate for these limitations of chemotherapeutics and vaccines,thus they hold tremendous
potential for use in fish culture to reduce losses from fish diseases,Meanwhile,concepts of use of fish immunostimulants were
presented and principles for use were also noted,For aquaculture,this review provided a scientific reference for control of fish disease
by immunostimulants.
Key words,fish ; immunostimulant ; mechanism ; application
现 代 水 产 养 殖 业 追 求 优 质 高 产,但 在 大 规 模 高 密 度的 养 殖 生 产 中,往 往 会 导 致 鱼 体 的 抗 应 激 能 力 下 降,病 害增 多,成 活 率 下 降,造 成 重 大 经 济 损 失 。 近 年 来,国 内 外学 者 对 鱼 类 免 疫 机 制 及 其 病 害 防 治 方 法 已 进 行 了 大 量 研究,其 中 免 疫 增 强 剂 因 能 增 强 机 体 抗 疾 病 感 染 的 能 力,其免 疫 增 强 作 用 所 需 时 间 较 短,且 没 有 记 忆 成 分,被 认 为 是一 种 提 高 鱼 体 免 疫 活 性 及 疾 病 抵 抗 力 的 有 效 方 法,具 有重 要 的 应 用 价 值 。
1 鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 含 义 和 作 用 机 理免 疫 增 强 剂 是 指 一 些 化 学 物 质,药 物,应 激 原 或 某 些能 引 起 特 异,非 特 异 性 免 疫 反 应 活 动,增 强 动 物 对 病 毒,
细 菌,真 菌,寄 生 虫 等 抵 抗 力 的 物 质 。 目 前 免 疫 增 强 剂 的种 类 可 分 为 人 工 合 成 制 剂,微 生 物 来 源 制 剂,动 植 物 来 源制 剂,营 养 因 子 类 物 质 和 生 物 活 性 因 子 类 物 质 等 五 大 类 。
鱼 类 免 疫 增 强 剂 主 要 通 过 增 强 非 特 异 性 免 疫 应 答 而 发 挥作 用,如 促 进 补 体,溶 菌 酶,蛋 白 酶 抑 制 剂,C - 反 应 蛋 白,
天 然 溶 血 素,凝 聚 素,α 2巨 球 蛋 白,巨 噬 细 胞 活 化 因 子 和 干扰 素 等 的 合 成,活 化 巨 噬 细 胞,嗜 中 性 粒 细 胞,非 特 异 性细 胞 毒 性 细 胞 的 吞 噬 杀 菌 功 能 。 另 外,免 疫 增 强 剂 也 能提 高 鱼 体 IgM 抗 体 水 平,增 强 鱼 类 特 异 性 免 疫 应 答 水平 [ 1,2 ] 。
2 鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 种 类
2,1 人 工 合 成 的 免 疫 增 强 剂目 前,在 鱼 类 中 报 道 的 人 工 合 成 免 疫 增 强 剂 主 要 有
第 29 卷 第 4 期
2005 年 8 月
水 产 学 报
JOURNAL OF FISHERIES OF CHINA
Vol,29,No,4
Aug.,2005
左 旋 咪 唑 ( levamisole,LMS ) 和 寡 聚 脱 氧 核 糖 核 苷 酸
(oligodeoxynucleotides,ODNs) 等 。 LMS 是 一 种 合 成 药 物,
在 人 类 和 高 等 动 物 中 用 来 治 疗 线 虫 等 感 染 。 在 鱼 类 中,
LMS 被 证 明 是 一 种 免 疫 增 强 剂,它 可 提 高 嗜 中 性 粒 细 胞的 代 谢 及 嗜 菌 活 性,也 可 提 高 白 细 胞 的 数 量 及 血 清 中 溶菌 酶 水 平,具 有 增 强 细 胞 免 疫 的 作 用,能 使 受 感 染 后 被 抑制 的 吞 噬 细 胞 和 淋 巴 细 胞 恢 复 正 常,从 而 增 强 机 体 对 细菌,病 毒 等 的 防 御 能 力 。 Mulero 等 \[3 \]曾 报 道 金 鲷 ( Sparus
aurata) 在 喂 饲 LMS 5 周 后,其 淋 巴 细 胞 分 泌 巨 噬 细 胞 活化 因 子 (MAF) 的 能 力 以 及 巨 噬 细 胞 的 吞 噬 活 性 和 呼 吸 爆发 作 用 均 显 著 增 加,血 清 补 体 活 性 也 明 显 上 升,鱼 体 对 鳗弧 菌 ( Vibrio anguillarum) 的 抵 抗 力 增 强 。 Jeney 等 \[4 \]报 道 了虹 鳟 ( Oncorhynchus mykiss) 在 LMS (5μ g· mL - 1 ) 中 浸 泡 30
min 后,再 在 杀 鲑 气 单 胞 菌 ( Aeromonas salmonicida) O - 抗原 疫 苗 中 浸 泡 2 min,其 吞 噬 细 胞 活 力 和 杀 菌 指 数 等 非 特异 免 疫 指 标 和 特 异 性 抗 体 滴 度 都 有 所 提 高 。 Cuesta 等 \[5 \]
在 体 内 实 验 中 发 现,金 鲷 用 含 LMS 的 饲 料 饲 喂 10 d 后,
其 NCC 活 力 显 著 增 强,并 且 这 种 增 强 作 用 可 以 维 持 6 周以 上 。
ODNs 是 一 种 含 CpG 基 序 (CpG motifs) 的 免 疫 增 强 序列 (immunostimulatory sequence,ISS),一 般 由 20 个 左 右 的脱 氧 核 糖 核 苷 酸 组 成,以 未 甲 基 化 的 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核苷 酸 为 核 心,两 侧 由 特 定 的 嘌 呤 和 嘧 啶 核 苷 酸 组 成 侧 翼序 列,不 同 动 物 的 免 疫 增 强 作 用 对 侧 翼 序 列 的 要 求 不 尽相 同,如 适 合 人 和 小 鼠 的 ODNs 分 别 为 5T C G T C G T T
T T G T C G T T T T G T C G T T3 和 5T C C A T G A C
G T T C C T G A C G T T3,适 合 大 西 洋 鲑 ( Salmo salar) 的
ODN 为 5 A C C G A T A A C G T T G C C G G T G A C
G3\[6 \]。 在 人 和 小 鼠 等 动 物 中 证 明,ODNs 是 免 疫 水 平 的 强有 力 增 强 剂,它 具 有 促 进 B 淋 巴 细 胞 增 殖 分 化,分 泌 白 细胞 介 素,诱 导 免 疫 球 蛋 白 合 成,增 加 B 细 胞 表 面 主 要 组 织相 容 性 抗 原 (MHC - II) 和 协 同 刺 激 分 子 B7 - 1 和 B7 - 2
等 的 表 达,促 进 机 体 产 生 抗 原 特 异 性 免 疫 反 应,直 接 增 强单 核 细 胞,巨 噬 细 胞,树 突 状 细 胞 在 体 内 上 调 其 共 刺 激 分子 的 表 达 和 分 泌 多 种 Th1 型 细 胞 因 子 如 IFN,IL - 1,IL -
12 和 TNF,增 强 N K细 胞 的 杀 伤 能 力 并 刺 激 其 分 泌 IFN -
γ 等 功 能,此 外 ODNs 还 是 一 种 新 型 而 安 全 的 佐 剂,能 引发 强 的 抗 体 反 应 和 Th1 型 体 液 免 疫 应 答 \[7 \]。 近 年 来,在鱼 类 中 也 证 实,ODNs 是 一 种 有 效 的 免 疫 增 强 剂 。
J <rgensen 等 \[8 \]最 早 利 用 质 粒 DNA (含 天 然 CpG 基 序 ) 和 人工 合 成 的 CpG - ODNs 体 外 刺 激 大 西 洋 鲑 白 细 胞,48h 后,
检 测 到 上 清 具 有 很 强 的 抗 病 毒 活 性,认 为 是 I 型 和 II 型
IFN 的 混 合 物 。 此 后,J <rgensen 等 \[9 \]又 用 CpG2ODNs 处 理虹 鳟 巨 噬 细 胞,8h 后,Northern 杂 交 即 显 示 IL - 1β 的 表 达量 增 加,48 h 后 出 现 了 抗 病 毒 活 性,而 经 氯 奎 处 理 的 细 胞再 与 CpG - ODNs 作 用,则 发 现 抗 病 毒 活 性 的 产 生 和 IL -
1β 表 达 均 受 到 严 重 抑 制,远 远 低 于 未 经 处 理 时 的 水 平 。
这 一 结 论 与 Krieg 等 \[10 \]在 小 鼠 中 得 到 的 结 果 类 似,由 于 氯奎 是 一 种 胞 内 酸 化 的 特 异 抑 制 剂,它 可 阻 断 CpG2ODNs 的诱 导 作 用,因 而 证 明 了 CpG2ODNs 是 经 内 吞 作 用 进 入 细胞,经 一 系 列 信 号 传 递,从 而 增 强 免 疫 细 胞 功 能 的 。 研 究中 还 发 现,当 用 氯 奎 处 理 巨 噬 细 胞 后 再 经 LPS 作 用,则
IL21β 的 表 达 并 未 受 影 响,这 也 提 示,在 鱼 类 中 CpG2ODNs
与 LPS 增 强 免 疫 细 胞 是 经 两 条 不 同 途 径 实 现 的,这 与 在高 等 动 物 中 的 结 论 相 同 \[11 \]。 另 外,Tassakka 等 \[12 \]还 发 现,
在 体 外 CpG - ODNs 能 增 强 鲤 ( Cyprinus carpio) 头 肾 吞 噬 细胞 的 活 力,提 高 超 氧 阴 离 子 的 产 量,同 时 也 能 诱 导 头 肾 淋巴 细 胞 的 增 殖 ; Ounouna 等 \[13 \]发 现 CpG - ODNs 能 增 强 斑点 叉 尾 ( Ictalurus punctatus) NCC 的 活 力 。 最 近 作 者 实 验室 的 研 究 也 证 明,CpG - ODNs 能 在 体 外 直 接 活 化 草 鱼 巨噬 细 胞,增 强 其 呼 吸 爆 发 活 性,引 起 巨 噬 细 胞 内 O -2 和
H2O2 的 增 加,促 进 酸 性 磷 酸 酶 的 合 成,提 高 其 杀 灭 细 菌 的能 力 \[6 \]。 这 些 结 果 表 明,ODNs 能 增 强 鱼 体 的 先 天 免 疫 应答 。
此 外,甲 酰 基 肽 (formyl peptides) 也 是 一 种 人 工 合 成 的鱼 类 免 疫 增 强 剂 。 N - 甲 酰 - 蛋 氨 酰 - 亮 氨 酰 - 苯 丙 氨酸 (formyl2methionyl2leucyl2phenylalanine,FMLP) 是 以 细 菌分 泌 物 中 的 一 种 多 肽 物 质 为 模 型 而 人 工 合 成 的 化 合 物 。
secombes 等 \[14 \]曾 报 道 在 鲽 ( Pleuronectes platessa) 的 中 性 粒细 胞 中 添 加 FMLP 后,能 增 加 其 迁 移 率,使 得 中 性 粒 细 胞对 炎 症 的 反 应 更 加 敏 感 。
2,2 微 生 物 来 源 的 免 疫 增 强 剂菌 体 组 分 研 究 表 明,微 生 物 的 许 多 菌 体 组 分 如 胞壁 酰 二 肽,脂 多 糖,壳 多 糖,壳 聚 糖,葡 聚 糖,肽 聚 糖 等 均是 有 效 的 免 疫 增 强 剂 。 胞 壁 酰 二 肽 ( muramyl dipeptide,
MDP) 来 自 分 支 杆 菌 的 细 胞 壁,具 有 免 疫 刺 激 作 用 。
Olivier 等 \[15 \]曾 报 道 银 大 麻 哈 鱼 ( Oncorhynchuskisutch) 注 射
MDP和 弗 氏 不 完 全 佐 剂 后,对 杀 鲑 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力 提高 了 47 倍 ; Kodama 等 \[16 \]报 道 了 虹 鳟 腹 腔 注 射 MDP2Lys
