第29卷第4期 水产学报 2005年8月 JOURNAL OF FIS HERIES OF CHI 文章编号:1000-0615(2005)04-0552-08 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 Hong-min, SHAO Jian-zhong, XIANG Lixin r College d Life Science, Zhejiang University, Hanghou 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 longterm efficacy. In this review, the definition, defense mechanism, categories and application of fish immunostimulants are introduced and fis 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,但在大规模高密度种类可分为人工合成制剂、微生物来源制剂、动植物来源 的养殖生产中,往往会导致鱼体的抗应激能力下降,病害制剂、营养因子类物质和生物活性因子类物质等五大类 增多,成活率下降,造成重大经济损失。近年来,国内外鱼类免疫增强剂主要通过增强非特异性免疫应答而发挥 学者对鱼类免疫机制及其病害防治方法已进行了大量研作用,如促进补体、溶菌酶、蛋白酶抑制剂、C-反应蛋白 究,其中免疫增强剂因能增强机体抗疾病感染的能力,其天然溶血素凝聚素φ巨球蛋白、巨噬细胞活化因子和干 免疫增强作用所需时间较短,且没有记忆成分,被认为是扰素等的合成,活化巨噬细胞、嗜中性粒细胞、非特异性 种提高鱼体免疫活性及 力的有效方法,具有细胞毒性细胞的吞噬杀菌功能。另外,免疫增强剂也能 重要的应用价值。 提高鱼体lgM抗体水平,增强鱼类特异性免疫应答水 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 2鱼类免疫增强剂的种类 能引起特异、非特异性免疫反应活动,增强动物对病毒、2.1人工合成的免疫增强剂 细菌、真菌、寄生虫等抵抗力的物质。目前免疫增强剂的 目前,在鱼类中报道的人工合成免疫增强剂主要有 收稿日期:2004-08-16 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(2003035040) 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。Eml:zjuhhml00@hotmail.com 通讯作者:邵健忠,el:0571-88273287,E-mail:Shaoji@u,edu.cn
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、α2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
期 黄洪敏等:鱼类免疫增强剂的研究现状与进展 553 左旋咪唑( levamisole,LMS)和寡聚脱氧核糖核苷酸这一结论与Kieg等在小鼠中得到的结果类似,由于氯 ( oligodeoxynucleotides,ODNs)等。LMS是一种合成药物,奎是一种胞内酸化的特异抑制剂,它可阻断 CpGODNs的 在人类和高等动物中用来治疗线虫等感染。在鱼类中,诱导作用,因而证明了 CPGODNs是经内吞作用进入细 LMS被证明是一种免疫增强剂,它可提高嗜中性粒细胞胞,经一系列信号传递,从而増强免疫细胞功能的。研究 的代谢及嗜菌活性,也可提高白细胞的数量及血清中溶中还发现,当用氯奎处理巨噬细胞后再经LP作用,则 菌酶水平,具有增强细胞免疫的作用,能使受感染后被抑I-1B的表达并未受影响,这也提示,在鱼类中 CpGODNs 制的吞噬细胞和淋巴细胞恢复正常,从而增强机体对细与LB增强免疫细胞是经两条不同途径实现的,这与在 菌、病毒等的防御能力。 Mulero等曾报道金鲷(Sngs高等动物中的结论相同。