吉林农业大学学报2005,27(3):344~349 Joumal Jilin Agricultural University 鱼类免疫增强剂的研究现状 王桂芹2,周洪琪 (1.上海水产大学生命科学与技术学院,上海2000902.吉林农业大学动物科技学院,长春130118) 摘要:综述了对鱼类免疫效果较好的多糖量营养物等免疫增强剂及其作用机理,同时对其使用中存在 的问题及发展趋势做一评述。 关键词:水产养殖;免疫增强剂;非特异性免疫;多糖;维生素 中图分类号:S963文献标识码:A文章编号:1000-5684(2005)03-0344-0 Current Research Status of Fish Immuno stimulants WANG Gui-qin', ZHOU Hong qin' (1. College Aqur-Life Science and Technology, Shanghai Fisheries University, Shanghai 200090, China; 2. College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China) Abstract: Immunostimulants are valuable for the prevention and control of fish diseases in aquacuh ture. Several immunostimulants such as polysaccharide and micronutritional factors and their effective mechanism are reviewed, meantime, existing problems in immunostimulant application and future re search tendency are described. Key words: aquaculture; immumostimulant; mor specific immunity polysaccharide;vitamin 随着集约化养殖的发展,鱼类病害成了制约生素对水产动物进行免疫,成为解决病害的重要 其健康养殖的关键因素之一。目前水产养殖中对途径之一。水产上应用的免疫增强剂主要包括化 水产动物疾病的防治常使用抗生素。由于抗生素学合成物、细菌衍生物(B-葡聚糖、肽聚糖等)、糖 等化学药物的长期使用和滥用鱼类对抗生素的类(壳聚糖、低聚糖、蘑菇多糖等)、微量营养素(维 耐药致病菌株不断增多,使其免疫功能下降,物生素类、硒、n-3HUFA等)等。本文就常用的 在水产品中的残留也严重影响食物的安全和人类免疫增强剂对鱼类免疫力和抗病力影响的研究现 的健康。免疫增强剂是指单独或同时与抗原使用状进行综述,以期寻找鱼类健康养殖的途径。 鱼类抵抗外界病原体(细菌、真菌、病毒和寄生虫1糖类 等)侵袭的能力,同时也可减轻外界环境胁迫对鱼1.1甲壳素和壳聚糖 类的免疫抑制作用。水产动物的生长发育受多种 甲壳素(Chitin)亦称几丁质,化学名称是 因素的影响免疫增强剂能够通过提高水产动物(1,4)-2-乙酰氨基D葡萄糖。广泛存在于昆虫、 的非特异性免疫功能来增强其抗应激、抗感染能甲壳类动物如虾蟹等的外壳及真菌的细胞壁中。 力提高其生产性能,具有作用广泛特性稳定安甲壳素脱去乙酰基成为壳聚糖(Chito san),化学名 全高效等特点适宜于作为饲料添加剂来替代抗称为-(1,4)-2-脱氧D葡萄糖。壳聚糖的非特异 *基金项目:上海市自然科学基金资助项目(00ZC14054) 作者简介:王桂芹(1970-),女在读博士,讲师研究方向水产动物营养与饲料。 收稿日期:2004-02-20 **通讯作者 1994-2007 China Academic Journal Electronic publishing house. all rights reserved. http: //www.cnki.net
吉林农业大学学报 2005 ,27 (3) :344～349 Journal of Jilin Agricultural University 鱼类免疫增强剂的研究现状Ξ 王桂芹1 , 2 , 周洪琪1ΞΞ (11 上海水产大学生命科学与技术学院 , 上海 200090 ; 21 吉林农业大学动物科技学院 , 长春 130118) 摘 要 : 综述了对鱼类免疫效果较好的多糖、微量营养物等免疫增强剂及其作用机理 ,同时对其使用中存在 的问题及发展趋势做一评述。 