后 能 增 强 头 肾 白 细 胞 的 吞 噬 作 用,呼 吸 爆 发 反 应 和 迁 移率,提 高 对 杀 鲑 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力,同 时 他 们 还 证 实 了 注射 MDP2Lys 的 虹 鳟 的 血 清 能 刺 激 头 肾 细 胞 克 隆 的 形 成 。
脂 多 糖 (lipopolysaccharide,LPS) 是 革 兰 氏 阴 性 菌 细 胞壁 的 一 种 组 分,大 量 研 究 表 明,它 能 促 进 鱼 类 B 淋 巴 细 胞的 增 殖 与 分 化 。 除 此 之 外,Salati 等 \[17 \]还 发 现 真 鲷 ( Pagrus
major),鲽 和 大 西 洋 鲑 注 射 LPS 后 能 增 强 其 巨 噬 细 胞 的 吞噬 活 力 和 迁 移 率,增 加 超 氧 阴 离 子 的 产 量 ; Neumann 等 \[18 \]
发 现 LPS 能 促 进 鲫 ( Carassius auratus) 白 细 胞 产 生 巨 噬 细胞 活 化 因 子 和 斑 点 叉 尾 单 核 细 胞 产 生 IL21 样 分 子 。
Paulsen 等 \[19 \]将 大 西 洋 鲑 的 头 肾 巨 噬 细 胞 在 含 LPS 和 酵 母
β 2葡 聚 糖 的 培 养 基 中 共 培 养,发 现 其 上 清 液 中 溶 菌 酶 的 含量 在 第 3 天 开 始 增 加,第 6 天 达 到 高 峰,此 时 其 含 量 可 以达 到 对 照 组 的 5～ 6 倍,实 验 显 示 LPS 的 最 适 浓 度 为 10μ g
· mL - 1,而 酵 母 β - 葡 聚 糖 的 最 适 浓 度 为 1～ 250 μ g·
3554 期 黄 洪 敏 等,鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展
mL - 1 。 随 后 Paulsen 等 \[20 \]又 报 道 了 大 西 洋 鲑 腹 腔 注 射
LPS 和 酵 母 β - 葡 聚 糖 后,能 增 强 血 液,头 肾,肠 白 细 胞 中溶 菌 酶 的 活 力,而 在 脾 脏 和 肾 中 的 溶 菌 酶 活 力 没 有 改 变 。
值 得 一 提 的 是,Park 等 \[21 \]还 报 道 了 来 自 杂 色 革 盖 菌
( Coriolus versicolor) 的 蛋 白 多 糖 ( PS2K) 能 增 强 尼 罗 罗 非 鱼
( Oreochromis niloticus ) 对 迟 钝 爱 德 华 氏 菌 ( Edwardsiella
tarda) 的 抵 抗 力 。
壳 多 糖 是 一 种 多 糖 类 物 质,它 是 形 成 某 些 真 菌 细 胞壁 以 及 甲 壳 动 物 和 昆 虫 外 骨 骼 的 主 要 组 分,壳 聚 糖 则 是一 种 脱 乙 酰 基 的 壳 多 糖 。 在 壳 多 糖 和 壳 聚 糖 的 免 疫 学 功能 研 究 方 面,Anderson 等 \[22 \]曾 报 道 了 溪 鳟 ( Salvelinus
fontinalis)和 虹 鳟 经 壳 聚 糖 溶 液 注 射 或 浸 泡 后,血 液 中 的 一些 免 疫 指 标 如 杀 菌 活 力,髓 过 氧 化 物 酶 活 性 和 IgM 浓 度均 显 著 增 强,对 杀 蛙 气 单 胞 菌 感 染 的 抵 抗 力 也 明 显 增 加 ;
Esteban 等 \[23 \]则 发 现 金 鲷 饲 喂 壳 多 糖 后,能 增 强 天 然 溶 血补 体 和 细 胞 毒 活 力,促 进 吞 噬 细 胞 呼 吸 爆 发 和 杀 菌 作 用,
但 溶 菌 酶 的 活 力 没 有 改 变 ;此 外 Bullock 等 \[24 \]的 研 究 也 表明,虹 鳟 经 腹 腔 注 射 壳 多 糖 后,其 血 液 补 体 活 力,吞 噬 细胞 呼 吸 爆 发 和 吞 噬 活 力 显 著 增 强,而 经 静 脉 注 射 壳 多 糖后,所 有 的 免 疫 指 标 却 没 有 发 生 变 化 。
葡 聚 糖 也 是 一 种 重 要 的 免 疫 增 强 剂,其 中 对 酵 母 葡聚 糖 的 研 究 最 为 广 泛 。 Robertsen 等 \[25 \]曾 报 道 了 大 西 洋鲑,斑 点 叉 尾 等 腹 腔 注 射 或 口 服 酿 酒 酵 母
( Saccharomyces cerevisiae) 细 胞 壁 葡 聚 糖 后,能 增 加 对 鳗 弧菌,杀 鲑 弧 菌 ( Vibrio salmonicida),鲁 氏 耶 尔 森 菌 ( Yersinia
ruckeri) 和 爱 德 华 菌 ( Edwardsiella ictaluri) 的 抵 抗 力 ; Sung
等 \[26 \]发 现 斑 节 对 虾 ( Penaeus monodon) 经 酵 母 葡 聚 糖 溶 液
(0,5～ 1 mg· mL - 1 ) 浸 泡 后 能 增 加 对 创 伤 弧 菌 ( Vibrio
vulnificus)的 抵 抗 力 。 另 有 研 究 证 实,酵 母 葡 聚 糖 还 具 有 免疫 佐 剂 作 用,大 西 洋 鲑 联 合 注 射 杀 蛙 气 单 胞 菌 疫 苗 和 酵母 葡 聚 糖 后,与 单 独 注 射 疫 苗 的 对 照 组 相 比,其 抗 体 应 答水 平 和 对 疖 病 的 抵 抗 力 显 著 增 强,而 只 注 射 酵 母 葡 聚 糖的 实 验 组,免 疫 保 护 作 用 不 明 显 \[27 \]。 此 外,在 对 大 西 洋鲑,虹 鳟,木 叶 鲽 ( Scophthalmus maximus),斑 点 叉 尾 和 斑节 对 虾 等 的 研 究 中 还 分 别 发 现,酵 母 葡 聚 糖 能 增 强 溶 菌酶,补 体 和 巨 噬 细 胞 的 杀 菌 活 力 \[28,29 \]。 除 了 酵 母 葡 聚 糖外,来 自 裂 褶 菌 ( Schizophyllum commune) 的 β 21,3 葡 聚 糖
(VST) 也 有 增 强 抗 病 的 作 用 。 Nikl 等 曾 报 道 银 大 麻 哈 鱼注 射 或 口 服 VST 后 能 增 强 对 杀 蛙 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力 ;
Stolen 等 \[30 \]报 道 了 斑 点 叉 尾 饲 喂 VST 后,其 巨 噬 细 胞超 氧 阴 离 子 的 产 量 增 加,受 爱 德 华 菌 胁 迫 时 死 亡 率 降 低,
但 其 血 清 溶 菌 酶 活 力 没 有 增 加,VST 对 爱 德 华 菌 疫 苗 的佐 剂 作 用 也 不 明 显 ; Sahoo 等 \[31 \]还 用 VST 饲 喂 印 度 野 鲮
(Labeo rohita),发 现 鱼 体 非 特 异 性 免 疫 和 特 异 性 免 疫 水 平均 明 显 增 强,对 嗜 水 气 单 胞 菌 ( Aeromonas hydrophila) 的 抵抗 力 增 加 。 此 外 还 有 研 究 表 明,来 自 乳 糖 发 酵 短 杆 菌
( Brevibacterium lactofermentum ) 的 肽 聚 糖 在 青 甘 ( Seriola
quinqueradiata) 和 虹 鳟 中 能 增 强 吞 噬 细 胞 活 性,提 高 鱼 体 对格 氏 乳 球 菌 ( Enterococcus seriola) 和 弧 菌 的 抵 抗 力 [32 ] 。
在 菌 体 组 分 中,具 有 免 疫 增 强 作 用 的 还 有 细 菌 DNA。
20 世 纪 80 年 代,Yamonato 等 \[33 \]报 道 了 来 源 于 一 种 非 致病 性 的 结 核 杆 菌 样 分 支 杆 菌 (BCG) 的 基 因 组 DNA 提 取 物能 活 化 小 鼠 天 然 杀 伤 细 胞,并 诱 导 产 生 干 扰 素,从 而 抑 制病 毒 复 制 和 肿 瘤 生 长 。 该 发 现 揭 示 了 DNA 不 仅 是 重 要的 遗 传 物 质,而 且 还 具 有 免 疫 调 节 作 用 。 1991 年,另 一 研究 也 发 现 某 些 特 定 的 细 菌 DNA 能 刺 激 小 鼠 B 淋 巴 细 胞增 殖 和 免 疫 球 蛋 白 的 分 泌,而 脊 椎 动 物 DNA 却 没 有 这 种作 用 \[34 \]。 这 一 现 象 引 起 了 科 学 界 的 关 注,之 后 大 量 的 研究 证 明,这 种 免 疫 调 节 作 用 与 细 菌 基 因 组 DNA 的 特 殊 结构 有 关,在 细 菌 基 因 组 中,非 甲 基 化 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核 苷酸 (CpG) 出 现 频 率 很 高,平 均 每 16 对 二 核 苷 酸 就 出 现 一次,而 在 脊 椎 动 物 基 因 组 中 该 结 构 的 出 现 频 率 仅 为 细 菌的 1/ 4,并 且 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核 苷 酸 呈 高 度 甲 基 化 。 因此,人 们 把 以 未 甲 基 化 的 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核 苷 酸 为 核 心的 特 殊 核 苷 酸 序 列 称 为 免 疫 刺 激 序 列 (ISS),动 物 免 疫 系统 正 是 通 过 识 别 ISS 的 特 征 结 构 来 识 别 微 生 物 DNA 和 自身 DNA,从 而 形 成 针 对 病 原 体 的 特 异 免 疫 防 护 机 制 \[35 \]。
近 年 来 的 研 究 表 明,含 有 ISS 序 列 的 细 菌,病 毒 和 质 粒
DNA 也 能 增 强 鱼 类 的 先 天 免 疫 应 答,如 J ohansen 等 \[36 \]报道 了 质 粒 pBLCAT2 DNA 能 诱 导 大 西 洋 鲑 白 细 胞 产 生 有抗 病 毒 作 用 的 细 胞 因 子,而 质 粒 经 DNaseI 处 理 后,则 无 此应 答 ; Ounouna 等 \[37 \]报 道 了 海 豚 链 球 菌 ( Streptococcus iniae)
基 因 组 DNA 能 增 强 斑 点 叉 尾 NCC 的 活 力,而 基 因 组
DNA 经 Dnase I 处 理 后,该 作 用 消 失 ; Kannelos 等 \[38 \]报 道了 鲫 联 合 注 射 含 有 CpG 基 序 的 质 粒 DNA 和 蛋 白 亚 单 位疫 苗 后,能 增 强 鱼 体 抗 体 的 应 答 能 力 ; 此 外,Kanellos \[39 \]、
Kim\[40 \]和 Heppell 等 \[41 \]也 有 类 似 的 报 道 。
另 外,核 苷 酸 早 就 被 认 为 是 哺 乳 动 物 营 养 的 重 要 组成 部 分,可 增 强 小 鼠 对 金 黄 色 葡 萄 球 菌 ( Staphylococcus
aureus) 和 白 色 假 丝 酵 母 ( Candida albicans) 的 抵 抗 力 。 在 鱼类 中,Burrells 等 \[42 \]报 道 了 大 西 洋 鲑,银 大 麻 哈 鱼 和 虹 鳟饲 喂 添 加 有 外 源 核 苷 酸 的 饲 料 后,能 增 强 对 细 菌,病 毒,
立 克 次 体 感 染 的 抵 抗 力 。 Sakai 等 \[43 \]也 发 现,饲 料 中 添 加酵 母 来 源 的 核 苷 酸,能 增 强 鲤 的 非 特 异 性 免 疫 反 应 。
微 生 物 代 谢 和 发 酵 产 物 研 究 表 明,微 生 物 的 某 些代 谢 和 发 酵 产 物 能 作 为 鱼 类 免 疫 增 强 剂,如 FK2565 (庚 酮 2
y2D2谷 氨 酸 2L2内 消 旋 2二 氨 基 庚 二 基 2DC2 丙 氨 酸 ) 是 与 乳酰 四 肽 (FK2156) 相 关 的 一 种 多 肽,它 是 从 橄 榄 灰 链 球 菌
( Streptomyces olivaceogriseus) 的 培 养 液 中 分 离 获 得 的 。 Kitao