另外, Tassakka等l还发现 awua在喂饲LMS5周后,其淋巴细胞分泌巨噬细胞活在体外qpG·ODNs能增强鲤( Cyprinus carpio)头肾吞噬细 化因子(MAF的能力以及巨噬细胞的吞噬活性和呼吸爆胞的活力提高超氧阴离子的产量,同时也能诱导头肾淋 发作用均显著增加,血清补体活性也明显上升,鱼体对鳗巴细胞的增殖; Ounouna等发现CpG·ODNs能增强斑 弧菌( Vibrio anguillarum)的抵抗力增强。 Jeney等报道了点叉尾倒( Ictalurus punctatus)NCC的活力。最近作者实验 虹鳟 Onconvnchis kiss)在LMS(5ugmL)中浸泡30室的研究也证明,cpG·ODNs能在体外直接活化草鱼巨 min后,再在杀鮭气单胞菌( Aeromonas salmonicida)o·抗噬细胞,增强其呼吸爆发活性,引起巨噬细胞内Oi和 原疫苗中浸泡2min,其吞噬细胞活力和杀菌指数等非特HO2的增加,促进酸性磷酸酶的合成,提高其杀灭细菌的 异免疫指标和特异性抗体滴度都有所提高。 Cuesta等的能力6。这些结果表明,ODNs能增强鱼体的先天免疫应 在体内实验中发现,金鲷用含LMS的饲料饲喂10d后,答。一 其NCC活力显著增强,并且这种增强作用可以维持6周 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 ODNs是一种含qpG基序( CpG motifs)的免疫增强序酸( formyl-methionyl-leucyl- phenylalanine,hMLP)是以细菌 列( immunostimulatory sequence,ISs),一般由20个左右的分泌物中的一种多肽物质为模型而人工合成的化合物。 脱氧核糖核苷酸组成,以未甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核 secombe等4曾报道在鲽( Pleuronectes platessa)的中性粒 苷酸为核心,两侧由特定的嘌呤和嘧啶核苷酸组成侧翼细胞中添加HMLP后,能增加其迁移率,使得中性粒细胞 序列,不同动物的免疫增强作用对侧翼序列的要求不尽对炎症的反应更加敏感。 相同,如适合人和小鼠的ODNs分别为5 TCGTCGTT2.2微生物来源的免疫增强剂 TTGTCGTTTTGTCGTT AI STCCATGAC 菌体组分研究表明,微生物的许多菌体组分如胞 GTTCCTGACGTT3,适合大西洋鲑( salmo salar)的壁酰二肽、脂多糖、壳多糖、壳聚糖、葡聚糖、肽聚糖等均 ODN为5 A CCGATAACGTTGCCGGTGAC是有效的免疫增强剂。胞壁酰二肽( muramyl dipeptic G36。在人和小鼠等动物中证明,ODNs是免疫水平的强MDp来自分支杆菌的细胞壁,具有免疫刺激作 有力增强剂,它具有促进B淋巴细胞增殖分化、分泌白细 Olivier等1曾报道银大麻哈鱼( Oncordnnchueskisutch)注射 胞介素、诱导免疫球蛋白合成、增加B细胞表面主要组织MDP和弗氏不完全佐剂后,对杀鲑气单胞菌的抵抗力提 相容性抗原(MHC·Ⅲ)和协同刺激分子B7·1和B7·2高了47倍; Kodama等1报道了虹鳟腹腔注射 MDPLys 等的表达、促进机体产生抗原特异性免疫反应、直接增强后能增强头肾白细胞的吞噬作用、呼吸爆发反应和迁移 单核细胞、巨噬细胞树突状细胞在体内上调其共刺激分率,提高对杀鲑气单胞菌的抵抗力,同时他们还证实了注 子的表达和分泌多种Th型细胞因子如IN·1、L·射 MDPLys的虹鳟的血清能刺激头肾细胞克隆的形成 12和TNF、增强NK细胞的杀伤能力并刺激其分泌IFN 脂多糖( lipopolysaccharide,LS)是革兰氏阴性菌细胞 γ等功能,此外oDNs还是一种新型而安全的佐剂,能引壁的一种组分,大量研究表明,它能促进鱼类B淋巴细胞 发强的抗体反应和Th型体液免疫应答饥。近年来,在的增殖与分化。除此之外, Salati等还发现真鲷( Pages 鱼类中也证实,ODNs是一种有效的免疫增强剂。mgom)、鲽和大西洋鲑注射LPS后能增强其巨噬细胞的吞 J中 gensen等最早利用质粒DNA(含天然qpG基序)和人噬活力和迁移率,增加超氧阴离子的产量; Neumann等 工合成的qpG·ODNs体外刺激大西洋鲑白细胞,48h后,发现L能促进鲫( Carassins auratus)白细胞产生巨噬细 检测到上清具有很强的抗病毒活性,认为是1型和Ⅱ型胞活化因子和斑点叉尾鲴单核细胞产生Ⅱ-1样分子 IFN的混合物。