关键词 : 水产养殖 ; 免疫增强剂 ; 非特异性免疫 ; 多糖 ; 维生素 中图分类号 : S963 文献标识码 : A 文章编号 : 100025684 (2005) 0320344206 Current Re search Status of Fish Immuno stimulants WANG Gui2qin1 ,2 , ZHOU Hong2qin1 (1. College of Aqua2Life Science and Technology , Shanghai Fisheries University , Shanghai 200090 , China ; 2. College of Animal Science and Technology , Jilin Agricultural University , Changchun 130118 , China) Abstract: Immunostimulants are valuable for the prevention and control of fish diseases in aquacul2 ture1Several immunostimulants such as polysaccharide and micronutritional factors and their effective mechanism are reviewed , meantime , existing problems in immunostimulant application and future re2 search tendency are described1 Key words : aquaculture ; immunostimulant ; non2specific immunity ; polysaccharide ; vitamin 随着集约化养殖的发展 , 鱼类病害成了制约 其健康养殖的关键因素之一。目前水产养殖中对 水产动物疾病的防治常使用抗生素。由于抗生素 等化学药物的长期使用和滥用 ,鱼类对抗生素的 耐药致病菌株不断增多 ,使其免疫功能下降 ,药物 在水产品中的残留也严重影响食物的安全和人类 的健康。免疫增强剂是指单独或同时与抗原使用 均能增强动物免疫反应的物质 ,这些物质可增强 鱼类抵抗外界病原体 (细菌、真菌、病毒和寄生虫 等) 侵袭的能力 ,同时也可减轻外界环境胁迫对鱼 类的免疫抑制作用。水产动物的生长发育受多种 因素的影响 ,免疫增强剂能够通过提高水产动物 的非特异性免疫功能来增强其抗应激、抗感染能 力 ,提高其生产性能 ,具有作用广泛、特性稳定、安 全高效等特点 ,适宜于作为饲料添加剂来替代抗 生素对水产动物进行免疫 ,成为解决病害的重要 途径之一。水产上应用的免疫增强剂主要包括化 学合成物、细菌衍生物 (β2葡聚糖、肽聚糖等) 、糖 类(壳聚糖、低聚糖、蘑菇多糖等) 、微量营养素(维 生素类、硒、n - 3 HUFA 等) 等 [1 ] 。本文就常用的 免疫增强剂对鱼类免疫力和抗病力影响的研究现 状进行综述 ,以期寻找鱼类健康养殖的途径。 1 糖类 1. 1 甲壳素和壳聚糖 甲壳素 (Chitin) 亦称几丁质 ,化学名称是β2 (1 ,4)222乙酰氨基2D2葡萄糖。广泛存在于昆虫、 甲壳类动物如虾蟹等的外壳及真菌的细胞壁中。 甲壳素脱去乙酰基成为壳聚糖 (Chitosan) ,化学名 称为β2(1 ,4)222脱氧2D2葡萄糖。壳聚糖的非特异 Ξ ΞΞ 通讯作者 基金项目 : 上海市自然科学基金资助项目(00ZC14054) 作者简介 : 王桂芹(19702) ,女 ,在读博士 , 讲师 ,研究方向 :水产动物营养与饲料。 收稿日期 : 2004202220
第27卷第3期 王桂芹等:鱼类免疫增强剂的研究现状 性免疫机理在于其为阳性趋化剂,可吸附从血管虹鳟( Oncorhynchus kiss)血清抗体水平、鲇鱼 中游出的单核细胞,聚集在组织中形成巨噬细胞,单核细胞中白介素的水平、斑点叉尾鲴血清的 亦可直接刺激局部组织,促进细胞增生,演变为巨干扰素水平等。可见LPS效果显著,但使用剂 噬细胞并被活化,使其吞噬能力增强,直接杀伤胞量过高会产生免疫抑制 内生物和变异细胞提高其免疫力。 1.2.2肽聚糖( Peptidoglycan,PG肽聚糖存在 甲壳素或壳聚糖通常通过注射或浸泡途径使于革兰氏阴、阳性菌的细胞壁中,尤其是革兰氏阳 用。注射甲壳素能够增强黄条飾( seriolaφur性菌细胞壁中肽聚糖含量占细胞壁干重的40%~ radiata)巨噬细胞的吞噬活力,提高其对Pas90%,是由N乙酰葡萄糖与N乙酰胞壁酸形成的 teurella piscicida的抵抗力。对溪红点鲑( salvelinus二糖通过肽链相互交叉构成的聚合物,其中胞壁 fontinalis)注射或浸浴壳聚糖1~3d,可提髙对肽(MDP)是细菌肽聚糖的保守亚基,能替代佛氏 A. salmonicida的抵抗力,但到14d后,对该病原完全佐剂(FCA)中的具有免疫增强活性的最小单 的抵抗力无明显増强。对鲮鱼( labeo rahita)的硏位。虹鳟口服肽聚糖可増强其抵抗鳗弧菌的能 究表明,腹腔注射壳聚糖7d后,巨噬细胞吞噬活力,腹腔注射能提高对A. salmonicida感染的抵抗 力和抗体的凝集效价显著增强。