和 Yoshida 等 \[44 \]证 实,虹 鳟 和 青 甘 注 射 FK2565 后 能 使 吞噬 细 胞 活 化,增 强 抗 杀 蛙 气 单 胞 菌 的 能 力 ;在 虹 鳟 中,用鲁 氏 耶 尔 森 菌 或 杀 蛙 气 单 胞 菌 O - 抗 原 制 剂 和 FK2565 联合 免 疫 后,能 提 高 脾 抗 体 形 成 细 胞 的 数 量 和 体 液 中 抗 体的 滴 度 \[45 \]。 EF203 是 微 生 物 利 用 鸡 蛋 的 发 酵 产 物,
455 水 产 学 报 29 卷
Yoshida 等 \[46 \]报 道 了 虹 鳟 口 服 EF203 后,能 刺 激 白 细 胞 的活 力,如 增 强 吞 噬 作 用 和 化 学 发 光 反 应,并 能 增 加 对 链 球菌 的 抵 抗 力 。 Sakai 等 \[47 \]发 现 虹 鳟 在 接 种 鲑 肾 杆 菌
( Renibacterium salmoninarum) 疫 苗 的 同 时 使 用 EF203,虽 然血 清 凝 集 抗 体 滴 度 没 有 增 加,但 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 作 用 明显 加 强,头 肾 白 细 胞 的 NBT 反 应 也 更 活 跃,在 抗 鲑 肾 杆 菌感 染 方 面,其 存 活 率 有 明 显 提 高 。
微 生 物 菌 体 微 生 物 菌 体 除 了 可 以 作 为 疫 苗 进 行 鱼类 病 害 免 疫 防 治 外,还 可 作 为 免 疫 增 强 剂 发 挥 作 用,如 鳗弧 菌 就 已 作 为 一 种 重 要 的 免 疫 增 强 剂 应 用 于 鲑 鱼 养 殖 生产 。 研 究 显 示,该 菌 通 过 注 射,口 服,浸 泡 等 途 径 给 药 都有 效 果 。 Sakai 等 \[48 \]发 现 虹 鳟 经 鳗 弧 菌 溶 液 浸 泡 后,能 增强 其 对 链 球 菌 感 染 的 抵 抗 力 ; Norqvist 等 \[49 \]报 道 了 减 毒 鳗弧 菌 可 使 虹 鳟 对 杀 蛙 气 单 胞 菌 有 抵 抗 作 用 。 除 了 鳗 弧 菌外,有 报 道 认 为 虹 鳟,斑 点 叉 尾 ,金 鲷 注 射 或 口 服 冻 干的 酿 酒 酵 母 和 假 丝 酵 母 ( Candida utilis) 后,能 同 时 增 强 体液 和 细 胞 免 疫 应 答,增 加 对 病 菌 的 抵 抗 力 \[50 - 52 \]。 此 外,
Rodrí guez 等 \[53 \]还 研 究 了 3 种 不 同 的 卷 枝 毛 霉 菌 ( Mucor
circinelloides) 对 金 鲷 的 免 疫 刺 增 强 性,发 现 饲 喂 含 有 冻 干卷 枝 毛 霉 菌 的 饲 料 后,能 增 强 鱼 体 血 清 溶 菌 酶 的 活 力,白细 胞 吞 噬 作 用 和 细 胞 毒 活 性 。
狭 盐 无 色 杆 菌 ( Achromobacter stenohalis) 是 从 海 水 中 分离 的 一 种 G - 细 菌,Kawahara\[54 \]等 发 现 白 斑 红 点 鲑
(Salvelinus leucomaenis) 注 射 灭 活 的 该 种 细 菌 后 能 增 强 头肾 细 胞 的 化 学 发 光 反 应,活 化 补 体 成 分,增 强 对 杀 蛙 气 单胞 菌 的 抵 抗 力 \[22 \]。 丁 酸 梭 菌 ( Clostridium butyricum) 已 在医 学 临 床 上 用 来 预 防 人 类 肠 道 内 微 生 物 菌 落 的 紊 乱,如
Young 等 \[55 \]报 道 了 该 菌 能 刺 激 人 巨 噬 细 胞 和 N K 细 胞 活化,增 强 抗 念 珠 菌 的 感 染 。 研 究 显 示,它 在 鱼 类 中 也 有 免疫 调 节 作 用,如 Sakai 等 \[56 \]发 现 虹 鳟 口 服 丁 酸 梭 菌 后 能 通过 对 白 细 胞 的 活 化 (包 括 吞 噬 作 用 的 增 强 和 超 氧 阴 离 子量 的 增 加 ) 而 增 强 对 弧 菌 病 的 抵 抗 力 。 此 外,灭 活 的 乳 酪分 枝 杆 菌 ( Mycobacterium butyricum) 常 被 作 为 弗 氏 完 全 佐 剂成 分 之 一,用 于 增 强 鱼 体 的 免 疫 应 答 和 疫 苗 的 效 力 。
2,3 动 植 物 来 源 的 免 疫 增 强 剂动 物 提 取 物 研 究 显 示,一 些 无 脊 椎 动 物 的 提 取 物也 有 免 疫 刺 激 作 用,如 海 产 被 囊 类 动 物 中 的 加 勒 比 海 海鞘 ( Ecteinascida turbinata ) 的 提 取 物 Ete 和 皱 纹 盘 鲍
( Haliotis discus hannai) 的 水 提 物 Hde 中 的 一 种 糖 蛋 白 组 分已 被 证 明 能 在 体 外 促 进 人 肿 瘤 细 胞 的 死 亡,并 抑 制 体 内肿 瘤 的 生 长 。 Davis 等 \[57 \]发 现,Ete 和 Hde 在 鱼 类 中 也 有免 疫 调 节 作 用,如 美 洲 鳗 ( Anguilla rostrata) 和 虹 鳟 分 别 注射 Ete 和 Hde 后,能 增 强 吞 噬 细 胞 和 N K 细 胞 活 性,在 嗜水 气 单 胞 菌 和 鳗 弧 菌 的 胁 迫 下 存 活 率 有 明 显 增 加 。 此外,一 种 萤 火 鱿 ( Watasenia scintillans) 的 提 取 物,也 被 证 实能 刺 激 虹 鳟 巨 噬 细 胞 活 性,促 进 淋 巴 母 细 胞 转 化 为 淋 巴细 胞 \[58 \]。 鱼 类 蛋 白 水 解 物 中 的 酸 肽 成 分 在 大 西 洋 鲑 中 也被 认 为 有 明 显 的 免 疫 刺 激 作 用 \[59 \]。
植 物 提 取 物 许 多 植 物 提 取 物 同 样 具 有 免 疫 刺 激 作用,如 甘 草 皂 苷 是 一 种 糖 基 化 的 皂 甙,它 能 通 过 免 疫 调 节途 径 而 发 挥 抗 炎 症,抗 肿 瘤 的 活 性 。 Edahiro 等 报 道 了 青甘 口 服 甘 草 皂 苷 后 能 增 加 对 格 氏 乳 球 菌 的 抵 抗 力 \[60 \]。
Jang 等 \[61 \]报 道 了 虹 鳟 巨 噬 细 胞 和 淋 巴 细 胞 经 甘 草 皂 苷 处理 后,能 分 别 增 强 其 呼 吸 爆 发 水 平 和 增 生 应 答 水 平 。 伴刀 豆 球 蛋 白 A (concanavalin A,Con A) 是 一 种 具 有 T 细 胞丝 裂 原 活 性 的 凝 集 素,研 究 表 明,它 与 植 物 凝 集 素 PHA 一样,不 仅 能 促 进 虹 鳟,鲤 等 T 淋 巴 细 胞 的 增 殖 分 化,同 时还 能 活 化 巨 噬 细 胞,并 诱 导 白 细 胞 产 生 巨 噬 细 胞 活 化 因子 \[62,63 \]。 此 外 还 有 研 究 显 示,虹 鳟 口 服 大 豆 蛋 白 后,能 增强 其 白 细 胞 的 活 力 \[64 \];虹 鳟 经 植 物 皂 甙 Quil A 浸 泡 后,能增 强 其 对 鲁 氏 耶 尔 森 菌 的 杀 菌 力 ;在 青 甘 中,口 服 Quil A
皂 甙 后 能 增 加 白 细 胞 的 迁 移 率 \[65 \]; 罗 非 鱼,草 鱼
( Ctenocpharyngodon idellus) 饲 喂 大 麦 葡 聚 糖,云 芝 多 糖 后 能提 高 对 嗜 水 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力 \[66 \]。 最 近,Candan 等 \[67 \]还研 究 了 饲 喂 几 种 医 用 植 物 如 姜 ( Zingiber officinale),荨 麻
( Urtica dioica),槲 寄 生 ( Viscum album) 提 取 物 对 鱼 类 免 疫系 统 的 影 响,发 现 这 几 种 饲 料 添 加 剂 都 能 增 强 巨 嗜 细 胞呼 吸 爆 发 反 应,虹 鳟 饲 喂 1 % 的 姜 粉 水 提 物,3 周 后 能 显著 增 加 鱼 体 的 非 特 异 免 疫 应 答 。
2,4 营 养 因 子 类 免 疫 增 强 剂维 生 素 C,E,A 等 不 仅 是 鱼 类 正 常 生 长 最 基 本 的 组分,也 能 增 强 鱼 类 的 特 异 和 非 特 异 性 免 疫 应 答 。 Cuesta
等 \[68 \]在 这 方 面 做 了 大 量 研 究,先 后 报 道 了 维 生 素 E 能 增强 金 鲷 的 NCC 活 力,维 生 素 C 能 增 强 金 鲷 的 NCC 活 力 和血 清 溶 菌 酶 活 力 \[69 \],金 鲷 口 服 150～ 300 mg· kg - 1的 醋 酸维 生 素 A,能 增 强 头 肾 NCC 活 力,吞 噬 细 胞 呼 吸 爆 发 和 白细 胞 的 髓 过 氧 化 物 酶 活 性,而 腹 腔 注 射 醋 酸 维 生 素 A 则对 金 鲷 有 毒 性 作 用 \[70,71 \]。 Clerton 等 \[72 \]报 道 了 改 变 食 物中 维 生 素 E 的 含 量 能 调 节 肠 道 白 细 胞 的 吞 噬 功 能,说 明维 生 素 E 更 多 的 是 在 局 部 发 生 作 用,特 别 是 在 肠 道 吞 噬细 胞 的 粘 膜 非 淋 巴 样 防 御 中 起 重 要 作 用 。 除 了 上 述 维 生素 外,Amar 等 \[73 \]还 报 道 了 类 胡 萝 卜 素 和 虾 黄 素 能 提 高 虹鳟 的 体 液 和 细 胞 免 疫 应 答 水 平,包 括 血 清 的 补 体 成 分 和溶 菌 酶 活 力,细 胞 吞 噬 作 用 和 细 胞 毒 效 应 。 类 葫 萝 卜 素在 与 其 它 维 生 素 如 A,C,E 联 合 使 用 时,还 能 表 现 出 更 高的 免 疫 刺 激 作 用 。 此 外,其 它 营 养 成 分 如 脂 类,微 量 元 素等 也 能 影 响 鱼 体 的 免 疫 应 答 水 平 。
2,5 生 物 活 性 因 子 类 免 疫 增 强 剂激 素 Kajita 等 \[74 \]的 研 究 表 明,在 鱼 类 中 外 源 生 长 激素 ( GH) 和 催 乳 素 ( PRL ) 能 直 接 影 响 鱼 类 淋 巴 细 胞,巨 噬细 胞 和 N K 细 胞 活 性,如 GH 对 淋 巴 细 胞 有 丝 裂 原 的 活性,并 能 活 化 N K 细 胞 。 Narnaware 等 \[75 \]证 实 在 高 盐 和 低盐 环 境 中,PRL 均 能 提 高 银 鲷 ( Sparus sarba) 血 液 中 的 淋 巴细 胞 数 目,鱼 体 注 射 PRL 能 引 起 白 细 胞 的 分 裂 增 殖,在 体
5554 期 黄 洪 敏 等,鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展外 PRL 还 能 活 化 吞 噬 细 胞 的 活 力 ; Yada 等 \[76 \]报 道 了 PRL
或 GH 在 调 节 IgM 含 量 中 也 起 重 要 作 用,他 们 还 发 现 PRL
和 GH 能 阻 止 由 氢 化 可 的 松 引 起 的 免 疫 抑 制,恢 复 鱼 类 特异 免 疫 功 能 \[77 \]。 在 激 素 中,前 阿 黑 皮 素 的 N 端 肽 链 (N2
terminal peptides of proopiomelanocortin,NPP) 是 由 前 阿 黑 皮素 经 翻 译 后 加 工 而 成 的,在 体 外 和 体 内 实 验 中,NPP 都 能增 强 虹 鳟 和 鲤 巨 噬 细 胞 的 吞 噬 活 力,增 加 超 氧 阴 离 子 的产 量 \[78 \]。 另 外,Watanaki 等 \[79 \]还 报 道 了 β - 内 啡 呔 能 增加 虹 鳟 白 细 胞 的 吞 噬 作 用 ; Kele 等 \[80 \]则 发 现 用 含 有 折 仑诺 (zeranol) 激 素 的 饲 料 饲 喂 虹 鳟 后,能 显 著 增 强 非 特 异 性免 疫 活 力 。
