免疫增强剂又称免疫刺激剂,是指具有促进或诱发宿主防御反应,增强生物机体抗病能力的一类物质。免疫刺激剂主要作用于水生动物的非特异性免疫系统,激活机体自身的免疫机能从而达到防御效果,增强其抗病力。免疫增强剂主要作用于水生动物的非特异性免疫机制,激活机体自身的免疫机能从而达到防御效果,增强其抗病力。免疫增强剂在水产养殖中的应用起步较晚,但发展迅速,发现的种类逐渐增多,应用范围也随之扩大。水生动物的非特异性免疫机制受多种因素的影响,在养殖生产中应用免疫增强剂提高机体的免疫水平、增强先天性的抵抗力无疑具重大意义。
一、免疫增强剂的作用机制
鱼类的免疫系统为较低等的特异性免疫系统,分细胞免疫和体液免疫。鱼类的细胞免疫中有吞噬细胞、嗜中性粒细胞、自然杀伤细胞(NKB)以及T、B淋巴细胞等;体液免疫中有溶菌酶、溶血素、免疫球蛋白及各种补体等。目前认为,甲壳类只有非特异性免疫系统。免疫增强剂作用于这2种免疫系统的机理是多方面的,其机理大致体现为:在甲壳动物中,免疫增强剂可活化血淋巴中的吞噬细胞,提高其吞噬病原的能力,刺激血淋巴中抗菌、溶菌活力的产生,激活酚氧化酶原系统,产生识别信号及介导吞噬等;在鱼类中,免疫增强剂可激活嗜中性粒细胞和白细胞的吞噬作用,刺激淋巴细胞的产生或分泌淋巴因子,协助非特异性免疫和体液免疫,诱发抗体的产生及补体的生成等。常见的免疫刺激剂有葡聚糖、肽聚糖和脂多糖等。
免疫多糖作为一种重要的免疫促进剂,可激活自身免疫系统,增强机体抵抗病毒、细菌、真菌和寄生虫的能力,增加机体抗应激能力,提高动物生产性能。此外,免疫多糖具有高效、低毒、无残留的特点,符合绿色饲料发展的需求。因此国内外学者对免疫多糖在水产养殖上的应用进行了较多的研究,免疫多糖作为一种绿色饲料添加剂必将在水产养殖上发挥重要作用。
二、养殖生产中应用免疫增强剂的种类和作用
免疫增强剂是指能引起非特异性免疫反应,进而增强动物体对病毒、细菌、真菌、寄生虫等抵抗力的物质,其种类可分为人工合成物质、微生物来源免疫增强剂、动植物来源免疫增强剂、营养因子类和生物活性因子类物质等五大类。
1.合成化学剂类
左旋咪唑 是一种有效的人、畜和水生动物驱虫药。在水生动物体内它主要通过提高吞噬细胞和嗜中性粒细胞的活性、提高白细胞的代谢能力以及血清中溶菌酶活力等来增强机体的免疫力。鲤鱼肌注左旋咪唑后,能增加其巨嗜细胞、中性粒细胞的数量,并显著提高血清溶菌酶的水平。左旋咪唑腹注鲤鱼和虹鳟鱼,能大幅度提高机体内自然杀伤细胞、白细胞吞噬活力等非特异性免疫功能,对防治病毒病效果显著。用左旋咪唑浸泡鲤鱼(10微升/毫升, 24小时)后,感染痘疮病的几率降低7%,显示出了较强的抗病毒能力。另外,左旋咪唑作为佐剂肌注虹蹲(0.1~0.5毫克/公斤),能大幅度提高巨噬细胞的吞噬活性,并有效增强抗体在体内的免疫原性。
福氏完全佐剂(FAC) 是一种能增强抗体在体内免疫效果的物质。用FAC注射鳟鱼能大幅度提高其吞噬细胞和自然杀伤细胞的活性,并增加红细胞的载氧能力,对抵制不良环境作用显著。
2.微生物来源免疫增强剂
微生物来源的免疫增强剂,目前研究较多并能在养殖生产中广泛的主要是免疫多糖。免疫多糖来源广泛,种类繁多,有微生物多糖、动植物提取多糖和化学合成多糖,各种多糖对促进水产养殖动物的免疫系统都可起重要作用。
(1)细菌性脂多糖