金头鲷(Spr力"l。ham等研究发现,用含肽聚糖的饲料 rus quran l.)口服甲壳素可以显著提高吞噬活投喂黄尾鲕可提高头肾的吞噬活力和吞噬指数, 性细胞毒活性和血清补体活性等。异育银鲫提高对 Enterococcus senolicida感染的抵抗力。注 饲料中添加壳聚糖可提高血清和脾脏的溶菌酶活射肽聚糖能够提髙鲤鱼干扰素-Ⅰ的水平,増加 性以及血清超氧化物歧化酶活性。免疫增强剂巨噬细胞的超氧阴离子含量"。可见,肽聚糖能 给予方式不同,结果也不一致,。如口服甲壳够提高鱼类的非特异性免疫力和抗病力。 素可显著増强鱼体补体活力、吞噬活力,而呼吸爆1.2.3葡聚糖(β glucan)β葡聚糖通常存在于 发活力却没有受到显著影响腹腔注射甲壳素能特殊种类的细菌、酵母菌、真菌的细胞壁中。β葡 够显著增强其吞噬活力和呼吸爆发活力,对补体聚糖以1,3-键为主体,且含有1,6键的支链β葡 活力并没有显著影响,这可能是作用于细胞的免聚糖因其独特的螺旋形分子结构,易被免疫系统 疫增强剂的有效剂量不同所致。 接受。β葡聚糖对鱼类免疫功能提高的作用主要 1.2微生物多糖 是增强其非特异性免疫功能β1,3和β1,6葡聚 微生物多糖是一类带有多种复杂基因的生物糖能选择性地作用于巨噬细胞、颗粒细胞和自然 聚合物,它能作为免疫增强剂激活鱼类的非特异杀伤细胞的特异性受体并激活这些细胞,通过细 性免疫系统。对鱼类免疫研究较多的有脂多糖胞的吞噬作用,吸收、破坏、清除体内的病原微生 LPS)、肽聚糖(PG、葡聚糖等 物同时还能产生细胞因子,如白细胞介素I 1.2.1脂多糖( Lipopolysaccharide,LpS)脂多(L-I),提高鱼类的免疫功能。研究表明,葡聚 糖存在于所有革兰氏阴性菌外膜中,又称内毒素,糖能增强大西洋鲑的补体活力和巨噬细胞的杀菌 是最具潜力的免疫増强剂。脂多糖可促进T辅助活力,提高大西洋鲑、大菱鲆的溶菌酶活 淋巴细胞抗原特异性分化,是B淋巴细胞有丝分力以及大菱鲆和金头鲷细胞的呼吸爆发活 裂原及巨噬细胞的激活剂。巨噬细胞受脂多糖刺力2。给虹鳟饲料中添加酵母P葡聚糖和维生 激后释放出淋巴细胞活化因子,增强其免疫力。素C,可显著提高补体活力和吞噬细胞的吞噬能 研究表明,口服或注射脂多糖能够提高斑点叉尾力,并促进特异抗体的产生。通过口服或注射 鲴( Ictalurus punctatus)的白细胞的吞噬活力,增葡聚糖也能增强斑点叉尾鲴和鲤鱼对爱德华氏 强鲽鱼( Pleuronectes platessa L.)巨噬细胞移动能菌-3、南亚野鲮鱼对A. hydrophila-、大西洋鲑 力,促进大西洋鲑( salmo salar l.)单核细胞中对 Aeromonas salmonicida、V. anguillarum、. saInt 白细胞介素I的产生,提高鲤鱼对 aeromonas onicida和.mken感染的抵抗力。可见,酵 bestiary的抵抗力。体外实验也表明适量的脂母葡聚糖具有很强的免疫原性,能够诱导鱼类的 多糖也可提高鱼类的免疫力。如提高大西洋鮭免疫系统发挥免疫力和抗病力。但也有葡聚糖对 ( Samo salaar l.)和真鲷巨噬细胞吞噬活力、大菱鲆的免疫力和抗病力没有影响的报道 201994-2007chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
性免疫机理在于其为阳性趋化剂 ,可吸附从血管 中游出的单核细胞 ,聚集在组织中形成巨噬细胞 , 亦可直接刺激局部组织 ,促进细胞增生 ,演变为巨 噬细胞并被活化 ,使其吞噬能力增强 ,直接杀伤胞 内生物和变异细胞 ,提高其免疫力[2 ] 。 甲壳素或壳聚糖通常通过注射或浸泡途径使 用。注射甲壳素能够增强黄条鱼师 ( Seriola quin2 queradiata) [3 ]巨噬细胞的吞噬活力 ,提高其对 Pas2 teurella piscicida 的抵抗力。对溪红点鲑( Salvelinus fontinalis) [2 ] 注射或浸浴壳聚糖 1～3 d ,可提高对 A1salmonicida 的抵抗力 ,但到 14 d 后 ,对该病原 的抵抗力无明显增强。对鲮鱼( Labeo rahita) 的研 究表明 ,腹腔注射壳聚糖 7 d 后 ,巨噬细胞吞噬活 力和抗体的凝集效价显著增强[4 ] 。金头鲷 ( Spa2 rus auratu L1) 口服甲壳素可以显著提高吞噬活 性、细胞毒活性和血清补体活性等[5 ] 。异育银鲫 饲料中添加壳聚糖可提高血清和脾脏的溶菌酶活 性以及血清超氧化物歧化酶活性[6 ] 。免疫增强剂 给予方式不同 ,结果也不一致[5 ,728 ] 。如口服甲壳 素可显著增强鱼体补体活力、吞噬活力 ,而呼吸爆 发活力却没有受到显著影响 ,腹腔注射甲壳素能 够显著增强其吞噬活力和呼吸爆发活力 ,对补体 活力并没有显著影响 ,这可能是作用于细胞的免 疫增强剂的有效剂量不同所致。 1. 