细 胞 因 子 细 胞 因 子 是 一 类 具 有 特 定 生 物 学 功 能 的多 肽 或 糖 蛋 白,近 年 来 对 鱼 类 细 胞 因 子 的 研 究 已 取 得 较大 进 展,特 别 是 一 批 免 疫 相 关 的 细 胞 因 子 及 其 基 因 如 IL
- 1β,IL22,IL28,IFN,TNF,N KEF,TGF 等 已 先 后 被 鉴 定 和克 隆,在 这 些 细 胞 因 子 中,已 有 部 分 因 子 被 证 实 是 有 效 的免 疫 增 强 剂,可 用 于 病 害 的 免 疫 防 治,如 Kwang 等 报 道 了鱼 类 IL21β 可 在 鲤 和 黑 鲈 ( Dicentrarchus labrax) 中 作 为 免 疫佐 剂,黑 鲈 幼 鱼 腹 腔 注 射 鳗 弧 菌 血 清 1 型,2 型 疫 苗 和 黑鲈 IL21β 后,能 增 加 特 异 性 抗 弧 菌 抗 体 的 产 量,增 强 血 清抗 体 应 答 \[81,82 \]。 Peddie 等 \[83 \]报 道 了 IL21β 在 体 外 能 引 起虹 鳟 头 肾 白 细 胞 的 迁 移 。 作 者 实 验 室 在 研 究 草 鱼 干 扰 素的 功 能 时 发 现,鱼 类 干 扰 素 不 仅 具 有 抗 病 毒 活 性,而 且 还具 有 增 强 巨 噬 细 胞 杀 菌 活 性,调 节 淋 巴 细 胞 增 殖 分 化 等功 能,说 明 其 可 作 为 一 种 免 疫 增 强 剂 而 得 到 应 用 \[84 \]。 可以 预 示,随 着 鱼 类 免 疫 细 胞 因 子 的 相 继 发 现 和 研 究 的 不断 深 入,它 们 必 将 为 鱼 类 病 害 防 治 开 辟 新 的 途 径,发 挥 越来 越 重 要 的 作 用 。
乳 铁 蛋 白 乳 铁 蛋 白 具 有 很 多 重 要 的 生 物 学 功 能,
如 抗 菌 活 性,铁 元 素 吸 收 的 调 控,巨 噬 细 胞 的 生 长 促 进 作用,也 有 报 道 认 为 它 能 调 节 巨 噬 细 胞,中 性 粒 细 胞 的 超 氧阴 离 子 活 性,如 Sakai 等 报 道 了 虹 鳟 口 服 牛 乳 铁 蛋 白 后,
能 增 加 巨 噬 细 胞 超 氧 阴 离 子 的 产 量,大 大 增 强 对 鳗 弧 菌的 抵 抗 力,对 链 球 菌 属 的 某 些 种 的 抵 抗 力 也 有 增 加 \[85 \]。
Kakura 等 \[86 \]发 现 真 鲷 口 服 牛 乳 铁 蛋 白 后,能 增 加 血 液 中粒 细 胞 和 淋 巴 细 胞 的 数 量,并 能 提 高 自 身 粘 液 的 分 泌,增强 对 刺 激 隐 核 虫 ( Cryptocaryon irritans) 的 抵 抗 力 。
3 鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 应 用 与 展 望免 疫 增 强 剂 在 鱼 体 中 的 应 用 有 注 射 法,浸 泡 法 和 口服 法,在 生 产 中 以 口 服 法 最 实 用 。 虽 然 注 射 法 效 果 较 明显,但 劳 动 强 度 大,耗 时 长,对 鱼 体 会 造 成 严 重 的 应 激 刺激,幼 鱼 常 不 宜 使 用 这 种 方 法 ;浸 泡 法 对 鱼 体 所 造 成 的 应激 性 刺 激 较 小,而 且 可 同 时 处 理 多 个 鱼 体,但 在 浸 泡 过 程中 免 疫 刺 激 物 是 通 过 鳃 和 其 他 器 官 进 入 体 内 的,所 以 吸收 量 较 少,作 用 时 间 较 短 ;口 服 法 则 不 仅 可 以 使 鱼 体 所 受到 的 应 激 性 刺 激 减 少 到 最 低 程 度,而 且 还 适 用 于 各 种 规格 的 鱼 体 \[22 \]。 但 值 得 注 意 的 是,免 疫 刺 激 剂 的 效 力 与 给药 途 径 有 关,如 腹 腔 注 射 和 口 服 醋 酸 维 生 素 A 对 金 鲷 免疫 系 统 的 影 响 不 同,口 服 可 以 提 高 鱼 体 的 免 疫 应 答,而 腹腔 注 射 则 对 鱼 体 有 毒 性 \[70 \]。 免 疫 增 强 剂 的 使 用 时 机 对 鱼体 的 免 疫 效 果 也 很 关 键,由 于 免 疫 增 强 剂 可 使 因 压 抑 而导 致 的 免 疫 抑 制 恢 复,所 以 为 了 减 少 因 发 病 而 造 成 的 损失,免 疫 刺 激 剂 一 般 应 在 鱼 体 发 病 前 使 用,但 是 有 些 免 疫增 强 剂 如 Ete 的 有 效 给 药 时 机 却 比 较 特 殊,表 现 为 在 鱼 体感 染 后 再 注 射,则 免 疫 抵 抗 力 有 所 增 强,而 在 感 染 前 或 感染 同 时 使 用,反 而 没 有 保 护 作 用 \[87 \]。 此 外,口 服 使 用 免 疫增 强 剂 虽 然 是 有 效 的 方 法,然 而 长 期 服 用 的 影 响 仍 不 清楚,有 研 究 显 示 长 期 口 服 使 用 免 疫 增 强 剂,反 而 会 降 低 免疫 应 答 反 应,这 可 能 是 鱼 体 中 存 在 一 种 对 免 疫 刺 激 剂 的负 反 馈 系 统,使 得 免 疫 水 平 回 到 初 始 的 状 态 。 所 以 有 必要 研 究 每 一 种 免 疫 增 强 剂 的 最 有 效 免 疫 时 期 \[88 \]。 同 样,
免 疫 增 强 剂 的 效 果 并 不 都 依 赖 于 其 剂 量,有 些 免 疫 增 强剂 在 高 剂 量 条 件 下,不 仅 不 会 增 强 其 免 疫 效 果,反 而 还 会抑 制 免 疫 反 应 \[19 \]。 另 一 方 面,对 免 疫 增 强 剂 的 副 作 用 还有 待 深 入 研 究,有 实 验 显 示,当 鱼 体 产 卵 时,免 疫 系 统 会被 性 激 素 所 抑 制,尽 管 使 用 免 疫 增 强 剂 可 以 使 受 性 激 素抑 制 的 免 疫 系 统 恢 复 过 来,但 它 们 可 能 会 因 此 而 扰 乱 鱼体 的 性 成 熟 和 其 它 与 产 卵 有 关 的 基 本 功 能 \[89 \]。
目 前,对 鱼 类 疾 病 的 控 制 主 要 有 3 种 方 法,即 化 学 疗法,疫 苗 接 种 和 使 用 免 疫 增 强 剂 。 化 学 药 物 治 疗 虽 是 主要 的 鱼 病 防 治 方 法,但 化 学 药 剂 和 抗 生 素 的 大 量 使 用 往往 会 导 致 药 物 残 留 和 耐 药 性 的 产 生,污 染 水 环 境,对 人 们的 健 康 造 成 潜 在 威 胁 。 疫 苗 虽 然 可 以 成 为 控 制 鱼 类 疾 病最 直 接 有 效 的 方 法,但 是 目 前 疫 苗 的 开 发 和 广 泛 应 用 也存 在 一 定 的 困 难,而 且 由 于 免 疫 反 应 具 有 特 异 性,一 种 疫苗 只 能 特 异 性 地 预 防 相 应 的 某 种 疾 病,所 以 实 际 作 用 也非 常 有 限 。 免 疫 增 强 剂 则 能 弥 补 化 学 治 疗 法 和 疫 苗 法 的不 足,虽 然 免 疫 增 强 剂 也 存 在 一 些 问 题,但 仍 被 认 为 是 一种 比 化 学 疗 法 更 安 全,比 疫 苗 法 有 更 广 泛 效 力 的 防 治 方法 。 如 果 将 疫 苗 和 免 疫 增 强 剂 联 合 使 用,将 能 增 加 疫 苗的 效 力 。 目 前,通 过 多 来 源,多 途 径 的 方 式 开 发 研 制 低毒,高 效,速 效,长 效 的 新 型 免 疫 增 强 剂 已 成 为 鱼 类 疾 病防 治 研 究 的 主 要 趋 势,而 随 着 人 们 对 鱼 类 免 疫 机 制 的 更深 入 全 面 的 研 究,鱼 类 免 疫 增 强 剂 将 会 成 为 控 制 鱼 类 疾病,提 高 鱼 体 免 疫 力 的 极 为 有 效 的 途 径 。
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9554 期 黄 洪 敏 等,鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展
收 稿 日 期,2004208216
资 助 项 目,国 家 自 然 科 学 基 金 (30371096,30271015) ;浙 江 省 自 然 科 学 基 金 (301307) ;高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 基 金 (20030335040)
作 者 简 介,黄 洪 敏 (1981 - ),男,浙 江 乐 清 人,硕 士 研 究 生,研 究 方 向 为 鱼 类 分 子 免 疫 学 。 E2mail,zjuhhm100 @hotmail,com
通 讯 作 者,邵 健 忠,Tel,0571 - 88273287,E2mail,Shaojz @zju,edu,cn
· 综 述 ·
鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展黄 洪 敏, 邵 健 忠, 项 黎 新
(浙 江 大 学 生 命 科 学 学 院,浙 江 杭 州 310012)
关 键 词,鱼 类 ;免 疫 增 强 剂 ;机 理 ;应 用中 图 分 类 号,S963 文 献 标 识 码,A
Current research status and progress of fish immunostimulants
HUANG Hong2min,SHAO Jian2zhong,XIANG Li2xin
( College of Life Science,Zhejiang University,Hangzhou 310012,China)
Abstract,Immunostimulants are valuable for the control of fish diseases,At present,it has already been a main tendency to discover
and develop novel immunostimulants with characteristics of low toxicity,high efficacy,immediate efficacy and long2term efficacy,In
this review,the definition,defense mechanism,categories and application of fish immunostimulants are introduced and fish
immunostimulants are classified systematically according to their sources,Moreover,the latest literature about fish immunostimulants
in detail were presented and reviewed and three methods for control of fish disease were compared,vaccination,chemotherapy and
immunostimulants,Fish immunostimulants were thought to be safer than chemotherapeutics and their range of efficacy was wider than
vaccination,They may be able to compensate for these limitations of chemotherapeutics and vaccines,thus they hold tremendous
potential for use in fish culture to reduce losses from fish diseases,Meanwhile,concepts of use of fish immunostimulants were
presented and principles for use were also noted,For aquaculture,this review provided a scientific reference for control of fish disease
by immunostimulants.