脂多糖是一种细菌内毒素,由O-特异性侧链、基核多糖和类脂A组成。为淡黄色粉末,无苦味。细菌的结构成分包括脂多糖、脂肽和糖蛋白三类物质,其中细菌脂多糖是最具潜力的免疫增强剂,主要从革兰氏阴性菌细胞壁中提取,可极大提高机体的免疫力。
脂多糖可作为B淋巴细胞有丝分裂原及巨噬细胞的激活剂,能够刺激巨噬细胞释放出T淋巴细胞活化因子,能够促进T辅助淋巴细胞抗原特异性分化。对于鱼类,脂多糖能够提高巨噬细胞过氧化物阴离子的产量并增强其噬菌作用,提高鱼的成活率和产量。对于对虾,脂多糖能够刺激对虾的防御细胞功能,如噬菌作用、黑色素沉淀、包囊和凝结作用等。而七孔扇贝注射脂多糖后,酸性磷酸酶在1小时后显著提高,碱性磷酸酶、溶菌酶、无酚氧化酶、髓过氧化物酶和超氧化物歧化酶均在注射l~15小时也显著提高。
(2)葡聚糖
葡聚糖是一类由葡萄糖分子以β-1,3和β-1,6糖苷键连接而成的链状大分子物质,包括真菌多糖、海藻多糖、壳聚糖等,为淡黄色或白色粉末,无臭,无味。
葡聚糖进入动物体内,可与体液因子及免疫细胞的特异受体结合,从而激活体内的免疫系统。对于鱼类,葡聚糖通过促进巨噬细胞向病灶转移,提高活性氧自由基产量和血细胞溶解作用,使机体的杀菌活性、抗病毒活性和应激反应能力提高。对于甲壳动物和贝类,葡聚糖通过激活酚氧化酶原系统,产生有活性的酚氧化酶,通过多种方式和途径参与机体的防御反应。
肽聚糖可提高水生动物的抗病力,包括有效降低因条件致病菌感染引起的死亡率,预防病毒病的感染和发生;肽聚糖和抗生素一同使用能起协同作用,可提高其作用效果;肽聚糖可作为佐剂与疫苗一同使用,活化抗原应答细胞产生更多的信号分子,激活淋巴细胞产生更多的特异性抗体,提高疫苗的使用效率。肽聚糖除能改善机体健康情况,提高抗病力外,并能促进机体生长,显示出更快的生长率,更高的存活率和更好的饲料利用率。
(3)肽聚糖
完整的肽聚糖由氨基糖骨架和肽链组成,它的一级结构为N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸残基以β-1,4键交替连接形成聚糖股,为淡黄色或白色粉末,无臭,无味。
肽聚糖的最小结构是细胞壁二肽及其类似物,可对免疫系统产生不同的免疫调节作用。对于脊椎动物,肽聚糖可激活B、T淋巴细胞,增强体液免疫和细胞免疫,激活单核细胞及多核白细胞的吞噬活性,活化补体,通过血小板溶解释放多种药理活性物质,诱发抗体的产生及补体的合成。对于无脊椎动物,肽聚糖主要通过两条途径来实现其功能:其一是通过直接激活对虾体内无活性的丝氨酸蛋白酶原,从而使无活性的丝氨酸蛋白酶原转变成有活性的丝氨酸蛋白酶,然后有活性的丝氨酸蛋白酶激活酚氧化酶系统;其二作用于小颗粒细胞,造成小颗粒细胞的脱颗粒,从而产生一系列的生理功能,如分泌有直接抗菌功能的抗菌肽,激活细胞黏附、包囊作用,促进活性氧产生,提高透明细胞吞噬功能等。
3.植物来源免疫增强剂
(1)具免疫增强作用的单味中药