2 微生物多糖 微生物多糖是一类带有多种复杂基因的生物 聚合物 ,它能作为免疫增强剂激活鱼类的非特异 性免疫系统。对鱼类免疫研究较多的有脂多糖 (LPS) 、肽聚糖(PG) 、葡聚糖等。 11211 脂多糖 (Lipopolysaccharide ,LPS) 脂多 糖存在于所有革兰氏阴性菌外膜中 ,又称内毒素 , 是最具潜力的免疫增强剂。脂多糖可促进 T辅助 淋巴细胞抗原特异性分化 ,是 B 淋巴细胞有丝分 裂原及巨噬细胞的激活剂。巨噬细胞受脂多糖刺 激后释放出淋巴细胞活化因子 ,增强其免疫力。 研究表明 ,口服或注射脂多糖能够提高斑点叉尾 鱼回 ( Ictalurus punctatus) 的白细胞的吞噬活力[9 ] , 增 强鲽鱼 ( Pleuronectes platessa L. ) 巨噬细胞移动能 力 [10 ] ,促进大西洋鲑 ( Salmo salar L1) 单核细胞中 白细胞介素 Ⅰ的产生[11 ] ,提高鲤鱼对 Aeromoinas bestiarum 的抵抗力[12 ] 。体外实验也表明适量的脂 多糖也可提高鱼类的免疫力。如提高大西洋鲑 ( Samo salaar L. ) 和真鲷巨噬细胞吞噬活力[13214 ] 、 虹鳟( Oncorhynchus mykiss) 血清抗体水平[15 ] 、鲇鱼 单核细胞中白介素的水平[9 ] 、斑点叉尾鱼回血清的 干扰素水平等[9 ] 。可见 ,LPS 效果显著 ,但使用剂 量过高会产生免疫抑制。 11212 肽聚糖 (Peptidoglucan ,PG) 肽聚糖存在 于革兰氏阴、阳性菌的细胞壁中 ,尤其是革兰氏阳 性菌细胞壁中肽聚糖含量占细胞壁干重的40 %～ 90 % ,是由 N2乙酰葡萄糖与 N2乙酰胞壁酸形成的 二糖通过肽链相互交叉构成的聚合物 ,其中胞壁 肽(MDP) 是细菌肽聚糖的保守亚基 ,能替代佛氏 完全佐剂(FCA) 中的具有免疫增强活性的最小单 位。虹鳟口服肽聚糖可增强其抵抗鳗弧菌的能 力 ,腹腔注射能提高对 A1salmonicida 感染的抵抗 力 [16 ] 。Itami 等 [17 ] 研究发现 ,用含肽聚糖的饲料 投喂黄尾鱼师可提高头肾的吞噬活力和吞噬指数 , 提高对 Enterococcus seriolicida 感染的抵抗力。注 射肽聚糖能够提高鲤鱼干扰素 - Ⅰ的水平 ,增加 巨噬细胞的超氧阴离子含量[18 ] 。可见 ,肽聚糖能 够提高鱼类的非特异性免疫力和抗病力。 11213 葡聚糖 (β2glucan) β2葡聚糖通常存在于 特殊种类的细菌、酵母菌、真菌的细胞壁中。β2葡 聚糖以 1 ,32键为主体 ,且含有 1 ,62键的支链 β, 2葡 聚糖因其独特的螺旋形分子结构 ,易被免疫系统 接受。β2葡聚糖对鱼类免疫功能提高的作用主要 是增强其非特异性免疫功能 β, 21 ,3 和β21 ,62葡聚 糖能选择性地作用于巨噬细胞、颗粒细胞和自然 杀伤细胞的特异性受体并激活这些细胞 ,通过细 胞的吞噬作用 ,吸收、破坏、清除体内的病原微生 物 ,同时还能产生细胞因子 ,如白细胞介素 Ⅰ (IL - Ⅰ) ,提高鱼类的免疫功能。研究表明 ,葡聚 糖能增强大西洋鲑的补体活力和巨噬细胞的杀菌 活力[19 ] , 提 高 大 西 洋 鲑、大 菱 鲆 的 溶 菌 酶 活 力 [19220 ]以及大菱鲆和金头鲷细胞的呼吸爆发活 力 [21222 ] 。给虹鳟饲料中添加酵母β2葡聚糖和维生 素 C ,可显著提高补体活力和吞噬细胞的吞噬能 力 ,并促进特异抗体的产生[23 ] 。通过口服或注射 葡聚糖也能增强斑点叉尾鱼回和鲤鱼对爱德华氏 菌 [24225 ] 、南亚野鲮鱼对 A1 hydrophila[26 ] 、大西洋鲑 对 Aeromonas salmonicida、V1 anguillarum 、V1salm2 onicida 和 Y1 ruckeri 感染的抵抗力[27228 ] 。可见 ,酵 母葡聚糖具有很强的免疫原性 ,能够诱导鱼类的 免疫系统发挥免疫力和抗病力。但也有葡聚糖对 大菱鲆的免疫力和抗病力没有影响的报道[29 ] 。 第 27 卷 第 3 期 王桂芹等 :鱼类免疫增强剂的研究现状 543
吉林农业大学学报 2005年 产生差异的原因可能是因试验鱼的种类、给予剂有影响外,对其它免疫指标如抗体水平和吞噬能 量或方式等不同的结果。 力没有影响。所以在试验中选择指标不同,应设 2徼量营养物 置不同的时间段进行检测。 维生素C不仅可单独使用,也可与葡聚糖 营养与免疫功能密切相关,营养素缺乏时能铁和脂肪酸等营养元素结合起来23y。Ver 直接引起机体免疫器官、免疫细胞的损伤、改变或hac等用对照组饲料(含维生素C150mg/kg,不含 分化,导致免疫缺陷,或通过影响其它组织的营养葡聚糖)喂虹鳟4周后,再用分别含有维生素C 生长和代谢,间接引起免疫功能和抗病能力的下150mg/kg和1000mg/kg、有或无葡聚糖的4组试 降。