Key words,fish ; immunostimulant ; mechanism ; application
现 代 水 产 养 殖 业 追 求 优 质 高 产,但 在 大 规 模 高 密 度的 养 殖 生 产 中,往 往 会 导 致 鱼 体 的 抗 应 激 能 力 下 降,病 害增 多,成 活 率 下 降,造 成 重 大 经 济 损 失 。 近 年 来,国 内 外学 者 对 鱼 类 免 疫 机 制 及 其 病 害 防 治 方 法 已 进 行 了 大 量 研究,其 中 免 疫 增 强 剂 因 能 增 强 机 体 抗 疾 病 感 染 的 能 力,其免 疫 增 强 作 用 所 需 时 间 较 短,且 没 有 记 忆 成 分,被 认 为 是一 种 提 高 鱼 体 免 疫 活 性 及 疾 病 抵 抗 力 的 有 效 方 法,具 有重 要 的 应 用 价 值 。
1 鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 含 义 和 作 用 机 理免 疫 增 强 剂 是 指 一 些 化 学 物 质,药 物,应 激 原 或 某 些能 引 起 特 异,非 特 异 性 免 疫 反 应 活 动,增 强 动 物 对 病 毒,
细 菌,真 菌,寄 生 虫 等 抵 抗 力 的 物 质 。 目 前 免 疫 增 强 剂 的种 类 可 分 为 人 工 合 成 制 剂,微 生 物 来 源 制 剂,动 植 物 来 源制 剂,营 养 因 子 类 物 质 和 生 物 活 性 因 子 类 物 质 等 五 大 类 。
鱼 类 免 疫 增 强 剂 主 要 通 过 增 强 非 特 异 性 免 疫 应 答 而 发 挥作 用,如 促 进 补 体,溶 菌 酶,蛋 白 酶 抑 制 剂,C - 反 应 蛋 白,
天 然 溶 血 素,凝 聚 素,α 2巨 球 蛋 白,巨 噬 细 胞 活 化 因 子 和 干扰 素 等 的 合 成,活 化 巨 噬 细 胞,嗜 中 性 粒 细 胞,非 特 异 性细 胞 毒 性 细 胞 的 吞 噬 杀 菌 功 能 。 另 外,免 疫 增 强 剂 也 能提 高 鱼 体 IgM 抗 体 水 平,增 强 鱼 类 特 异 性 免 疫 应 答 水平 [ 1,2 ] 。
2 鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 种 类
2,1 人 工 合 成 的 免 疫 增 强 剂目 前,在 鱼 类 中 报 道 的 人 工 合 成 免 疫 增 强 剂 主 要 有
第 29 卷 第 4 期
2005 年 8 月
水 产 学 报
JOURNAL OF FISHERIES OF CHINA
Vol,29,No,4
Aug.,2005
左 旋 咪 唑 ( levamisole,LMS ) 和 寡 聚 脱 氧 核 糖 核 苷 酸
(oligodeoxynucleotides,ODNs) 等 。 LMS 是 一 种 合 成 药 物,
在 人 类 和 高 等 动 物 中 用 来 治 疗 线 虫 等 感 染 。 在 鱼 类 中,
LMS 被 证 明 是 一 种 免 疫 增 强 剂,它 可 提 高 嗜 中 性 粒 细 胞的 代 谢 及 嗜 菌 活 性,也 可 提 高 白 细 胞 的 数 量 及 血 清 中 溶菌 酶 水 平,具 有 增 强 细 胞 免 疫 的 作 用,能 使 受 感 染 后 被 抑制 的 吞 噬 细 胞 和 淋 巴 细 胞 恢 复 正 常,从 而 增 强 机 体 对 细菌,病 毒 等 的 防 御 能 力 。 Mulero 等 \[3 \]曾 报 道 金 鲷 ( Sparus
aurata) 在 喂 饲 LMS 5 周 后,其 淋 巴 细 胞 分 泌 巨 噬 细 胞 活化 因 子 (MAF) 的 能 力 以 及 巨 噬 细 胞 的 吞 噬 活 性 和 呼 吸 爆发 作 用 均 显 著 增 加,血 清 补 体 活 性 也 明 显 上 升,鱼 体 对 鳗弧 菌 ( Vibrio anguillarum) 的 抵 抗 力 增 强 。 Jeney 等 \[4 \]报 道 了虹 鳟 ( Oncorhynchus mykiss) 在 LMS (5μ g· mL - 1 ) 中 浸 泡 30
min 后,再 在 杀 鲑 气 单 胞 菌 ( Aeromonas salmonicida) O - 抗原 疫 苗 中 浸 泡 2 min,其 吞 噬 细 胞 活 力 和 杀 菌 指 数 等 非 特异 免 疫 指 标 和 特 异 性 抗 体 滴 度 都 有 所 提 高 。 Cuesta 等 \[5 \]
在 体 内 实 验 中 发 现,金 鲷 用 含 LMS 的 饲 料 饲 喂 10 d 后,
其 NCC 活 力 显 著 增 强,并 且 这 种 增 强 作 用 可 以 维 持 6 周以 上 。
ODNs 是 一 种 含 CpG 基 序 (CpG motifs) 的 免 疫 增 强 序列 (immunostimulatory sequence,ISS),一 般 由 20 个 左 右 的脱 氧 核 糖 核 苷 酸 组 成,以 未 甲 基 化 的 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核苷 酸 为 核 心,两 侧 由 特 定 的 嘌 呤 和 嘧 啶 核 苷 酸 组 成 侧 翼序 列,不 同 动 物 的 免 疫 增 强 作 用 对 侧 翼 序 列 的 要 求 不 尽相 同,如 适 合 人 和 小 鼠 的 ODNs 分 别 为 5T C G T C G T T
T T G T C G T T T T G T C G T T3 和 5T C C A T G A C
G T T C C T G A C G T T3,适 合 大 西 洋 鲑 ( Salmo salar) 的
ODN 为 5 A C C G A T A A C G T T G C C G G T G A C
G3\[6 \]。 在 人 和 小 鼠 等 动 物 中 证 明,ODNs 是 免 疫 水 平 的 强有 力 增 强 剂,它 具 有 促 进 B 淋 巴 细 胞 增 殖 分 化,分 泌 白 细胞 介 素,诱 导 免 疫 球 蛋 白 合 成,增 加 B 细 胞 表 面 主 要 组 织相 容 性 抗 原 (MHC - II) 和 协 同 刺 激 分 子 B7 - 1 和 B7 - 2
等 的 表 达,促 进 机 体 产 生 抗 原 特 异 性 免 疫 反 应,直 接 增 强单 核 细 胞,巨 噬 细 胞,树 突 状 细 胞 在 体 内 上 调 其 共 刺 激 分子 的 表 达 和 分 泌 多 种 Th1 型 细 胞 因 子 如 IFN,IL - 1,IL -
12 和 TNF,增 强 N K细 胞 的 杀 伤 能 力 并 刺 激 其 分 泌 IFN -
γ 等 功 能,此 外 ODNs 还 是 一 种 新 型 而 安 全 的 佐 剂,能 引发 强 的 抗 体 反 应 和 Th1 型 体 液 免 疫 应 答 \[7 \]。 近 年 来,在鱼 类 中 也 证 实,ODNs 是 一 种 有 效 的 免 疫 增 强 剂 。
J <rgensen 等 \[8 \]最 早 利 用 质 粒 DNA (含 天 然 CpG 基 序 ) 和 人工 合 成 的 CpG - ODNs 体 外 刺 激 大 西 洋 鲑 白 细 胞,48h 后,
检 测 到 上 清 具 有 很 强 的 抗 病 毒 活 性,认 为 是 I 型 和 II 型
IFN 的 混 合 物 。 此 后,J <rgensen 等 \[9 \]又 用 CpG2ODNs 处 理虹 鳟 巨 噬 细 胞,8h 后,Northern 杂 交 即 显 示 IL - 1β 的 表 达量 增 加,48 h 后 出 现 了 抗 病 毒 活 性,而 经 氯 奎 处 理 的 细 胞再 与 CpG - ODNs 作 用,则 发 现 抗 病 毒 活 性 的 产 生 和 IL -
1β 表 达 均 受 到 严 重 抑 制,远 远 低 于 未 经 处 理 时 的 水 平 。
这 一 结 论 与 Krieg 等 \[10 \]在 小 鼠 中 得 到 的 结 果 类 似,由 于 氯奎 是 一 种 胞 内 酸 化 的 特 异 抑 制 剂,它 可 阻 断 CpG2ODNs 的诱 导 作 用,因 而 证 明 了 CpG2ODNs 是 经 内 吞 作 用 进 入 细胞,经 一 系 列 信 号 传 递,从 而 增 强 免 疫 细 胞 功 能 的 。 研 究中 还 发 现,当 用 氯 奎 处 理 巨 噬 细 胞 后 再 经 LPS 作 用,则
IL21β 的 表 达 并 未 受 影 响,这 也 提 示,在 鱼 类 中 CpG2ODNs
与 LPS 增 强 免 疫 细 胞 是 经 两 条 不 同 途 径 实 现 的,这 与 在高 等 动 物 中 的 结 论 相 同 \[11 \]。 另 外,Tassakka 等 \[12 \]还 发 现,
在 体 外 CpG - ODNs 能 增 强 鲤 ( Cyprinus carpio) 头 肾 吞 噬 细胞 的 活 力,提 高 超 氧 阴 离 子 的 产 量,同 时 也 能 诱 导 头 肾 淋巴 细 胞 的 增 殖 ; Ounouna 等 \[13 \]发 现 CpG - ODNs 能 增 强 斑点 叉 尾 ( Ictalurus punctatus) NCC 的 活 力 。 最 近 作 者 实 验室 的 研 究 也 证 明,CpG - ODNs 能 在 体 外 直 接 活 化 草 鱼 巨噬 细 胞,增 强 其 呼 吸 爆 发 活 性,引 起 巨 噬 细 胞 内 O -2 和
H2O2 的 增 加,促 进 酸 性 磷 酸 酶 的 合 成,提 高 其 杀 灭 细 菌 的能 力 \[6 \]。 这 些 结 果 表 明,ODNs 能 增 强 鱼 体 的 先 天 免 疫 应答 。
此 外,甲 酰 基 肽 (formyl peptides) 也 是 一 种 人 工 合 成 的鱼 类 免 疫 增 强 剂 。 N - 甲 酰 - 蛋 氨 酰 - 亮 氨 酰 - 苯 丙 氨酸 (formyl2methionyl2leucyl2phenylalanine,FMLP) 是 以 细 菌分 泌 物 中 的 一 种 多 肽 物 质 为 模 型 而 人 工 合 成 的 化 合 物 。
secombes 等 \[14 \]曾 报 道 在 鲽 ( Pleuronectes platessa) 的 中 性 粒细 胞 中 添 加 FMLP 后,能 增 加 其 迁 移 率,使 得 中 性 粒 细 胞对 炎 症 的 反 应 更 加 敏 感 。
2,2 微 生 物 来 源 的 免 疫 增 强 剂菌 体 组 分 研 究 表 明,微 生 物 的 许 多 菌 体 组 分 如 胞壁 酰 二 肽,脂 多 糖,壳 多 糖,壳 聚 糖,葡 聚 糖,肽 聚 糖 等 均是 有 效 的 免 疫 增 强 剂 。 胞 壁 酰 二 肽 ( muramyl dipeptide,