我国中草药品种繁多,已达5767种,其中具免疫活性的中草药就达2000多种。目前已报道的单味清热解毒药中药有大黄、黄连、黄芩、鱼腥草、白花蛇舌草、穿心莲、板蓝根、金银花等均有一定作用。相关报道以黄芪为主药,当归为辅药,将黄芪、当归、党参、马兜铃、板蓝根和甘草粉碎后,分别以质量分数为35%、20%、15%、10%和10%的比例混合制成药饵,再以0.5%和1.0%的量拌入饲料内投喂建鲤,结果1.0%的药物饵料既能明显提高建鲤的吞噬细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的数量,又能提高其溶菌酶的活力,从而明显提高建鲤的非特异性免疫能力。而1%大黄和黄连的水煎液与饲料混合成药饵后分别投喂克氏原螯虾和红螯螯虾,结果表明大黄和黄连均能增强克氏原螯虾和红螯螯虾血细胞的活性;1%的大黄、穿心莲、板蓝根和金银花水提物的饵料连续28天饲喂异育银鲫,可使异育银鲫血液白细胞的吞噬活性有明显提高。
(2)具有免疫增强作用的复方中药
许多复方中药也可明显提高机体免疫力。近年来研究发现,由熟地、黄芪、党参、枸杞、阿胶等5味中药组成复方中药,可使机体PFC上升,LIF升高,调节T细胞亚群及细胞免疫功能,并能增强体液免疫反应。在水产养殖生产中,已有一些免疫增强作用的复方中药通过农业部审批,成为商业化的免疫增强剂。
如芪参免疫散(水产用)主要成份为黄芪、人参、甘草。药理作用为补益气血。主要用于增强鱼、虾、蟹、鳖等动物的机体免疫功能,调整和提高机体抗病、修复功能,提高抗应激能力,促进生长。主要用于增强水生动物免疫能力,增强机体抗病能力和抗应激能力,促进生长。
而六味地黄散(水产用)主要成份为熟地黄、山茱萸(制)、山药、牡丹皮、茯苓等。药理作用为滋补肝肾,可增强水生动物的免疫。主要用于提高水生动物对细菌、病毒性疾病的抵抗力。
4.动物来源免疫增强剂
壳多糖为从甲壳中提取的活性多糖,化学名称是聚乙酸葡糖胶。用壳多糖注射与饲喂金鲷,发现鱼天然溶血互补活性于第5日起增加,呼吸释放和吞噬细胞活性于第3日和5日分别达到高峰,细胞活性于3日后增加,表明壳多糖能增强金鲷先天免疫系统。壳多糖注射黄尾鰤后能有效提高黄尾鰤对病原体的抵抗力, 且有效期在45天以上。
脱乙酞几丁质也是一种重要的免疫增强剂, 同样具有显著的免疫增强效果。鳟鱼通过脱乙酞几丁质注射或浸泡, 均能有效降低病毒性出血病对机体的感染率,脱乙酞几丁质的免疫增强机理, 其主要是活化了血液中自然杀伤细胞的能力, 增加了 NBT 阳性细胞数, 激活了体内过氧化物酶活性, 并提高了免疫球蛋白的浓度。
5.营养因子类
大量实验证明,维生素是机体生长和维持正常生理机能所必需的营养物质,部分维生素对鱼类具有抗病及促生长作用。鲇鱼服用Vc可使其升高体内的补体浓度,给虹鳟投喂20OO毫克/公斤的Vc,12周后其抗鳗弧菌感染的能力增强。添加Vc的饵料投喂斑节对虾可增强其呼吸爆发力,促进机体生长等。
VE也是一种能增强细胞免疫和体液免疫的物质。虹鳟和大西洋鲑在服用VE和不服用VE的对比实验中, 服用VE的个体, 其体内吞噬细胞活性显著高于对照组,并能增强介导吞噬作用,并促进白细胞中过氧化物阴离子的产生。用毫克/公斤的VE投喂比目鱼可提高其吞噬细胞的吞噬作用,给大西洋鲑服用800毫克/公斤的VE可增强其抗杀鲑气单胞菌感染的能力。
6.生物活性因子
(1)激素
激素类物质在脊椎动物内分泌调控和免疫调节中具有重要意义。生长激素和催乳素因直接参与和影响免疫细胞吞噬细胞、淋巴细胞、自然杀伤细胞的活力, 所以研究较多。虹鳟注射外源生长激素, 能有效促进其体内淋巴细胞分裂和自然杀伤细胞活力的产生,对吞噬过程中活性氧的产生也有一定的激活作用。而且, 注射外源生长激素的鱼体, 不仅能提高其血清中溶血素的含量, 还能有效控制溶藻胶弧菌病的发生。
