卵黄抗体(IgY)又称卵黄免疫球蛋白,是禽类经特异性抗原 *** 由B淋巴细胞产生并移行至卵黄中的特异性抗体[1]。1893年,Klemperer首次报道了鸡卵黄中富含抗体,1969年,Leslie和Clem将这种抗体命名为IgY,此后,各国学者就卵黄抗体不断进行深入研究,卵黄中IgY的浓度很高,而其它免疫球蛋白在卵黄里的含量很少,可以忽略不计。IgY具有强大的免疫功能。并具有稳定性强、耐酸性、耐高温、特异性强、制备简单、成本低、适宜规模化生产等优点,目前卵黄抗体己被广泛应用于畜禽疾病的防治中,符合目前我国大陆地区的畜禽养殖条件与实际状况,具有非常广阔的应用前景。本文综述了IgY的特性及在猪病防治中的的应用研究情况。
1 卵黄抗体的结构特点
IgY分子量为180kD,其结构与IgE类似,同样由两条重链(H链)与两条轻链(L链)组成,重链由1个可变区(V)与4个恒定区(Cυ1-Cυ4)组成,分子量为67-70kD,轻链分子量为22-30 kD。IgY与IgG相比没有铰链结构,结构更为稳定,与IgG相比IgY疏水性更强,这与IgY存在于脂类含量较高卵黄内的环境中是相对应的。IgY等电点在pH值5.7-7.6之间。
2 卵黄抗体的优势
2.1 产量高、成本低、便于规模化生产。
卵黄抗体是从鸡蛋中提取的,一枚蛋可获得50-100mg IgY,其中2%-10%为特异性抗体,平均1只鸡每年可得到22500mg抗体,产量比较高。1只蛋鸡每周的抗体产量相当于9-10只兔子的抗体产量。而且饲养母鸡也比较方便,其所产的蛋具有均一性好、收集方便快捷,以及价格价格便宜等优点[2],卵黄中没有其他的免疫球蛋白,纯度相对较高,提取抗体的技术已经成熟,可以进行大规模生产、提纯方便,并在制备卵黄抗体时,不需要采集动物血液,不会对动物造成任何损伤,符合动物保护原则的要求。
2.2 理化性质稳定
稳定性好、耐酸碱,4℃条件下,甚至可保存5-10年,其抗体活性无显著损失,在室温条件下,可保持抗体活性半年不变,37℃条件下,也可保持活性1个月。65℃时可以保持24h以上,在70℃时,当加热90min后,卵黄抗体的活性才会发生明显的下降。IgY在pH值4-11时IgY能保持稳定,活性几乎不变[3],低于pH3.0时活性迅速下降。IgY耐高渗、耐高压,60%浓度的蔗糖溶液中仍有活性,4000kg/cm2高压下,仍可保持活性。IgY还有耐反复冻融的特性。卵黄抗体对胃蛋白酶抵抗力较强,能抵抗幼龄动物肠道中胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的消化。这些特性使IgY的生产、加工、贮存、摄取及消化过程中维持其结构的稳定和发挥生物学作用具有重要意义。
2.3 治疗效果好,无副作用
用卵黄抗体治疗畜禽疾病时起作用快,效果好,对病原的特异性强,病原不会产生耐药性,不会产生继发感染的现象[4],有可能替代抗生素用于畜禽疾病的治疗,安全可靠,无毒副作用和不良反应,当IgY与病原发生作用后,残留部分会被机体视为营养物质分解掉。
IgY作为一种优质蛋白源,对畜禽还有一定的促生长作用。
3 卵黄抗体的作用机理