MDP) 来 自 分 支 杆 菌 的 细 胞 壁,具 有 免 疫 刺 激 作 用 。
Olivier 等 \[15 \]曾 报 道 银 大 麻 哈 鱼 ( Oncorhynchuskisutch) 注 射
MDP和 弗 氏 不 完 全 佐 剂 后,对 杀 鲑 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力 提高 了 47 倍 ; Kodama 等 \[16 \]报 道 了 虹 鳟 腹 腔 注 射 MDP2Lys
后 能 增 强 头 肾 白 细 胞 的 吞 噬 作 用,呼 吸 爆 发 反 应 和 迁 移率,提 高 对 杀 鲑 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力,同 时 他 们 还 证 实 了 注射 MDP2Lys 的 虹 鳟 的 血 清 能 刺 激 头 肾 细 胞 克 隆 的 形 成 。
脂 多 糖 (lipopolysaccharide,LPS) 是 革 兰 氏 阴 性 菌 细 胞壁 的 一 种 组 分,大 量 研 究 表 明,它 能 促 进 鱼 类 B 淋 巴 细 胞的 增 殖 与 分 化 。 除 此 之 外,Salati 等 \[17 \]还 发 现 真 鲷 ( Pagrus
major),鲽 和 大 西 洋 鲑 注 射 LPS 后 能 增 强 其 巨 噬 细 胞 的 吞噬 活 力 和 迁 移 率,增 加 超 氧 阴 离 子 的 产 量 ; Neumann 等 \[18 \]
发 现 LPS 能 促 进 鲫 ( Carassius auratus) 白 细 胞 产 生 巨 噬 细胞 活 化 因 子 和 斑 点 叉 尾 单 核 细 胞 产 生 IL21 样 分 子 。
Paulsen 等 \[19 \]将 大 西 洋 鲑 的 头 肾 巨 噬 细 胞 在 含 LPS 和 酵 母
β 2葡 聚 糖 的 培 养 基 中 共 培 养,发 现 其 上 清 液 中 溶 菌 酶 的 含量 在 第 3 天 开 始 增 加,第 6 天 达 到 高 峰,此 时 其 含 量 可 以达 到 对 照 组 的 5～ 6 倍,实 验 显 示 LPS 的 最 适 浓 度 为 10μ g
· mL - 1,而 酵 母 β - 葡 聚 糖 的 最 适 浓 度 为 1～ 250 μ g·
3554 期 黄 洪 敏 等,鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展
mL - 1 。 随 后 Paulsen 等 \[20 \]又 报 道 了 大 西 洋 鲑 腹 腔 注 射
LPS 和 酵 母 β - 葡 聚 糖 后,能 增 强 血 液,头 肾,肠 白 细 胞 中溶 菌 酶 的 活 力,而 在 脾 脏 和 肾 中 的 溶 菌 酶 活 力 没 有 改 变 。
值 得 一 提 的 是,Park 等 \[21 \]还 报 道 了 来 自 杂 色 革 盖 菌
( Coriolus versicolor) 的 蛋 白 多 糖 ( PS2K) 能 增 强 尼 罗 罗 非 鱼
( Oreochromis niloticus ) 对 迟 钝 爱 德 华 氏 菌 ( Edwardsiella
tarda) 的 抵 抗 力 。
壳 多 糖 是 一 种 多 糖 类 物 质,它 是 形 成 某 些 真 菌 细 胞壁 以 及 甲 壳 动 物 和 昆 虫 外 骨 骼 的 主 要 组 分,壳 聚 糖 则 是一 种 脱 乙 酰 基 的 壳 多 糖 。 在 壳 多 糖 和 壳 聚 糖 的 免 疫 学 功能 研 究 方 面,Anderson 等 \[22 \]曾 报 道 了 溪 鳟 ( Salvelinus
fontinalis)和 虹 鳟 经 壳 聚 糖 溶 液 注 射 或 浸 泡 后,血 液 中 的 一些 免 疫 指 标 如 杀 菌 活 力,髓 过 氧 化 物 酶 活 性 和 IgM 浓 度均 显 著 增 强,对 杀 蛙 气 单 胞 菌 感 染 的 抵 抗 力 也 明 显 增 加 ;
Esteban 等 \[23 \]则 发 现 金 鲷 饲 喂 壳 多 糖 后,能 增 强 天 然 溶 血补 体 和 细 胞 毒 活 力,促 进 吞 噬 细 胞 呼 吸 爆 发 和 杀 菌 作 用,
但 溶 菌 酶 的 活 力 没 有 改 变 ;此 外 Bullock 等 \[24 \]的 研 究 也 表明,虹 鳟 经 腹 腔 注 射 壳 多 糖 后,其 血 液 补 体 活 力,吞 噬 细胞 呼 吸 爆 发 和 吞 噬 活 力 显 著 增 强,而 经 静 脉 注 射 壳 多 糖后,所 有 的 免 疫 指 标 却 没 有 发 生 变 化 。
葡 聚 糖 也 是 一 种 重 要 的 免 疫 增 强 剂,其 中 对 酵 母 葡聚 糖 的 研 究 最 为 广 泛 。 Robertsen 等 \[25 \]曾 报 道 了 大 西 洋鲑,斑 点 叉 尾 等 腹 腔 注 射 或 口 服 酿 酒 酵 母
( Saccharomyces cerevisiae) 细 胞 壁 葡 聚 糖 后,能 增 加 对 鳗 弧菌,杀 鲑 弧 菌 ( Vibrio salmonicida),鲁 氏 耶 尔 森 菌 ( Yersinia
ruckeri) 和 爱 德 华 菌 ( Edwardsiella ictaluri) 的 抵 抗 力 ; Sung
等 \[26 \]发 现 斑 节 对 虾 ( Penaeus monodon) 经 酵 母 葡 聚 糖 溶 液
(0,5～ 1 mg· mL - 1 ) 浸 泡 后 能 增 加 对 创 伤 弧 菌 ( Vibrio
vulnificus)的 抵 抗 力 。 另 有 研 究 证 实,酵 母 葡 聚 糖 还 具 有 免疫 佐 剂 作 用,大 西 洋 鲑 联 合 注 射 杀 蛙 气 单 胞 菌 疫 苗 和 酵母 葡 聚 糖 后,与 单 独 注 射 疫 苗 的 对 照 组 相 比,其 抗 体 应 答水 平 和 对 疖 病 的 抵 抗 力 显 著 增 强,而 只 注 射 酵 母 葡 聚 糖的 实 验 组,免 疫 保 护 作 用 不 明 显 \[27 \]。 此 外,在 对 大 西 洋鲑,虹 鳟,木 叶 鲽 ( Scophthalmus maximus),斑 点 叉 尾 和 斑节 对 虾 等 的 研 究 中 还 分 别 发 现,酵 母 葡 聚 糖 能 增 强 溶 菌酶,补 体 和 巨 噬 细 胞 的 杀 菌 活 力 \[28,29 \]。 除 了 酵 母 葡 聚 糖外,来 自 裂 褶 菌 ( Schizophyllum commune) 的 β 21,3 葡 聚 糖
(VST) 也 有 增 强 抗 病 的 作 用 。 Nikl 等 曾 报 道 银 大 麻 哈 鱼注 射 或 口 服 VST 后 能 增 强 对 杀 蛙 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力 ;
Stolen 等 \[30 \]报 道 了 斑 点 叉 尾 饲 喂 VST 后,其 巨 噬 细 胞超 氧 阴 离 子 的 产 量 增 加,受 爱 德 华 菌 胁 迫 时 死 亡 率 降 低,
但 其 血 清 溶 菌 酶 活 力 没 有 增 加,VST 对 爱 德 华 菌 疫 苗 的佐 剂 作 用 也 不 明 显 ; Sahoo 等 \[31 \]还 用 VST 饲 喂 印 度 野 鲮
(Labeo rohita),发 现 鱼 体 非 特 异 性 免 疫 和 特 异 性 免 疫 水 平均 明 显 增 强,对 嗜 水 气 单 胞 菌 ( Aeromonas hydrophila) 的 抵抗 力 增 加 。 此 外 还 有 研 究 表 明,来 自 乳 糖 发 酵 短 杆 菌
( Brevibacterium lactofermentum ) 的 肽 聚 糖 在 青 甘 ( Seriola
quinqueradiata) 和 虹 鳟 中 能 增 强 吞 噬 细 胞 活 性,提 高 鱼 体 对格 氏 乳 球 菌 ( Enterococcus seriola) 和 弧 菌 的 抵 抗 力 [32 ] 。
在 菌 体 组 分 中,具 有 免 疫 增 强 作 用 的 还 有 细 菌 DNA。
20 世 纪 80 年 代,Yamonato 等 \[33 \]报 道 了 来 源 于 一 种 非 致病 性 的 结 核 杆 菌 样 分 支 杆 菌 (BCG) 的 基 因 组 DNA 提 取 物能 活 化 小 鼠 天 然 杀 伤 细 胞,并 诱 导 产 生 干 扰 素,从 而 抑 制病 毒 复 制 和 肿 瘤 生 长 。 该 发 现 揭 示 了 DNA 不 仅 是 重 要的 遗 传 物 质,而 且 还 具 有 免 疫 调 节 作 用 。 1991 年,另 一 研究 也 发 现 某 些 特 定 的 细 菌 DNA 能 刺 激 小 鼠 B 淋 巴 细 胞增 殖 和 免 疫 球 蛋 白 的 分 泌,而 脊 椎 动 物 DNA 却 没 有 这 种作 用 \[34 \]。 这 一 现 象 引 起 了 科 学 界 的 关 注,之 后 大 量 的 研究 证 明,这 种 免 疫 调 节 作 用 与 细 菌 基 因 组 DNA 的 特 殊 结构 有 关,在 细 菌 基 因 组 中,非 甲 基 化 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核 苷酸 (CpG) 出 现 频 率 很 高,平 均 每 16 对 二 核 苷 酸 就 出 现 一次,而 在 脊 椎 动 物 基 因 组 中 该 结 构 的 出 现 频 率 仅 为 细 菌的 1/ 4,并 且 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核 苷 酸 呈 高 度 甲 基 化 。 因此,人 们 把 以 未 甲 基 化 的 胞 嘧 啶 鸟 嘌 呤 二 核 苷 酸 为 核 心的 特 殊 核 苷 酸 序 列 称 为 免 疫 刺 激 序 列 (ISS),动 物 免 疫 系统 正 是 通 过 识 别 ISS 的 特 征 结 构 来 识 别 微 生 物 DNA 和 自身 DNA,从 而 形 成 针 对 病 原 体 的 特 异 免 疫 防 护 机 制 \[35 \]。
近 年 来 的 研 究 表 明,含 有 ISS 序 列 的 细 菌,病 毒 和 质 粒
DNA 也 能 增 强 鱼 类 的 先 天 免 疫 应 答,如 J ohansen 等 \[36 \]报道 了 质 粒 pBLCAT2 DNA 能 诱 导 大 西 洋 鲑 白 细 胞 产 生 有抗 病 毒 作 用 的 细 胞 因 子,而 质 粒 经 DNaseI 处 理 后,则 无 此应 答 ; Ounouna 等 \[37 \]报 道 了 海 豚 链 球 菌 ( Streptococcus iniae)
基 因 组 DNA 能 增 强 斑 点 叉 尾 NCC 的 活 力,而 基 因 组