因此饲料的营养尤其是微量营养物是保持动验饲料投喂2周,结果发现,呼吸爆发活力、胞饮 物免疫功能以及充分发挥免疫力的决定因素之作用和溶菌酶受饲料中维生素C的影响更大,但 对维生素C、E和不饱和脂肪酸在鱼类上的抗体效价受葡聚糖的影响更大,二者的交互作用 应用研究较多。 可促进鱼类免疫力的增强。 Anderson等亦 2.1维生素C 证明,大西洋鲑肝脏铁的沉积随饲料铁和维生素 维生素C是鱼类生长和发挥生理功能所必C的增加而增加。Lim等切亦发现斑点叉尾鋼饲 需的营养物质大多数鱼类自身不能合成,必须从料中铁含量较高时,维生素C能促进肝铁的沉 饲料中获取。很多研究都表明,投喂高于正常生积,表明维生素C可影响鱼体对铁的吸收和利 长需要量的维生素C能增强鱼类的免疫力和抗用 病力,但也有对鱼类免疫力和抗病力的影响结论 综上所述,维生素C的确能提高鱼类的免疫 不一致的报道。维生素C能通过非特异性兔疫力,但因不同鱼类对病原的易感程度不同,适宜的 机制使鱼体抗病能力提高,能淸除鱼类免疫细胞添加量亦不同。同时维生素C和其它营养物的 吞噬和呼吸爆发产生的氧自由基,使其免受氧化交互作用对鱼类的免疫力的影响有待进一步的研 损伤,提高其吞噬细胞的吞噬活性和杀菌能力。究 维生素C能提高虹鳟、大西洋鲑、金头2.2维生素E 鲷、大菱鲆的巨噬细胞的吞噬能力。由于维 维生素E是水产动物重要的营养物质,其主 生素C可作为还原性物质参与脯氨酸的羟化反要功能是消除体内多余自由基,保护脂溶性细胞 应,因此能提高虹鳟、大西洋鲜、斑点叉尾膜和不饱和脂肪酸不被氧化,通过促进和调理免 鲴、金头鲷等的血清补体活力。饲料中添疫细胞的功能来改善动物体的免疫力。有关饲料 加高水平的维生素C能够增强试验鱼的溶菌酶中维生素E对鱼类免疫系统的影响报道较多,但 活力、呼吸爆发活力和抗体水平1。同样研究结果有一定的差异 体外试验也表明维生素C能够增强巨噬细胞的 在饲料中适量添加维生素E,可增强斑点叉 呼吸爆发活力即。饲料中添加高剂量维生素C尾鲴、大菱鲆吞噬细胞的吞噬活力。维生素 增强斑点叉尾鲴对 Edwardsiella tarda1、大西洋E可通过改变巨噬细胞膜的功能而调节真鲷叫 鲑对 Aeromonas salmonicida的感染能力。但大西洋鲑等鱼类的血清补体活力,因为巨噬细 Lim等叩对斑点叉尾鲴饲料中添加维生素C的试胞是一些补体蛋白产生的位点,其细胞膜脂肪氧 验却表明其对E. catalan的感染没有抵抗力。造化可能会影响补体蛋白的合成。维生素E能 成这种差异的原因可能是由试验鱼的种类、大小、够避免呼吸爆发产生的自由离子、过氧化物和超 感染时间、剂量和方式的差异造成的 氧阴离子等对巨噬细胞的氧化破坏。也有报 维生素C对同种鱼的不同免疫指标的影响道斑点叉尾鲴饲料中缺乏维生素E时,会降低其 亦有差异。Otum等在金头鲷饲料中添加不同脾脏巨噬细胞的超氧阴离子的含量,而饲料中 剂量的维生素C,血清中补体活力、吞噬活力和呼添加维生素E显著提高了金头鲷巨噬细胞的呼 吸爆发活力分别在不同时期达到峰值,且均高于吸爆发活力。饲料中添加适量的维生素E可 对照组。 Hardie等l对大西洋鲑的研究表明,同提高大西洋鲑对A. salmonicida、斑点叉尾 时间测得的免疫指标中,除了对血清补体活力鲜、大菱鲆对 Edwardsiella ictal、虹鳟对 201994-2007chinaAcademieJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
产生差异的原因可能是因试验鱼的种类、给予剂 量或方式等不同的结果。 2 微量营养物 营养与免疫功能密切相关 ,营养素缺乏时能 直接引起机体免疫器官、免疫细胞的损伤、改变或 分化 ,导致免疫缺陷 ,或通过影响其它组织的营养 生长和代谢 ,间接引起免疫功能和抗病能力的下 降。因此饲料的营养尤其是微量营养物是保持动 物免疫功能以及充分发挥免疫力的决定因素之 一。对维生素 C、E 和不饱和脂肪酸在鱼类上的 应用研究较多。 2. 1 维生素 C 维生素 C 是鱼类生长和发挥生理功能所必 需的营养物质 ,大多数鱼类自身不能合成 ,必须从 饲料中获取。很多研究都表明 ,投喂高于正常生 长需要量的维生素 C 能增强鱼类的免疫力和抗 病力 ,但也有对鱼类免疫力和抗病力的影响结论 不一致的报道。维生素 C 能通过非特异性免疫 机制使鱼体抗病能力提高 ,能清除鱼类免疫细胞 吞噬和呼吸爆发产生的氧自由基 ,使其免受氧化 损伤 ,提高其吞噬细胞的吞噬活性和杀菌能力。 维生素 C 能提高虹鳟[23 ,30 ] 、大西洋鲑[31 ] 、金头 鲷 [32 ] 、大菱鲆[33 ]的巨噬细胞的吞噬能力。由于维 生素 C 可作为还原性物质参与脯氨酸的羟化反 应 ,因此能提高虹鳟[23 ] 、大西洋鲑[31 ] 、斑点叉尾 鱼回[30 ,34 ] 、金头鲷[32 ]等的血清补体活力。饲料中添 加高水平的维生素 C 能够增强试验鱼的溶菌酶 活力、呼吸爆发活力和抗体水平[23 ,30 ,32 ,35 ] 。