此后, Jsrgensen等1又用 CPGODNS处理 Paulsen等将大西洋鲑的头肾巨噬细胞在含L和酵母 虹鳟巨噬细胞,8h后, Northern杂交即显示Ⅱ·β的表达P葡聚糖的培养基中共培养,发现其上清液中溶菌酶的含 量增加,48h后出现了抗病毒活性,而经氯奎处理的细胞量在第3天开始增加,第6天达到高峰,此时其含量可以 再与CpG·ODNs作用,则发现抗病毒活性的产生和Ⅱ 达到对照组的5~6倍,实验显示LPS的最适浓度为10吗g 表达均受到严重抑制,远远低于未经处理时的水平 mL,而酵母β·葡聚糖的最适浓度为1~250g 201994-2008ChinaAcademicJOumalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.enki.net
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 (5μg·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 β2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 10μg ·mL - 1 , 而酵母β- 葡聚糖的最适浓度为 1～250 μg· 4 期 黄洪敏等 :鱼类免疫增强剂的研究现状与进展 355
水产学报 mL。随后 Paulsen等又报道了大西洋鲑腹腔注射 quinqueradiata和虹鳟中能增强吞噬细胞活性,提高鱼体对 LPS和酵母β·葡聚糖后,能增强血液、头肾、肠白细胞中格氏乳球菌( Enterococcus seriola和弧菌的抵抗力/B/。 溶菌酶的活力,而在脾脏和肾中的溶菌酶活力没有改变 菌体组分中,具有免疫增强作用的还有细菌DNA 值得一提的是,Prk等还报道了来自杂色革盖菌0世纪80年代, Yamonato等国报道了来源于一种非致 ( Coriolus versicolo)的蛋白多糖(PK)能增强尼罗罗非鱼病性的结核杆菌样分支杆菌(BCG)的基因组DNA提取物 (orα chomis niloticus)对迟钝爱德华氏菌( Edwardsiella能活化小鼠天然杀伤细胞,并诱导产生干扰素,从而抑制 audn)的抵抗力 病毒复制和肿瘤生长。该发现揭示了DNA不仅是重要 壳多糖是一种多糖类物质,它是形成某些真菌细胞的遗传物质,而且还具有免疫调节作用。1991年,另一研 壁以及甲壳动物和昆虫外骨骼的主要组分,壳聚糖则是究也发现某些特定的细菌DNA能刺激小鼠B淋巴细胞 种脱乙酰基的壳多糖。在壳多糖和壳聚糖的免疫学功增殖和免疫球蛋白的分泌,而脊椎动物DNA却没有这种 能研究方面, Anderson等曾报道了溪鳟( sahelinus作用。这一现象引起了科学界的关注,之后大量的研 fontinalis)和虹鳟经壳聚糖溶液注射或浸泡后,血液中的一究证明,这种免疫调节作用与细菌基因组DNA的特殊结 些免疫指标如杀菌活力、髓过氧化物酶活性和lgM浓度构有关,在细菌基因组中,非甲基化胞嘧啶鸟嘌呤二核苷 均显著增强,对杀蛙气单胞菌感染的抵抗力也明显增加;酸(φpG出现频率很高,平均每16对二核苷酸就出现 Esteban等31则发现金鲷饲喂壳多糖后,能增强天然溶血次,而在脊椎动物基因组中该结构的出现频率仅为细菌 补体和细胞毒活力,促进吞噬细胞呼吸爆发和杀菌作用,的1/4,并且胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸呈高度甲基化。因 但溶菌酶的活力没有改变;此外 Bullock等的研究也表此,人们把以未甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸为核心 明,虹鳟经腹腔注射壳多糖后,其血液补体活力、吞噬细的特殊核苷酸序列称为免疫刺激序列(S,动物免疫系 胞呼吸爆发和吞噬活力显著增强,而经静脉注射壳多糖统正是通过识别ISS的特征结枃来识别微生物DNA和自 后,所有的免疫指标却没有发生变化 身DNA,从而形成针对病原体的特异免疫防护机制1 葡聚糖也是一种重要的免疫增强剂,其中对酵母葡近年来的研究表明,含有IS序列的细菌、病毒和质粒 聚糖的研究最为广泛。 