DNA 经 Dnase I 处 理 后,该 作 用 消 失 ; Kannelos 等 \[38 \]报 道了 鲫 联 合 注 射 含 有 CpG 基 序 的 质 粒 DNA 和 蛋 白 亚 单 位疫 苗 后,能 增 强 鱼 体 抗 体 的 应 答 能 力 ; 此 外,Kanellos \[39 \]、
Kim\[40 \]和 Heppell 等 \[41 \]也 有 类 似 的 报 道 。
另 外,核 苷 酸 早 就 被 认 为 是 哺 乳 动 物 营 养 的 重 要 组成 部 分,可 增 强 小 鼠 对 金 黄 色 葡 萄 球 菌 ( Staphylococcus
aureus) 和 白 色 假 丝 酵 母 ( Candida albicans) 的 抵 抗 力 。 在 鱼类 中,Burrells 等 \[42 \]报 道 了 大 西 洋 鲑,银 大 麻 哈 鱼 和 虹 鳟饲 喂 添 加 有 外 源 核 苷 酸 的 饲 料 后,能 增 强 对 细 菌,病 毒,
立 克 次 体 感 染 的 抵 抗 力 。 Sakai 等 \[43 \]也 发 现,饲 料 中 添 加酵 母 来 源 的 核 苷 酸,能 增 强 鲤 的 非 特 异 性 免 疫 反 应 。
微 生 物 代 谢 和 发 酵 产 物 研 究 表 明,微 生 物 的 某 些代 谢 和 发 酵 产 物 能 作 为 鱼 类 免 疫 增 强 剂,如 FK2565 (庚 酮 2
y2D2谷 氨 酸 2L2内 消 旋 2二 氨 基 庚 二 基 2DC2 丙 氨 酸 ) 是 与 乳酰 四 肽 (FK2156) 相 关 的 一 种 多 肽,它 是 从 橄 榄 灰 链 球 菌
( Streptomyces olivaceogriseus) 的 培 养 液 中 分 离 获 得 的 。 Kitao
和 Yoshida 等 \[44 \]证 实,虹 鳟 和 青 甘 注 射 FK2565 后 能 使 吞噬 细 胞 活 化,增 强 抗 杀 蛙 气 单 胞 菌 的 能 力 ;在 虹 鳟 中,用鲁 氏 耶 尔 森 菌 或 杀 蛙 气 单 胞 菌 O - 抗 原 制 剂 和 FK2565 联合 免 疫 后,能 提 高 脾 抗 体 形 成 细 胞 的 数 量 和 体 液 中 抗 体的 滴 度 \[45 \]。 EF203 是 微 生 物 利 用 鸡 蛋 的 发 酵 产 物,
455 水 产 学 报 29 卷
Yoshida 等 \[46 \]报 道 了 虹 鳟 口 服 EF203 后,能 刺 激 白 细 胞 的活 力,如 增 强 吞 噬 作 用 和 化 学 发 光 反 应,并 能 增 加 对 链 球菌 的 抵 抗 力 。 Sakai 等 \[47 \]发 现 虹 鳟 在 接 种 鲑 肾 杆 菌
( Renibacterium salmoninarum) 疫 苗 的 同 时 使 用 EF203,虽 然血 清 凝 集 抗 体 滴 度 没 有 增 加,但 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 作 用 明显 加 强,头 肾 白 细 胞 的 NBT 反 应 也 更 活 跃,在 抗 鲑 肾 杆 菌感 染 方 面,其 存 活 率 有 明 显 提 高 。
微 生 物 菌 体 微 生 物 菌 体 除 了 可 以 作 为 疫 苗 进 行 鱼类 病 害 免 疫 防 治 外,还 可 作 为 免 疫 增 强 剂 发 挥 作 用,如 鳗弧 菌 就 已 作 为 一 种 重 要 的 免 疫 增 强 剂 应 用 于 鲑 鱼 养 殖 生产 。 研 究 显 示,该 菌 通 过 注 射,口 服,浸 泡 等 途 径 给 药 都有 效 果 。 Sakai 等 \[48 \]发 现 虹 鳟 经 鳗 弧 菌 溶 液 浸 泡 后,能 增强 其 对 链 球 菌 感 染 的 抵 抗 力 ; Norqvist 等 \[49 \]报 道 了 减 毒 鳗弧 菌 可 使 虹 鳟 对 杀 蛙 气 单 胞 菌 有 抵 抗 作 用 。 除 了 鳗 弧 菌外,有 报 道 认 为 虹 鳟,斑 点 叉 尾 ,金 鲷 注 射 或 口 服 冻 干的 酿 酒 酵 母 和 假 丝 酵 母 ( Candida utilis) 后,能 同 时 增 强 体液 和 细 胞 免 疫 应 答,增 加 对 病 菌 的 抵 抗 力 \[50 - 52 \]。 此 外,
Rodrí guez 等 \[53 \]还 研 究 了 3 种 不 同 的 卷 枝 毛 霉 菌 ( Mucor
circinelloides) 对 金 鲷 的 免 疫 刺 增 强 性,发 现 饲 喂 含 有 冻 干卷 枝 毛 霉 菌 的 饲 料 后,能 增 强 鱼 体 血 清 溶 菌 酶 的 活 力,白细 胞 吞 噬 作 用 和 细 胞 毒 活 性 。
狭 盐 无 色 杆 菌 ( Achromobacter stenohalis) 是 从 海 水 中 分离 的 一 种 G - 细 菌,Kawahara\[54 \]等 发 现 白 斑 红 点 鲑
(Salvelinus leucomaenis) 注 射 灭 活 的 该 种 细 菌 后 能 增 强 头肾 细 胞 的 化 学 发 光 反 应,活 化 补 体 成 分,增 强 对 杀 蛙 气 单胞 菌 的 抵 抗 力 \[22 \]。 丁 酸 梭 菌 ( Clostridium butyricum) 已 在医 学 临 床 上 用 来 预 防 人 类 肠 道 内 微 生 物 菌 落 的 紊 乱,如
Young 等 \[55 \]报 道 了 该 菌 能 刺 激 人 巨 噬 细 胞 和 N K 细 胞 活化,增 强 抗 念 珠 菌 的 感 染 。 研 究 显 示,它 在 鱼 类 中 也 有 免疫 调 节 作 用,如 Sakai 等 \[56 \]发 现 虹 鳟 口 服 丁 酸 梭 菌 后 能 通过 对 白 细 胞 的 活 化 (包 括 吞 噬 作 用 的 增 强 和 超 氧 阴 离 子量 的 增 加 ) 而 增 强 对 弧 菌 病 的 抵 抗 力 。 此 外,灭 活 的 乳 酪分 枝 杆 菌 ( Mycobacterium butyricum) 常 被 作 为 弗 氏 完 全 佐 剂成 分 之 一,用 于 增 强 鱼 体 的 免 疫 应 答 和 疫 苗 的 效 力 。
2,3 动 植 物 来 源 的 免 疫 增 强 剂动 物 提 取 物 研 究 显 示,一 些 无 脊 椎 动 物 的 提 取 物也 有 免 疫 刺 激 作 用,如 海 产 被 囊 类 动 物 中 的 加 勒 比 海 海鞘 ( Ecteinascida turbinata ) 的 提 取 物 Ete 和 皱 纹 盘 鲍
( Haliotis discus hannai) 的 水 提 物 Hde 中 的 一 种 糖 蛋 白 组 分已 被 证 明 能 在 体 外 促 进 人 肿 瘤 细 胞 的 死 亡,并 抑 制 体 内肿 瘤 的 生 长 。 Davis 等 \[57 \]发 现,Ete 和 Hde 在 鱼 类 中 也 有免 疫 调 节 作 用,如 美 洲 鳗 ( Anguilla rostrata) 和 虹 鳟 分 别 注射 Ete 和 Hde 后,能 增 强 吞 噬 细 胞 和 N K 细 胞 活 性,在 嗜水 气 单 胞 菌 和 鳗 弧 菌 的 胁 迫 下 存 活 率 有 明 显 增 加 。 此外,一 种 萤 火 鱿 ( Watasenia scintillans) 的 提 取 物,也 被 证 实能 刺 激 虹 鳟 巨 噬 细 胞 活 性,促 进 淋 巴 母 细 胞 转 化 为 淋 巴细 胞 \[58 \]。 鱼 类 蛋 白 水 解 物 中 的 酸 肽 成 分 在 大 西 洋 鲑 中 也被 认 为 有 明 显 的 免 疫 刺 激 作 用 \[59 \]。
植 物 提 取 物 许 多 植 物 提 取 物 同 样 具 有 免 疫 刺 激 作用,如 甘 草 皂 苷 是 一 种 糖 基 化 的 皂 甙,它 能 通 过 免 疫 调 节途 径 而 发 挥 抗 炎 症,抗 肿 瘤 的 活 性 。 Edahiro 等 报 道 了 青甘 口 服 甘 草 皂 苷 后 能 增 加 对 格 氏 乳 球 菌 的 抵 抗 力 \[60 \]。
Jang 等 \[61 \]报 道 了 虹 鳟 巨 噬 细 胞 和 淋 巴 细 胞 经 甘 草 皂 苷 处理 后,能 分 别 增 强 其 呼 吸 爆 发 水 平 和 增 生 应 答 水 平 。 伴刀 豆 球 蛋 白 A (concanavalin A,Con A) 是 一 种 具 有 T 细 胞丝 裂 原 活 性 的 凝 集 素,研 究 表 明,它 与 植 物 凝 集 素 PHA 一样,不 仅 能 促 进 虹 鳟,鲤 等 T 淋 巴 细 胞 的 增 殖 分 化,同 时还 能 活 化 巨 噬 细 胞,并 诱 导 白 细 胞 产 生 巨 噬 细 胞 活 化 因子 \[62,63 \]。 此 外 还 有 研 究 显 示,虹 鳟 口 服 大 豆 蛋 白 后,能 增强 其 白 细 胞 的 活 力 \[64 \];虹 鳟 经 植 物 皂 甙 Quil A 浸 泡 后,能增 强 其 对 鲁 氏 耶 尔 森 菌 的 杀 菌 力 ;在 青 甘 中,口 服 Quil A
皂 甙 后 能 增 加 白 细 胞 的 迁 移 率 \[65 \]; 罗 非 鱼,草 鱼
( Ctenocpharyngodon idellus) 饲 喂 大 麦 葡 聚 糖,云 芝 多 糖 后 能提 高 对 嗜 水 气 单 胞 菌 的 抵 抗 力 \[66 \]。 最 近,Candan 等 \[67 \]还研 究 了 饲 喂 几 种 医 用 植 物 如 姜 ( Zingiber officinale),荨 麻
( Urtica dioica),槲 寄 生 ( Viscum album) 提 取 物 对 鱼 类 免 疫系 统 的 影 响,发 现 这 几 种 饲 料 添 加 剂 都 能 增 强 巨 嗜 细 胞呼 吸 爆 发 反 应,虹 鳟 饲 喂 1 % 的 姜 粉 水 提 物,3 周 后 能 显著 增 加 鱼 体 的 非 特 异 免 疫 应 答 。
2,4 营 养 因 子 类 免 疫 增 强 剂维 生 素 C,E,A 等 不 仅 是 鱼 类 正 常 生 长 最 基 本 的 组分,也 能 增 强 鱼 类 的 特 异 和 非 特 异 性 免 疫 应 答 。 Cuesta