同样 体外试验也表明维生素 C 能够增强巨噬细胞的 呼吸爆发活力[31 ] 。饲料中添加高剂量维生素 C 增强斑点叉尾鱼回对 Edwardsiella tarda[36237 ] 、大西洋 鲑对 Aeromonaas salmonicida 的感染能力[31 ] 。但 Lim 等 [37 ]对斑点叉尾鱼回饲料中添加维生素 C 的试 验却表明其对 E1 ictalari 的感染没有抵抗力。造 成这种差异的原因可能是由试验鱼的种类、大小、 感染时间、剂量和方式的差异造成的。 维生素 C 对同种鱼的不同免疫指标的影响 亦有差异。Ortuno 等 [32 ]在金头鲷饲料中添加不同 剂量的维生素 C ,血清中补体活力、吞噬活力和呼 吸爆发活力分别在不同时期达到峰值 ,且均高于 对照组。Hardie 等 [32 ] 对大西洋鲑的研究表明 ,同 一时间测得的免疫指标中 ,除了对血清补体活力 有影响外 ,对其它免疫指标如抗体水平和吞噬能 力没有影响。所以在试验中选择指标不同 ,应设 置不同的时间段进行检测。 维生素 C 不仅可单独使用 ,也可与葡聚糖、 铁和脂肪酸等营养元素结合起来[23 ,35 ,37239 ] 。Verl2 hac 等用对照组饲料(含维生素 C 150 mgΠkg ,不含 葡聚糖) 喂虹鳟 4 周后 ,再用分别含有维生素 C 150 mgΠkg 和 1 000 mgΠkg、有或无葡聚糖的 4 组试 验饲料投喂 2 周 ,结果发现 ,呼吸爆发活力、胞饮 作用和溶菌酶受饲料中维生素 C 的影响更大 ,但 抗体效价受葡聚糖的影响更大 ,二者的交互作用 可促进鱼类免疫力的增强[23 ] 。Anderson 等 [39 ] 亦 证明 ,大西洋鲑肝脏铁的沉积随饲料铁和维生素 C的增加而增加。Lim 等 [37 ] 亦发现斑点叉尾鱼回饲 料中铁含量较高时 ,维生素 C 能促进肝铁的沉 积 ,表明维生素 C 可影响鱼体对铁的吸收和利 用。 综上所述 ,维生素 C 的确能提高鱼类的免疫 力 ,但因不同鱼类对病原的易感程度不同 ,适宜的 添加量亦不同。同时维生素 C 和其它营养物的 交互作用对鱼类的免疫力的影响有待进一步的研 究。 2. 2 维生素 E 维生素 E 是水产动物重要的营养物质 ,其主 要功能是消除体内多余自由基 ,保护脂溶性细胞 膜和不饱和脂肪酸不被氧化 ,通过促进和调理免 疫细胞的功能来改善动物体的免疫力。有关饲料 中维生素 E 对鱼类免疫系统的影响报道较多 ,但 研究结果有一定的差异。 在饲料中适量添加维生素 E ,可增强斑点叉 尾鱼回[40 ] 、大菱鲆[41 ]吞噬细胞的吞噬活力。维生素 E 可通过改变巨噬细胞膜的功能而调节真鲷[42 ] 、 大西洋鲑[43 ]等鱼类的血清补体活力 ,因为巨噬细 胞是一些补体蛋白产生的位点 ,其细胞膜脂肪氧 化可能会影响补体蛋白的合成[42 ] 。维生素 E 能 够避免呼吸爆发产生的自由离子、过氧化物和超 氧阴离子等对巨噬细胞的氧化破坏[43 ] 。也有报 道斑点叉尾鱼回饲料中缺乏维生素 E 时 ,会降低其 脾脏巨噬细胞的超氧阴离子的含量[40 ] ,而饲料中 添加维生素 E 显著提高了金头鲷巨噬细胞的呼 吸爆发活力[44 ] 。饲料中添加适量的维生素 E 可 提高 大 西 洋 鲑 对 A1salmonicida[45 ] 、斑 点 叉 尾 鱼回[40 ] 、大菱鲆[41 ] 对 Edwardsiella ictaluri 、虹鳟[46 ] 对 643 吉 林 农 业 大 学 学 报 2005 年
第27卷第3期 王桂芹等:鱼类免疫增强剂的研究现状 Yersinia rucker的抵抗力,从而提高其非特异性免最低浓度的免疫增强剂,在最短的时间内取得最 疫力。 佳的免疫效果是最好的。因此探索新的给予途 维生素E对鱼类免疫力的影响亦与试验时径,选择适宜的剂量和周期是亟待解决的问题 间和添加剂量有关。Otum等在金头鲷的饲料 3)免疫增强剂的应用范围。水产动物种属 中添加维生素E,补体的吞噬活力在第30~45d个体间存在着很大差异,免疫系统的差异直接影 达到最大,在15d时对免疫力没有影响。而响免疫增强剂的作用机制和使用效果,今后应扩 Cesa等研究则表明,斑点叉尾饲料中添加免疫增强剂在水产动物的不同品种上的使用研 维生素E时,其自然杀伤细胞的杀菌能力在第2~究,不仅研究免疫增强剂对细菌性病原的免疫增 4周达到最大,而到第6周时,又恢复到对照组的强作用还要探究对病毒和寄生虫引起的疾病是 水平。同样对金头鲷、斑点叉尾的研究也否也能发挥其免疫增强作用。 表明,在一定的范围内,鱼类的免疫力随饲料中维 4)免疫增强剂的可得性。有些免疫增强剂 生素E的增加而提高,但过量添加会导致免疫抑(如脂多糖、葡聚糖等)虽然使用效果显著,但存在 着来源提取或合成等问题,所以应选用易得且有 2.3 n-3 PHUFA 效的免疫增强剂,其中酵母细胞壁、壳聚糖是首 n-3IFA是鱼类必需脂肪酸,饲料中含有选。