Robertson等曾报道了大西洋DNA也能增强鱼类的先天免疫应答,如 Johansen等l报 鲑、斑点叉尾鲴等腹腔注射或口服酿酒酵母道了质粒 PBLCAT2DNA能诱导大西洋鲑白细胞产生有 ( Saccharomyces cerevisia)细胞壁葡聚糖后,能增加对鳗弧抗病毒作用的细胞因子,而质粒经 DNase处理后,则无此 菌、杀鲑弧菌( Vibrio salmonicida、鲁氏耶尔森菌 Yersinia应答; Ounouna等报道了海豚链球菌( Streptococcus iniae nckm)和爱德华菌( Edwardsiella ictaluri)的抵抗力;Sung基因组DNA能增强斑点叉尾鲴NCC的活力,而基因组 等发现斑节对虾( Penaeus monodon)经酵母葡聚糖溶液DNA经 Dnase i处理后,该作用消失; Kannelos等13报道 10.5~1 mg .mL‘1)浸泡后能增加对创伤弧菌(vbo了鲫联合注射含有qpG基序的质粒DNA和蛋白亚单位 vulnifiCus的抵抗力。另有研究证实,酵母葡聚糖还具有免疫苗后,能增强鱼体抗体的应答能力;此外, Kanellos1 疫佐剂作用,大西洋鮭联合注射杀蛙气单胞菌疫苗和酵Km14和 Heppell等也有类似的报道 母葡聚糖后,与单独注射疫苗的对照组相比,其抗体应答 另外,核苷酸早就被认为是哺乳动物营养的重要组 水平和对疖病的抵抗力显著增强,而只注射酵母葡聚糖成部分,可增强小鼠对金黄色葡萄球菌( Staphlococcus 的实验组,免疫保护作用不明显1。此外,在对大西洋aes)和白色假丝酵母( Candida albicans的抵抗力。在鱼 鮭虹鳟、木叶鲽( Scophthalmus maximus))、斑点叉尾鲴和斑类中, burrells等l报道了大西洋鲑、银大麻哈鱼和虹鳟 节对虾等的硏究中还分别发现,酵母葡聚糖能増强溶菌饲喂添加有外源核苷酸的饲料后,能増强对细菌、病毒、 酶、补体和巨噬细胞的杀菌活力8。除了酵母葡聚糖立克次体感染的抵抗力。 Sakai等1也发现,饲料中添加 外,来自裂褶菌( Schizophyllan )的β-1,3葡聚糖酵母来源的核苷酸,能增强鲤的非特异性免疫反应 (vSD也有增强抗病的作用。Nk等曾报道银大麻哈鱼 微生物代谢和发酵产物研究表明,微生物的某些 注射或口服wST后能增强对杀蛙气单胞菌的抵抗力;代谢和发酵产物能作为鱼类免疫增强剂,如FK565(庚酮 Stolen等报道了斑点叉尾鲴饲喂wST后,其巨噬细胞yD谷氨酸L内消旋二氨基庚二基DC2丙氨酸)是与乳 超氧阴离子的产量增加,受爱德华菌胁迫时死亡率降低,酰四肽(FK156)相关的一种多肽,它是从橄榄灰链球菌 但其血清溶菌酶活力没有增加,VST对爱德华菌疫苗的 Streptomyces olivaceogniseus)的培养液中分离获得的。Ktao 佐剂作用也不明显; Sahoo等还用vsT饲喂印度野鲮和 Yoshida等{l证实,虹鳟和青甘注射FK565后能使吞 Labeo ohita),发现鱼体非特异性免疫和特异性免疫水平噬细胞活化,増强抗杀蛙气单胞菌的能力;在虹鳟中,用 均明显增强,对嗜水气单胞菌( aeromonas hydrophila)的抵鲁氏耶尔森菌或杀蛙气单胞菌O·抗原制剂和FK565联 抗力增加。此外还有研究表明,来自乳糖发酵短杆菌合免疫后,能提高脾抗体形成细胞的数量和体液中抗体 ( Brevibacterium lactofermentum)的肽聚糖在青甘( seriola的滴度。HF203是微生物利用鸡蛋的发酵产物, 201994-2008ChinaaCademicJoumalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhtp://www.enki.net
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β21 , 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