等 \[68 \]在 这 方 面 做 了 大 量 研 究,先 后 报 道 了 维 生 素 E 能 增强 金 鲷 的 NCC 活 力,维 生 素 C 能 增 强 金 鲷 的 NCC 活 力 和血 清 溶 菌 酶 活 力 \[69 \],金 鲷 口 服 150～ 300 mg· kg - 1的 醋 酸维 生 素 A,能 增 强 头 肾 NCC 活 力,吞 噬 细 胞 呼 吸 爆 发 和 白细 胞 的 髓 过 氧 化 物 酶 活 性,而 腹 腔 注 射 醋 酸 维 生 素 A 则对 金 鲷 有 毒 性 作 用 \[70,71 \]。 Clerton 等 \[72 \]报 道 了 改 变 食 物中 维 生 素 E 的 含 量 能 调 节 肠 道 白 细 胞 的 吞 噬 功 能,说 明维 生 素 E 更 多 的 是 在 局 部 发 生 作 用,特 别 是 在 肠 道 吞 噬细 胞 的 粘 膜 非 淋 巴 样 防 御 中 起 重 要 作 用 。 除 了 上 述 维 生素 外,Amar 等 \[73 \]还 报 道 了 类 胡 萝 卜 素 和 虾 黄 素 能 提 高 虹鳟 的 体 液 和 细 胞 免 疫 应 答 水 平,包 括 血 清 的 补 体 成 分 和溶 菌 酶 活 力,细 胞 吞 噬 作 用 和 细 胞 毒 效 应 。 类 葫 萝 卜 素在 与 其 它 维 生 素 如 A,C,E 联 合 使 用 时,还 能 表 现 出 更 高的 免 疫 刺 激 作 用 。 此 外,其 它 营 养 成 分 如 脂 类,微 量 元 素等 也 能 影 响 鱼 体 的 免 疫 应 答 水 平 。
2,5 生 物 活 性 因 子 类 免 疫 增 强 剂激 素 Kajita 等 \[74 \]的 研 究 表 明,在 鱼 类 中 外 源 生 长 激素 ( GH) 和 催 乳 素 ( PRL ) 能 直 接 影 响 鱼 类 淋 巴 细 胞,巨 噬细 胞 和 N K 细 胞 活 性,如 GH 对 淋 巴 细 胞 有 丝 裂 原 的 活性,并 能 活 化 N K 细 胞 。 Narnaware 等 \[75 \]证 实 在 高 盐 和 低盐 环 境 中,PRL 均 能 提 高 银 鲷 ( Sparus sarba) 血 液 中 的 淋 巴细 胞 数 目,鱼 体 注 射 PRL 能 引 起 白 细 胞 的 分 裂 增 殖,在 体
5554 期 黄 洪 敏 等,鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 研 究 现 状 与 进 展外 PRL 还 能 活 化 吞 噬 细 胞 的 活 力 ; Yada 等 \[76 \]报 道 了 PRL
或 GH 在 调 节 IgM 含 量 中 也 起 重 要 作 用,他 们 还 发 现 PRL
和 GH 能 阻 止 由 氢 化 可 的 松 引 起 的 免 疫 抑 制,恢 复 鱼 类 特异 免 疫 功 能 \[77 \]。 在 激 素 中,前 阿 黑 皮 素 的 N 端 肽 链 (N2
terminal peptides of proopiomelanocortin,NPP) 是 由 前 阿 黑 皮素 经 翻 译 后 加 工 而 成 的,在 体 外 和 体 内 实 验 中,NPP 都 能增 强 虹 鳟 和 鲤 巨 噬 细 胞 的 吞 噬 活 力,增 加 超 氧 阴 离 子 的产 量 \[78 \]。 另 外,Watanaki 等 \[79 \]还 报 道 了 β - 内 啡 呔 能 增加 虹 鳟 白 细 胞 的 吞 噬 作 用 ; Kele 等 \[80 \]则 发 现 用 含 有 折 仑诺 (zeranol) 激 素 的 饲 料 饲 喂 虹 鳟 后,能 显 著 增 强 非 特 异 性免 疫 活 力 。
细 胞 因 子 细 胞 因 子 是 一 类 具 有 特 定 生 物 学 功 能 的多 肽 或 糖 蛋 白,近 年 来 对 鱼 类 细 胞 因 子 的 研 究 已 取 得 较大 进 展,特 别 是 一 批 免 疫 相 关 的 细 胞 因 子 及 其 基 因 如 IL
- 1β,IL22,IL28,IFN,TNF,N KEF,TGF 等 已 先 后 被 鉴 定 和克 隆,在 这 些 细 胞 因 子 中,已 有 部 分 因 子 被 证 实 是 有 效 的免 疫 增 强 剂,可 用 于 病 害 的 免 疫 防 治,如 Kwang 等 报 道 了鱼 类 IL21β 可 在 鲤 和 黑 鲈 ( Dicentrarchus labrax) 中 作 为 免 疫佐 剂,黑 鲈 幼 鱼 腹 腔 注 射 鳗 弧 菌 血 清 1 型,2 型 疫 苗 和 黑鲈 IL21β 后,能 增 加 特 异 性 抗 弧 菌 抗 体 的 产 量,增 强 血 清抗 体 应 答 \[81,82 \]。 Peddie 等 \[83 \]报 道 了 IL21β 在 体 外 能 引 起虹 鳟 头 肾 白 细 胞 的 迁 移 。 作 者 实 验 室 在 研 究 草 鱼 干 扰 素的 功 能 时 发 现,鱼 类 干 扰 素 不 仅 具 有 抗 病 毒 活 性,而 且 还具 有 增 强 巨 噬 细 胞 杀 菌 活 性,调 节 淋 巴 细 胞 增 殖 分 化 等功 能,说 明 其 可 作 为 一 种 免 疫 增 强 剂 而 得 到 应 用 \[84 \]。 可以 预 示,随 着 鱼 类 免 疫 细 胞 因 子 的 相 继 发 现 和 研 究 的 不断 深 入,它 们 必 将 为 鱼 类 病 害 防 治 开 辟 新 的 途 径,发 挥 越来 越 重 要 的 作 用 。
乳 铁 蛋 白 乳 铁 蛋 白 具 有 很 多 重 要 的 生 物 学 功 能,
如 抗 菌 活 性,铁 元 素 吸 收 的 调 控,巨 噬 细 胞 的 生 长 促 进 作用,也 有 报 道 认 为 它 能 调 节 巨 噬 细 胞,中 性 粒 细 胞 的 超 氧阴 离 子 活 性,如 Sakai 等 报 道 了 虹 鳟 口 服 牛 乳 铁 蛋 白 后,
能 增 加 巨 噬 细 胞 超 氧 阴 离 子 的 产 量,大 大 增 强 对 鳗 弧 菌的 抵 抗 力,对 链 球 菌 属 的 某 些 种 的 抵 抗 力 也 有 增 加 \[85 \]。
Kakura 等 \[86 \]发 现 真 鲷 口 服 牛 乳 铁 蛋 白 后,能 增 加 血 液 中粒 细 胞 和 淋 巴 细 胞 的 数 量,并 能 提 高 自 身 粘 液 的 分 泌,增强 对 刺 激 隐 核 虫 ( Cryptocaryon irritans) 的 抵 抗 力 。
3 鱼 类 免 疫 增 强 剂 的 应 用 与 展 望免 疫 增 强 剂 在 鱼 体 中 的 应 用 有 注 射 法,浸 泡 法 和 口服 法,在 生 产 中 以 口 服 法 最 实 用 。 虽 然 注 射 法 效 果 较 明显,但 劳 动 强 度 大,耗 时 长,对 鱼 体 会 造 成 严 重 的 应 激 刺激,幼 鱼 常 不 宜 使 用 这 种 方 法 ;浸 泡 法 对 鱼 体 所 造 成 的 应激 性 刺 激 较 小,而 且 可 同 时 处 理 多 个 鱼 体,但 在 浸 泡 过 程中 免 疫 刺 激 物 是 通 过 鳃 和 其 他 器 官 进 入 体 内 的,所 以 吸收 量 较 少,作 用 时 间 较 短 ;口 服 法 则 不 仅 可 以 使 鱼 体 所 受到 的 应 激 性 刺 激 减 少 到 最 低 程 度,而 且 还 适 用 于 各 种 规格 的 鱼 体 \[22 \]。 但 值 得 注 意 的 是,免 疫 刺 激 剂 的 效 力 与 给药 途 径 有 关,如 腹 腔 注 射 和 口 服 醋 酸 维 生 素 A 对 金 鲷 免疫 系 统 的 影 响 不 同,口 服 可 以 提 高 鱼 体 的 免 疫 应 答,而 腹腔 注 射 则 对 鱼 体 有 毒 性 \[70 \]。 免 疫 增 强 剂 的 使 用 时 机 对 鱼体 的 免 疫 效 果 也 很 关 键,由 于 免 疫 增 强 剂 可 使 因 压 抑 而导 致 的 免 疫 抑 制 恢 复,所 以 为 了 减 少 因 发 病 而 造 成 的 损失,免 疫 刺 激 剂 一 般 应 在 鱼 体 发 病 前 使 用,但 是 有 些 免 疫增 强 剂 如 Ete 的 有 效 给 药 时 机 却 比 较 特 殊,表 现 为 在 鱼 体感 染 后 再 注 射,则 免 疫 抵 抗 力 有 所 增 强,而 在 感 染 前 或 感染 同 时 使 用,反 而 没 有 保 护 作 用 \[87 \]。 此 外,口 服 使 用 免 疫增 强 剂 虽 然 是 有 效 的 方 法,然 而 长 期 服 用 的 影 响 仍 不 清楚,有 研 究 显 示 长 期 口 服 使 用 免 疫 增 强 剂,反 而 会 降 低 免疫 应 答 反 应,这 可 能 是 鱼 体 中 存 在 一 种 对 免 疫 刺 激 剂 的负 反 馈 系 统,使 得 免 疫 水 平 回 到 初 始 的 状 态 。 所 以 有 必要 研 究 每 一 种 免 疫 增 强 剂 的 最 有 效 免 疫 时 期 \[88 \]。 同 样,
免 疫 增 强 剂 的 效 果 并 不 都 依 赖 于 其 剂 量,有 些 免 疫 增 强剂 在 高 剂 量 条 件 下,不 仅 不 会 增 强 其 免 疫 效 果,反 而 还 会抑 制 免 疫 反 应 \[19 \]。 另 一 方 面,对 免 疫 增 强 剂 的 副 作 用 还有 待 深 入 研 究,有 实 验 显 示,当 鱼 体 产 卵 时,免 疫 系 统 会被 性 激 素 所 抑 制,尽 管 使 用 免 疫 增 强 剂 可 以 使 受 性 激 素抑 制 的 免 疫 系 统 恢 复 过 来,但 它 们 可 能 会 因 此 而 扰 乱 鱼体 的 性 成 熟 和 其 它 与 产 卵 有 关 的 基 本 功 能 \[89 \]。
目 前,对 鱼 类 疾 病 的 控 制 主 要 有 3 种 方 法,即 化 学 疗法,疫 苗 接 种 和 使 用 免 疫 增 强 剂 。 化 学 药 物 治 疗 虽 是 主要 的 鱼 病 防 治 方 法,但 化 学 药 剂 和 抗 生 素 的 大 量 使 用 往往 会 导 致 药 物 残 留 和 耐 药 性 的 产 生,污 染 水 环 境,对 人 们的 健 康 造 成 潜 在 威 胁 。 疫 苗 虽 然 可 以 成 为 控 制 鱼 类 疾 病最 直 接 有 效 的 方 法,但 是 目 前 疫 苗 的 开 发 和 广 泛 应 用 也存 在 一 定 的 困 难,而 且 由 于 免 疫 反 应 具 有 特 异 性,一 种 疫苗 只 能 特 异 性 地 预 防 相 应 的 某 种 疾 病,所 以 实 际 作 用 也非 常 有 限 。 免 疫 增 强 剂 则 能 弥 补 化 学 治 疗 法 和 疫 苗 法 的不 足,虽 然 免 疫 增 强 剂 也 存 在 一 些 问 题,但 仍 被 认 为 是 一种 比 化 学 疗 法 更 安 全,比 疫 苗 法 有 更 广 泛 效 力 的 防 治 方法 。 如 果 将 疫 苗 和 免 疫 增 强 剂 联 合 使 用,将 能 增 加 疫 苗的 效 力 。 目 前,通 过 多 来 源,多 途 径 的 方 式 开 发 研 制 低毒,高 效,速 效,长 效 的 新 型 免 疫 增 强 剂 已 成 为 鱼 类 疾 病防 治 研 究 的 主 要 趋 势,而 随 着 人 们 对 鱼 类 免 疫 机 制 的 更深 入 全 面 的 研 究,鱼 类 免 疫 增 强 剂 将 会 成 为 控 制 鱼 类 疾病,提 高 鱼 体 免 疫 力 的 极 为 有 效 的 途 径 。
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