酵母细胞壁是一种全新的天然绿色添加剂, 足够的n-3HUFA可维持大西洋鲑的补体活性,是生产啤酒酵母过程中由可溶性物质提取的一种 因添加n-3HFA可通过影响花生四烯酸代谢特殊副产品,方便易得,其活性成分为葡聚糖 而改变细胞膜磷脂结构,消除感染等产生的应激50.7%、甘露寡糖6.6%、糖蛋白22.0%。自然界 反应。富含n-3HFA的饲料可显著增强斑中每年生物合成的甲壳素有数十亿吨利用废弃 点叉尾巨噬细胞杀菌活力,这可能是由于物虾、蟹壳等生产具有免疫活性的壳聚糖作为饲 n-3IUFA的缺乏导致磷脂层内脂肪酸组成不合料免疫增强剂有广阔的前景。 理,从而影响细胞膜的通透性和流动性及相关的 5)目前对免疫增强剂作用机理的研究较少, 受体活力造成的。大西洋鲑饲喂高含量n-3多停留在作用效果上。今后应着重研究不同免疫 HUFA的饲料时,能提高其对 i bio salmonicida和增强剂的组合效应如维生素C和葡聚糖维生素 Aemnonas salmonicida感染的抵抗力。同样缺乏E和n-3HFA等,以及免疫增强剂是如何通过 n-3PA饲料的金头鲷、虹鳟易感染细菌,降低内分泌调控物质代谢和免疫功能来促进生长,提 对病毒侵袭的抵抗力5。但也有在斑点叉尾高抗病能力,以实现免疫增强剂在水产养殖中的 叫饲料中添加富含n-3HFA的鲱鱼油,鱼类合理应用 却易感爱德华氏菌,金头鲷S溶菌酶活力不受饲 料中n.3HHEA的升高影响的相反报道。所以参考文献 有关n-3HUFA对鱼类免疫力和抗病力的影响[1 Scrimshaw n s, San giovanni. Synergism of 机理还有待于进一步研究和探讨。 and immunity :a overview[]. American J air 3免疫增强剂在未来水产养殖中的研究21 Anderson D P, Siwicki A K Duration of protection against Aero- 方向 mnas salmonicida in brook trout immumstmulated with glucan or chitosan by injection or immersion[J]. Prog Fish Cult, 1994, 56 1)兔疫增强剂的给予时间。预防是免疫增 258-261 强剂的主要作用,在动物产生应激、生产性能受损3] Kawakami h, Shinohara n, Sakai M. The prrspecitic immumstimur 或受病原菌侵害之前应用较好。水产动物免疫系 ation and adjuvant effects of Vibrio anguillarum bacterin Mglur 统随个体发育而不断完善,不同阶段的使用效果 有待验证 cicida infection in yellowtail[J]- Fish Pathol, 1998, 33: 287-292. 2)免疫增强剂的给予途径、剂量、周期。上 [4] Saboo P K, Mukherjee SC. Intluence of the immunostimulant, chi- tosan on immune responses of healthy and cortisol treated ohu(La 述免疫增强剂的效果多通过注射表现出来,但最 beo rahita)[].J Aquac Trophicity, 1999, 14: 209-215 经济实用的方法是将其作为饲料添加剂使用,用5] Esteban MA,CaA, Orum J,ed, mummmdulatory effects 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
Yersinia ruckeri 的抵抗力 ,从而提高其非特异性免 疫力。 维生素 E 对鱼类免疫力的影响亦与试验时 间和添加剂量有关。Ortuno 等 [47 ]在金头鲷的饲料 中添加维生素 E ,补体的吞噬活力在第 30～45 d 达到最大 , 在 15 d 时对免疫力没有影响。而 Cuesta 等 [48 ]研究则表明 ,斑点叉尾鱼回饲料中添加 维生素 E 时 ,其自然杀伤细胞的杀菌能力在第2～ 4 周达到最大 ,而到第 6 周时 ,又恢复到对照组的 水平。同样对金头鲷[47 ] 、斑点叉尾鱼回[48 ] 的研究也 表明 ,在一定的范围内 ,鱼类的免疫力随饲料中维 生素 E 的增加而提高 ,但过量添加会导致免疫抑 制。 213 n - 3 PHUFA n - 3 HUFA 是鱼类必需脂肪酸 , 饲料中含有 足够的 n - 3 HUFA 可维持大西洋鲑的补体活性 , 因添加 n - 3 HUFA 可通过影响花生四烯酸代谢 而改变细胞膜磷脂结构 ,消除感染等产生的应激 反应[49 ] 。富含 n - 3 HUFA 的饲料可显著增强斑 点叉尾鱼回 巨噬细胞杀菌活力[50 ] ,这可能是由于 n - 3 HUFA 的缺乏导致磷脂层内脂肪酸组成不合 理 ,从而影响细胞膜的通透性和流动性及相关的 受体活力造成的[51 ] 。