期 黄洪敏等:鱼类免疫增强剂的研究现状与进展 555 Yoshida等报道了虹鳟口服EF203后,能刺激白细胞的被认为有明显的免疫刺激作用159 活力,如增强吞噬作用和化学发光反应,并能增加对链球 植物提取物许多植物提取物同样具有免疫刺激作 菌的抵抗力。 Sakai等发现虹鳟在接种鲑肾杆菌用如甘草皂苷是一种糖基化的皂甙,它能通过免疫调节 ( Remi bacterium salmoninarum疫苗的同时使用FF203,虽然途径而发挥抗炎症、抗肿瘤的活性。 Edahiro等报道了青 血清凝集抗体滴度没有增加,但吞噬细胞的吞噬作用明甘口服甘草皂苷后能增加对格氏乳球菌的抵抗力∞), 显加强,头肾白细胞的NBT反应也更活跃,在抗鲑肾杆菌Jang等报道了虹鳟巨噬细胞和淋巴细胞经甘草皂苷处 感染方面,其存活率有明显提高。 理后,能分别增强其呼吸爆发水平和增生应答水平。伴 微生物菌体微生物菌体除了可以作为疫苗进行鱼刀豆球蛋白A( concanavalin a,ConA)是一种具有T细胞 类病害免疫防治外,还可作为免疫增强剂发挥作用,如鳗丝裂原活性的凝集素,研究表明,它与植物凝集素PHA 弧菌就已作为一种重要的免疫增强剂应用于鮭鱼养殖生样,不仅能促进虹鳟、鲤等T淋巴细胞的增殖分化,同时 产。研究显示,该菌通过注射、口服、浸泡等途径给药都还能活化巨噬细胞,并诱导白细胞产生巨噬细胞活化因 有效果。 Sakai等发现虹鳟经鳗弧菌溶液浸泡后,能增子町。此外还有研究显示,虹鳟口服大豆蛋白后,能增 强其对链球菌感染的抵抗力; Norquist等报道了减毒鳗强其白细胞的活力;虹鳟经植物皂甙QuA浸泡后,能 弧菌可使虹鳟对杀蛙气单胞菌有抵抗作用。除了鳗弧菌增强其对鲁氏耶尔森菌的杀菌力;在青甘中,口服QulA 外,有报道认为虹鳟、斑点叉尾鲴金鲷注射或口服冻干皂甙后能增加白细胞的迁移率,罗非鱼、草鱼 的酿酒酵母和假丝酵母( Candida utilis)后,能同时增强体( Ctenopharyngodon dellis)饲喂大麦葡聚糖、云芝多糖后能 液和细胞免疫应答,增加对病菌的抵抗力。此外,提高对嗜水气单胞菌的抵抗力。最近, Candan等6还 rodriguez等还研究了3种不同的卷枝毛霉菌(Mor研究了饲喂几种医用植物如姜( Zingiber ficinale)、荨麻 circinelloides)对金鲷的免疫刺增强性,发现饲喂含有冻干 Urtica dioica)、槲寄生( iscum albun)提取物对鱼类免疫 卷枝毛霉菌的饲料后,能增强鱼体血清溶菌酶的活力、白系统的影响,发现这几种饲料添加剂都能增强巨嗜细胞 细胞吞噬作用和细胞毒活性。 呼吸爆发反应,虹鳟饲喂1%的姜粉水提物,3周后能显 狭盐无色杆菌( Achromobacter stenohalis)是从海水中分著增加鱼体的非特异免疫应答。 离的一种G·细菌, kawahara等发现白斑红点鲑2.4营养因子类免疫增强剂 ( Salvelinus leucomaenis)注射灭活的该种细菌后能增强头 维生素C、E、A等不仅是鱼类正常生长最基本的组 肾细胞的化学发光反应,活化补体成分,增强对杀蛙气单分,也能增强鱼类的特异和非特异性免疫应答。 Cuesta 胞菌的抵抗力21。丁酸梭菌( stridium butyricum)已在等l在这方面做了大量研究,先后报道了维生素E能增 医学临床上用来预防人类肠道内微生物菌落的紊乱,如强金鲷的NCC活力,维生素C能增强金鲷的NCC活力和 Young等3报道了该菌能刺激人巨噬细胞和NK细胞活血清溶菌酶活力,金鲷口服150~300mg*g‘'的醋酸 化,增强抗念珠菌的感染。研究显示,它在鱼类中也有免维生素A,能增强头肾NcC活力、吞噬细胞呼吸爆发和白 疫调节作用,如 Sakai等发现虹鳟口服丁酸梭菌后能通细胞的髓过氧化物酶活性,而腹腔注射醋酸维生素A则 过对白细胞的活化(包括吞噬作用的增强和超氧阴离子对金鲷有毒性作用m,。 Alerton等口l报道了改变食物 量的增加)而增强对弧菌病的抵抗力。此外,灭活的乳酪中维生素E的含量能调节肠道白细胞的吞噬功能,说明 分枝杆菌( Mycobacterium butyricum)常被作为弗氏完全佐剂维生素E更多的是在局部发生作用,特别是在肠道吞噬 成分之一,用于增强鱼体的免疫应答和疫苗的效力。 细胞的粘膜非淋巴样防御中起重要作用。