(2)乳铁蛋白
乳铁蛋白不仅是一种具广谱抗菌作用和免疫调节作用的蛋白质,且具有多种抗病毒功能。虹鳟口服牛乳铁离子蛋白后,其巨噬细胞的噬菌能力和产生超氧化酶的能力增强。
(3)白细胞介素
白细胞介素又名T细胞生长因子,由TH细胞产生,为Ts和TC(杀伤)细胞分化增殖所需的调控因子,它对B细胞、自然杀伤细胞、抗体依赖性杀伤细胞和淋巴因子激活的杀伤细胞等均可促进其分化增殖。白细胞介素3由激活的T细胞产生,可刺激某些细胞分化为成熟的T细胞。
(4)干扰素
干扰素是一类糖蛋白,它具有高度的种属特异,干扰素具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤作用。
三、影响免疫增强剂作用的因素
影响免疫增强剂作用的因素主要有给药时间、给药剂量、给予途径及服用期等。
1.给药时间
用药时间对免疫增强剂的作用效果有重要影响。一般来说, 在预防期或疾病萌发期使用最为有效,因此免疫增强剂应在疾病大规模暴发之前使用, 以有效控制其蔓延。斑节对虾在气温较低的秋冬季投喂肽聚糖时, 因环境胁迫因子的存在, 其体内免疫因子活性增强不显著, 在春季水温回升后服用肽聚糖, 这一现象得到有效改善, 并显示出对溶氧、盐度及环境更高的耐受性。此外, 有学者研究了在防治鳗鲡疾病时, 感染前两天投喂, 白天的效果要显著好于夜间。
2.给药途径
在给药途径方面, 众多学者报道了注射和口服免疫增强剂时, 能有效增强白细胞活力等非特异性免疫因子, 保护机体免受病原的侵袭。给药方式上, 影响免疫增强剂作用的因素,主要体现在浸泡法中的单一免疫和联合免疫上。左旋咪唑溶液浸泡鲤鱼10小时后,能有效增强吞噬细胞活性并促进头肾淋巴细胞中活性氧的产生, 对痘疮病的免疫保护力可持续 14天以上。另外, 将重组的O型抗原与多肽类增强剂共同药浴虹鳟, 与单一使用疫苗相比, 联合浸浴的吞噬细胞活性更高, 抗体免疫源性更强, 显示出良好的协同作用。然而,也有联合浸泡未显示出联合用药的积极作用的报道。
3.剂量
免疫增强剂的增强效果及对机体的免疫保护作用已得到广大学者的认可,给药剂量与效果之间的关系始终在研究中。Siwicki等研究了口服不同剂量的左旋咪唑对虹鳟抗出血病的作用,结果显示添加量10~20毫克/公斤,有良好的免疫保护力;当剂量上升到50毫克/公斤时,对机体的免疫系统产生抑制现象。因而,掌握好免疫增强剂的用量有重要的实际指导意义。
4.服用期
给药方式中口服法是最切实可行的方法之一。然而服用期长短与效果之间的确切关系仍有待进一步的实验验证。在持续给予虹鳟肽聚糖过程中,抵抗细菌侵袭能力的增强是暂时的。仅在28天时对感染的细菌表现出防御能力,在56天后没有显示出对鳗弧菌的防御作用。非鲶在服用葡聚糖的30天内能检测出其体内自然杀伤细胞活力的增加,45天后检测不出活力的增加。虹鳟口服肽聚糖的促生长效果结果显示,前60天前内实验组生长速度明显快于对照组, 60天以后两组生长速度无明显差异。目前对上述现象的原因还了解不多,我们有必要对各种免疫增强剂的服用期有比较清晰的研究和把握,以确保用药的有效性。
习题:
1.抗生素的副作用主要表现在哪几个方面?