IgY抗菌的机理主要是IgY能粘附于细菌的细胞壁,破坏细菌的完整性,从而抑制菌的生长繁殖,也可以直接粘附于菌毛上和鞭毛上,使其不能粘附于肠上皮细胞,阻碍细菌扩散、运动[5]。IgY还能与细菌毒素发生中和反应,减轻细菌毒素对动物机体的损伤。IgY抗病毒的机理主要是IgY与病毒颗粒表面多个受体结合时会破坏病毒的结构,影响病毒膜与细胞表面的融合,抑制病毒核酸在细胞内的复制。1gY也可以粘附于病毒衣壳上,抑制病毒的生长繁殖。此外,部分IgY在肠道消化酶作用下,降解为容易被肠道吸收的可变小肽,这些小肽都含有抗体末端,易被肠道吸收,进入血液后能与特定的病原粘附因子结合,使病原失去致病性,保护易感细胞免受病原的粘附和破坏。
4 卵黄抗体在猪病防治上的应用
4.1 卵黄抗体在防治猪病毒病上的应用
4.1.1 卵黄抗体在防治猪流行性腹泻上的应用
猪流行性腹泻临床表现为是猪呕吐、脱水和水样腹泻,是一种高度接触性肠道传染病。各日龄的猪均可感染PEDV发病,其中哺乳仔猪受到的危害最严重[6]。Kweon等[7]用致弱的猪流行性腹泻病毒免疫产蛋鸡,提纯卵黄抗体,进行动物感染试验。待仔猪感染猪流行性腹泻病毒出现腹泻症状后,日服卵黄抗体,观察14天,试验组仔猪治愈率达73.7%,对照组仅为41.2%。宋维平等[8]将猪流行性腹泻病毒免疫产蛋鸡,收集高效价卵黄,经提纯制备抗体,对仔猪攻毒。待仔猪刚出现腹泻症状时,对治疗组饲喂卵黄抗体液,腹泻症状明显减轻,5天后多数仔猪恢复,治愈率达83.3%。而对照组呈水样腹泻,全部脱水死亡,死亡率达到100%,两者差异极显著。李冰等[9]用PEDVSC株免疫产蛋鸡,收集高免卵黄,采用水稀释法和水稀释-盐析法获得鸡源抗PEDV卵黄抗体,采用已建立的ELISA *** 对卵黄抗体效价进行测定。以3日龄无母源抗体的易感仔猪为试验动物,对抗PEDV卵黄抗体的治疗效果及安全性进行测定,并进一步利用自然发病猪场的治疗效果进行验证。结果表明,经PEDV SC株细胞毒免疫的鸡可在2次加强免疫后15d产生高水平的特异性抗体。在实验室治疗试验中,攻毒治疗组仔猪的存活率达60%,攻毒对照组存活率为20%,用于自然发病猪场时,饲喂抗PEDV卵黄抗体饲料的仔猪存活率亦为60%,而自然发病对照组的存活率为10%。潘孝成等[10]用猪PEDV SD株免疫产蛋鸡,收集卵黄制备出特异性PEDV抗体。人工感染后治疗结果显示,一次抗体治疗组可减少死亡率50.0%,两次抗体治疗组可减少死亡率83.3%,3家自然发病猪场的临床应用表明,相较于对照组,抗体治疗组可减少仔猪死亡率分别为67.7个百分点、57.0%和77.5%。崔焕忠等[11]以猪传染性胃肠炎和猪流行性腹泻二联灭活苗免疫产蛋鸡,琼脂扩散 *** 检测抗体效价达到1:64时,收集卵黄,采用氯仿抽提和 *** 铵盐析法纯化卵黄抗体,进行微生物学检测、安全性试验,通过人工感染治疗试验和临床应用,观察其治疗效果。结果人工感染治愈率为100%,临床应用治愈率为88.0%。
4.1.2 卵黄抗体在防治猪瘟上的应用
猪瘟是猪的一种急性、热性、高度接触性传染病,在世界范围内广泛流行,其发病率和死亡率均高,对养猪业危害十分严重[12]。李建鑫等[13]通过对病猪注射猪瘟高免卵黄抗体可明显遏制患猪病情恶化,注射猪瘟高免卵黄抗体后3天,试验猪抗体水平明显提高,连续观察15天,受试猪精神状态良好,未见不适症状或死亡,保护率达100%。