除了上述维生 2.3动植物来源的免疫增强剂 素外,Amar等还报道了类胡萝卜素和虾黄素能提高虹 动物提取物研究显示,一些无脊椎动物的提取物鳟的体液和细胞免疫应答水平,包括血清的补体成分和 也有免疫刺激作用,如海产被囊类动物中的加勒比海海溶菌酶活力、细胞吞噬作用和细胞毒效应。类葫萝卜素 鞘( Edteinascida turbinata)的提取物Ee和皱纹盘鲍在与其它维生素如A,C,E联合使用时,还能表现出更高 Haliotis discus hanna)的水提物H中的一种糖蛋白组分的免疫刺激作用。此外,其它营养成分如脂类微量元素 己被证明能在体外促进人肿瘤细胞的死亡,并抑制体内等也能影响鱼体的免疫应答水平。 肿瘤的生长。 Davis等1发现,Ee和hk在鱼类中也有25生物活性因子类免疫增强剂 免疫调节作用,如美洲鳗( Anguilla rostrata,)和虹鳟分别注 激素Kita等的研究表明,在鱼类中外源生长激 射E和e后,能增强吞噬细胞和Nκ细胞活性,在嗜素(GH)和催乳素(PR)能直接影响鱼类淋巴细胞、巨噬 水气单胞菌和鳗弧菌的胁迫下存活率有明显增加。此细胞和NK细胞活性,如GH对淋巴细胞有丝裂原的活 外,一种萤火鱿( Watasenia scintillans)的提取物,也被证实性,并能活化NK细胞。 Narnaware等证实在高盐和低 能刺激虹鳟巨噬细胞活性,促进淋巴母细胞转化为淋巴盐环境中,PL均能提高银鲷(Sυssω加σ血液中的淋巴 细胞。鱼类蛋白水解物中的酸肽成分在大西洋鲑中也细胞数目,鱼体注射PR能引起白细胞的分裂增殖,在体 94-2008ChinaAcademicjOUmalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
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 , Rodríguez 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 4 期 黄洪敏等 :鱼类免疫增强剂的研究现状与进展 555
556 水产学报 外PRL还能活化吞噬细胞的活力;Yada等报道了PRL格的鱼体21。但值得注意的是,免疫刺激剂的效力与给 或GH在调节gM含量中也起重要作用,他们还发现PRL药途径有关,如腹腔注射和口服醋酸维生素A对金鲷免 和GH能阻止由氢化可的松引起的免疫抑制,恢复鱼类特疫系统的影响不同,口服可以提高鱼体的免疫应答,而腹 异免疫功能。在激素中,前阿黑皮素的N端肽链(N腔注射则对鱼体有毒性。免疫增强剂的使用时机对鱼 terminal peptides of proopiomelanocortin,NPp是由前阿黑皮体的免疫效果也很关键,由于免疫增强剂可使因压抑而 素经翻译后加工而成的,在体外和体内实验中NPP都能导致的免疫抑制恢复,所以为了减少因发病而造成的损 增强虹鳟和鲤巨噬细胞的吞噬活力,增加超氧阴离子的失,免疫刺激剂一般应在鱼体发病前使用,但是有些免疫 产量N。另外, Watanaki等还报道了β.内啡呔能增增强剂如Be的有效给药时机却比较特殊,表现为在鱼体 加虹鳟白细胞的吞噬作用;Kele等则发现用含有折仑感染后再注射,则免疫抵抗力有所增强,而在感染前或感 诺( verano)激素的饲料饲喂虹鳟后,能显著增强非特异性染同时使用,反而没有保护作用。此外,口服使用免疫 免疫活力。 增强剂虽然是有效的方法,然而长期服用的影响仍不清 细胞因子细胞因子是一类具有特定生物学功能的楚,有研究显示长期口服使用免疫增强剂,反而会降低免 多肽或糖蛋白,近年来对鱼类细胞因子的研究己取得较疫应答反应,这可能是鱼体中存在一种对免疫刺激剂的 BL-2-8JHN、INF、NKF、TGF等已先后被鉴定和要研究每一种免疫增强剂的最有效免疫时期M。同样, 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的效果并不都依赖于其剂量,有些免疫增强 免疫增强剂,可用于病害的免疫防治,如 Kwang等报道了剂在高剂量条件下,不仅不会增强其免疫效果,反而还会 鱼类Ⅱ-1B可在鲤和黑鲈( Dicentrarchus labrax)中作为免疫抑制免疫反应9。另一方面,对免疫增强剂的副作用还 佐剂,黑鲈幼鱼腹腔注射鳗弧菌血清1型、2型疫苗和黑有待深入研究,有实验显示,当鱼体产卵时,免疫系统会 鲈Ⅱ-1B后,能增加特异性抗弧菌抗体的产量,增强血清被性激素所抑制,尽管使用免疫增强剂可以使受性激素 抗体应答围,1。 