2.阐述抗菌药物实验室有效率的测定方法。
3.阐述抗菌药物养殖池塘药效的评价方法。
4.阐述病原微生物耐药性评价纸片琼脂扩散法和稀释法的操作步骤。
5.草鱼出血病细胞疫苗的免疫保护率测定方法?
6.嗜水气单胞菌疫苗的免疫保护率测定方法?
7.阐述养殖生产中应用免疫增强剂的种类和作用。
8.影响免疫增强剂作用的因素?
彩图1 微齿眼子菜
彩图2 轮叶黑藻
彩图3 苦草
彩图4 无根浮萍
彩图5 紫背浮萍
彩图6 喜旱莲子草
彩图7-1 鱼体解剖方法
彩图7-2 鱼体解剖方法
彩图7-3 鱼体解剖方法
彩图7-4 鱼体解剖方法
彩图8 固着类纤毛虫
彩图9 车轮虫
彩图10 寄生鱼鳃的斜管虫
彩图11 小瓜虫白色包囊和小瓜虫
彩图12 寄生松江鲈鱼鳃的鳃隐鞭虫
彩图13 孢子虫的包囊和孢子
彩图14 指环虫
彩图15 三代虫
彩图16 本尼登虫(烟井喜司雄)
彩图17 寄生草鱼肠道的九江头槽绦虫
彩图18 肠壁寄生大崇明长棘吻虫
彩图19 锚头鳋
彩图20 细菌性烂鳃病草鱼(汪开毓)
彩图21 镜检细菌性烂鳃病鱼鳃丝(汪开毓)
彩图22 患竖鳞病鱼体(富永 正雄)
彩图23 患细菌性肠炎病草鱼的肠道
彩图24 患细菌性败血症鲫鱼(汪开毓)
彩图25 患打印病鱼体(黄琪琰)
彩图26 斑点叉尾鮰肠型败血症(汪开毓)
彩图27 异育银鲫血液涂片
彩图28 感染水霉病河鲀鱼
彩图29 镰刀菌大分生孢子
彩图30 草鱼出血病,下面为健康鱼体(黄志斌)
彩图31 患传染性造血器官坏死病的虹鳟鱼苗(山崎隆义)
彩图32 患鲤春病毒血症的鱼鳔上布满淤血斑(W.Ahne等)
彩图33 患白斑病对虾头胸甲和尾部有大量白斑(江育林)
彩图34 感染杆状病毒的斑栉对虾肝胰腺肿大发红(陈秀南)
彩图35 黄苓
彩图36 黄柏
彩图37 五倍子
彩图38 板蓝根
彩图39 大黄
彩图40 苦楝
彩图41 氧化发酵试验(氧化型)
彩图42 氧化发酵试验(发酵型)
彩图43 API 20E细菌鉴定卡
彩图44 放置药敏纸片
彩图45 测量抑菌圈
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