4.1.3 卵黄抗体在防治猪圆环病毒病上的应用
猪圆环病毒病临床可表现为仔猪断奶后多系统衰竭综合征、猪呼吸道综合征、猪皮炎与肾炎综合征等,是猪的免疫抑制性疾病。索江华等[14]自制猪圆环病毒2型灭活苗,免疫SPF产蛋鸡,收集高免蛋,制备猪圆环病毒2型高免卵黄抗体,对高免卵黄抗体进行无菌检验、活体动物安全性检测,用琼脂扩散 *** 进行效价检验和人工感染保育猪治疗试验,并将其应用于临床实践,观察其治疗效果。结果抗体效价达到1:64,人工感染治疗试验治愈率达100%,临床试验治愈率为96%,应用效果良好。高岭等[15]用猪圆环病毒2型灭活疫苗免疫健康鸡群,收集高免蛋,用水稀释法和饱和 *** 铵盐法提纯卵黄抗体,ELISA抗体检测试剂盒检测血清抗体和卵黄抗体效价。结果显示,卵黄抗体的产生滞后于血清抗体,且卵黄抗体效价变化幅度小于血清抗体,卵黄抗体稳定性好,血清抗体更高效价可达5000,提纯的抗体浓度更高为9200μg/mL。
4.1.4 卵黄抗体在防治猪蓝耳病上的应用
猪蓝耳病临床表现主要为母猪繁殖障碍、仔猪呼吸道症状等,具有高度接触传染性,既能垂直传播又能水平传播。高睿等[16]采用高致病性猪蓝耳病灭活疫苗免疫产蛋鸡,收集高免蛋,通过水稀释提取法制备PRRS高免卵黄抗体,对其进行无菌检验、安全性检测、效力检验及动物保护性试验,并将其应用于临床实践,观察其治疗效果。结果发现,该 *** 制备的PRRS高免卵黄抗体琼脂扩散效价达到1:32,保护率达100%,临床试验治愈率为84.5%。崔焕忠等[17]以猪蓝耳病灭活苗免疫产蛋鸡,采用ELISA *** 检测卵黄抗体效价,收集高效价卵黄,采用氯仿抽提和 *** 铵盐析法纯化卵黄抗体。ELISA *** 测定收集抗体效价为1:8000,测定纯化的抗体浓度为7.85mg/mL,微生物学检验及安全性试验表明制备的卵黄抗体安全可靠,人工感染治愈率和临床应用治愈率分别为100%和89.1%。
4.1.5 卵黄抗体在防治非洲猪瘟上的应用
高又文等[18]为研究非洲猪瘟病毒p54抗原蛋白及其相应卵黄抗体的生物学特性,制备p54蛋白及相应鸡卵黄抗体。可溶性表达制备高纯度p54抗原蛋白,并制定合理的免疫程序,免疫产蛋母鸡,定时采血并收集鸡蛋。卵黄液经粗提取后二次盐析,制备特异性卵黄抗体。ELISA结果显示,在首次免疫后7d后的血清中即可检测出相应抗体,14d后在卵黄中提取到相应抗体,35d后IgY效价达到峰值。经SDS-PAGE检测,制备所得纯度达到90%,得率在8.8g/L以上。Western-blot检测结果显示,纯化的IgY具有高度的特异性。
4.2 卵黄抗体在防治猪细菌病上的应用
4.2.1 卵黄抗体在防治猪大肠杆菌病上的应用
猪大肠杆菌病是由病原性大肠杆菌引起的仔猪一类肠道传染性疾病。常见的有仔猪黄痢、仔猪白痢和仔猪水肿病三种,以发生肠炎、肠毒血症为特征。Yokoyama等[19]将提纯的ETEC的K88、K99、987P制成单价菌毛蛋白苗,免疫蛋鸡获得卵黄抗体粉末,EIISA检测结果表明,抗K88、K99、987P的卵黄抗体能够特异性地与相应的菌毛抗原作用。用卵黄抗体对不同ETEC菌株攻毒的新生仔猪进行口服治疗,治疗组仔猪全部存活,而对照组仔猪死亡率超过80%。