大西洋鲑饲喂高含量n - 3 HUFA 的饲料时 ,能提高其对 Vibrio salmonicida 和 Aeromonas salmonicida 感染的抵抗力[52 ] 。同样缺乏 n - 3 PUFA 饲料的金头鲷、虹鳟易感染细菌 ,降低 对病毒侵袭的抵抗力[51 ,53 ] 。但也有在斑点叉尾 鱼回[54 ]饲料中添加富含 n - 3 HUFA 的鲱鱼油 ,鱼类 却易感爱德华氏菌 ,金头鲷[51 ] 溶菌酶活力不受饲 料中 n - 3 HUFA 的升高影响的相反报道。所以 有关 n - 3 HUFA 对鱼类免疫力和抗病力的影响 机理还有待于进一步研究和探讨。 3 免疫增强剂在未来水产养殖中的研究 方向 1) 免疫增强剂的给予时间。预防是免疫增 强剂的主要作用 ,在动物产生应激、生产性能受损 或受病原菌侵害之前应用较好。水产动物免疫系 统随个体发育而不断完善 ,不同阶段的使用效果 有待验证。 2) 免疫增强剂的给予途径、剂量、周期。上 述免疫增强剂的效果多通过注射表现出来 ,但最 经济实用的方法是将其作为饲料添加剂使用 ,用 最低浓度的免疫增强剂 ,在最短的时间内取得最 佳的免疫效果是最好的。因此探索新的给予途 径 ,选择适宜的剂量和周期是亟待解决的问题。 3) 免疫增强剂的应用范围。水产动物种属、 个体间存在着很大差异 ,免疫系统的差异直接影 响免疫增强剂的作用机制和使用效果 ,今后应扩 大免疫增强剂在水产动物的不同品种上的使用研 究 ,不仅研究免疫增强剂对细菌性病原的免疫增 强作用 ,还要探究对病毒和寄生虫引起的疾病是 否也能发挥其免疫增强作用。 4) 免疫增强剂的可得性。有些免疫增强剂 (如脂多糖、葡聚糖等) 虽然使用效果显著 ,但存在 着来源、提取或合成等问题 ,所以应选用易得且有 效的免疫增强剂 ,其中酵母细胞壁、壳聚糖是首 选。酵母细胞壁是一种全新的天然绿色添加剂 , 是生产啤酒酵母过程中由可溶性物质提取的一种 特殊副产品 ,方便易得 ,其活性成分为葡聚糖 5017 %、甘露寡糖 616 %、糖蛋白 2210 %。自然界 中每年生物合成的甲壳素有数十亿吨 ,利用废弃 物虾、蟹壳等生产具有免疫活性的壳聚糖作为饲 料免疫增强剂有广阔的前景。 5) 目前对免疫增强剂作用机理的研究较少 , 多停留在作用效果上。今后应着重研究不同免疫 增强剂的组合效应如维生素 C 和葡聚糖、维生素 E 和 n - 3HUFA 等 ,以及免疫增强剂是如何通过 内分泌调控物质代谢和免疫功能来促进生长 ,提 高抗病能力 ,以实现免疫增强剂在水产养殖中的 合理应用。 参考文献 : [1 ] Scrimshaw N S ,SanGiovanni J P1 Synergism of nutrition ,infection and immunity :a overview[J ]1American J Clini Nutr , 1997 ,66 , 46424771 [2 ] Anderson D P ,Siwicki A K1 Duration of protection against Aero2 monas salmonicida in brook trout immunostmulated with glucan or chitosan by injection or immersion[J ]1Prog Fish Cult , 1994 ,56 : 25822611 [3 ] Kawaksmi H ,Shinohara N ,Sakai M1The non2specific immunostimu2 lation and adjuvant effects of Vibtio anguillarum bacterin ,M2glu2 can ,chitin and Freund′s complete adjuvant against Pasteurella pis2 cicida infection in yellowtail[J ]1Fish Pathol ,1998 ,33 :28722921 [4 ] Sahoo P K,Mukherjee S C1 Influence of the immunostimulant , chi2 tosan on immune responses of healthy and cortisol treated rohu(La2 beo rahita) [J ]1J Aquac Trophicity ,1999 , 14 : 20922151 [5 ] Esteban M A ,Cueata A ,Ortuno J , et al1 Imunomodulatory effects 第 27 卷 第 3 期 王桂芹等 :鱼类免疫增强剂的研究现状 743
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