Peddie等报道了1B在体外能引起抑制的免疫系统恢复过来,但它们可能会因此而扰乱鱼 虹鳟头肾白细胞的迁移。作者实验室在研究草鱼干扰素体的性成熟和其它与产卵有关的基本功能 的功能时发现,鱼类干扰素不仅具有抗病毒活性,而且还 目前,对鱼类疾病的控制主要有3种方法,即化学疗 具有增强巨噬细胞杀菌活性,调节淋巴细胞增殖分化等法疫苗接种和使用免疫增强剂。化学药物治疗虽是主 功能,说明其可作为一种免疫增强剂而得到应用。 要的鱼病防治方法,但化学药剂和抗生素的大量使用往 以预示,随着鱼类免疫细胞因子的相继发现和研究的不往会导致药物残留和耐药性的产生,污染水环境,对人们 断深入,它们必将为鱼类病害防治开辟新的途径,发挥越的健康造成潜在威胁。疫苗虽然可以成为控制鱼类疾病 来越重要的作用。 最直接有效的方法,但是目前疫苗的开发和广泛应用也 乳铁蛋白乳铁蛋白具有很多重要的生物学功能,存在一定的困难,而且由于免疫反应具有特异性,一种疫 如抗菌活性铁元素吸收的调控、巨噬细胞的生长促进作苗只能特异性地预防相应的某种疾病所以实际作用也 用,也有报道认为它能调节巨噬细胞、中性粒细胞的超氧非常有限。免疫增强剂则能弥补化学治疗法和疫苗法的 阴离子活性,如 Sakai等报道了虹鳟口服牛乳铁蛋白后 不足,虽然免疫增强剂也存在一些问题,但仍被认为是 能增加巨噬细胞超氧阴离子的产量,大大增强对鳗弧菌种比化学疗法更安全、比疫苗法有更广泛效力的防治方 的抵抗力,对链球菌属的某些种的抵抗力也有增加181。 法。如果将疫苗和免疫增强剂联合使用,将能增加疫苗 Kakura等发现真鲷口服牛乳铁蛋白后,能增加血液中的效力。目前,通过多来源、多途径的方式开发研制低 和淋巴细胞的数量,并能提高自身粘液的分泌,增 毒、高效、速效、长效的新型免疫增强剂已成为鱼类疾病 强对刺激隐核虫(Crypα canon means)的抵抗力 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 3鱼类免疫增强剂的应用与展望 病,提高鱼体免疫力的极为有效的途径 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 参考文献 显,但劳动强度大,耗时长,对鱼体会造成严重的应激刺 1]聂品.鱼类非特异性免疫研究新进展口]水产学报 激,幼鱼常不宜使用这种方法;浸泡法对鱼体所造成的应 1997,21(1):69-73 cytotoxIc 激性刺激较小,而且可同时处理多个鱼体,但在浸泡过程 cells a minrreview[J]. Dev Comp Immunol 26:141 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[3] Mulero v, Esteban MA, Meseguer J,adl. Dietary intake ot 到的应激性刺激减少到最低程度,而且还适用于各种规 levamisole enhances the immune response and disease resistance od
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。 参考文献 : [1 ] 聂 品. 鱼类非特异性免疫研究新进展[J ] . 水产学报 , 1997 , 21 (1) :69 - 73. [ 2 ] Shen L , Stuge T B , Zhou H , et al. Channel catfish cytotoxic cells :a mini2review [J ] . Dev Comp Immunol , 2002 , 26 :141 - 149. [3 ] Mulero V , Esteban M A , Meseguer J , et al. Dietary intake of levamisole enhances the immune response and disease resistance of 655 水 产 学 报 29 卷
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