高云英等[20]用ETEC的K88、K99、987P标准菌株和地方分离菌株制成多价菌体卵黄抗体经预防、攻毒试验及临床治疗效果观察,对新生仔猪免疫保护率可达90%以上,3日龄仔猪攻毒保护率达98%以上,3-11日龄仔猪临床治愈率达95%以上。李心海等[21]用猪大肠杆菌灭活疫苗免疫产蛋母鸡,收集高免卵黄,制备鸡抗猪大肠杆菌特异性高免卵黄抗体,并进行动物事件,结果表明该制剂安全性好,当口服剂量达到4mL时一试验组仔猪保护率可达100%,而未经口服免疫的仔猪发病率达30.8%-37.5%。赵姝静等[22]为了研究用不耐热肠毒素B亚基(LTB)和耐热肠毒素(STa)的融合蛋白制备鸡卵黄抗体的 *** 及其中和作用,试验将LTB和STa的编码基因串联并在大肠杆菌中表达获得了重组蛋白,以重组蛋白为免疫原免疫8月龄海兰蛋鸡制备了卵黄抗体,分别用兔肠段结扎试验和乳鼠灌胃试验进行了卵黄抗体对不耐热肠毒素(LT)和STa的体内中和试验。结果表明:用LTB和STa融合蛋白免疫产蛋鸡可诱导产生抗LTB和STa的卵黄抗体,其中抗LTB效价更高可达1:8647,抗STa效价更高可达1:768,卵黄抗体对LT和STa均有中和作用。说明用融合蛋白作为免疫原制备的卵黄抗体具有抗LT和STa的生物学活性,对仔猪大肠杆菌性腹泻的临床治疗有潜在的应用价值。
4.2.2 卵黄抗体在防治猪链球菌病上的应用
猪链球菌病是猪的常发病,各年龄段猪均可感染发病,断奶仔猪所受危害最严重,临床表现为猪脑膜炎、关节炎、心内膜炎、败血症、肺炎和突然死亡。靖宁等[23]先用猪链球菌活疫苗(ST171)免疫蛋鸡,10天后,用猪链球菌活疫苗(ST171)和猪链球菌2型灭活疫苗进行第二次免疫,10天后,再用猪链球菌2型灭活疫苗加强免疫一次,15d后,收集鸡蛋,抽检卵黄,抗体效价达1:1024,制备了猪链球菌高免卵黄液。小鼠与猪免疫试验表明安全性良好。对病猪注射猪链球菌高免卵黄液,可明显遏止病情恶化,注射后3d,试验猪抗体水平明显提高,连续观察15d,受试猪精神状态良好,未见不适症状或死亡,预防保护率达100%。
5 小结与展望
卵黄抗体在防治动物疾病方面有很多优点,如价廉、速效、生产工艺简便、污染、无抗药性、无残留、安全等。将来在防治某些畜禽疾病方面很可能替代抗生素和化学合成药物,同时还具有促生长作用[24]。在畜禽疾病防治方面有着广阔的应用前景。但在卵黄抗体的开发和临床应用方面也存在一些问题,首先,卵黄抗体是高蛋白物质、营养丰富、生产制备过程中很容易受到细菌的污染。其次,卵黄抗体对疾病初期、临床表现轻微时治疗效果较好,当病情发展到一定程度时,效果不佳。再次,半衰期短,不能持久发挥作用,一般用于疾病的预防和紧急治疗,今后需要开发成一些长效制剂,以达到更佳效果。最后,卵黄抗体还含有大量磷蛋白和脂肪,注入肌肉难以吸收而造成局部肿胀、坏死和过敏反应。目前禽类卵黄抗体研究较为成熟和完善,有着成熟的生产工艺,而对猪的卵黄抗体研究相对较少,大部分处于试验室阶段,希望可以借助禽卵黄抗体的丰富经验加快猪用卵黄抗体的研发力度,在抗原制备(敏感性、免疫 *** 、高免蛋的生产抗体滴度)、抗体提取与纯化(精制、包被)及使用 *** (注射、口服)、技术标准化等方面取得一定的发展。今后卵黄抗体在猪病防治方面必将发挥更大的作用。
参考文献:略