中國水產門戶網報道 免疫學是研究抗原性物質、機體免疫系統和免疫應答規律的一門生物科學。免疫學原理在水產領域方面應用較遲,國際上對魚類免疫的研究始于20世紀30-40年代。我國對魚類免疫研究起步較晚,始于1955年,進展較慢,近20年來,免疫學在理論和實踐方面都取得了突飛猛進的發展,尤其近幾年來,我國對養殖魚類的免疫研究,取得了一些可喜成績,并在生產上起到了增產的效果[1]。近幾年的研究表明,免疫技術在水產動物上的免疫學診斷、疾病防治及營養免疫等多方面均有廣闊的應用前景[2]。
1 免疫學診斷
免疫學診斷,目前常采用的方法有:血清中和試驗、凝集反應、沉淀反應(瓊脂擴散、免疫對流電泳等)、補體參與的反應、免疫標記檢測方法(熒光免疫技術、酶免疫技術、放射免疫測定法)以及免疫電鏡等。此外花環試驗、移動抑制試驗、巨噬細胞吞噬功能試驗等體外細胞免疫測定法也曾用來進行魚類免疫學診斷。沉淀反應、瓊脂擴散、對流免疫電泳可靠、方便、特異性強,但靈敏度低[3]。
魚類免疫學診斷已經顯示出生命力,今后的主要任務是進一步完善和發展,使診斷試劑商品化,診斷程序標準化,診斷儀器簡單化。在診斷中,不僅能夠定性分析,而且能夠定量分析,充分發揮它準確、快速的特點。
1.1 凝集反應
楊先樂等[4](1999)用間接紅細胞凝集反應檢測中華鱉(Trionyx sinensis)血清抗體,測得該法的靈敏度為13.41±4.2,并且證明該法具有較高的特異性、靈敏度、準確性和重復性。
目前常用于快速檢測水產動物細菌和病毒的方法是葡萄球菌A蛋白協同凝集試驗(SPA—CoA)。馬家好等[5](1999)應用此法為主要檢測手段,診斷了淡水養殖魚類主要細菌性傳染病。楊廣智等[6](1991)用此法檢測出了草魚出血病病毒。此法檢測不僅快速、特異,而且設備簡單,適用于基層單位檢測草魚出血病病毒,這對于草魚出血病的正確診斷和防治以及病毒血清型的研究有著一定的意義。
1.2熒光抗體法
熒光抗體技術是最早使用的免疫診斷技術之一,分直接法和間接法兩種[2]。經過半個世紀的發展與完善,已廣泛應用于水產養殖病害診斷。
余俊紅等[7](2002)實驗結果顯示,應用間接熒光抗體技術不僅可以用于診斷發病的感染花鱸,也可用于檢測帶菌狀態或未發病的感染花鱸。陳昌福等[8](1998)用直接熒光抗體法鑒定患細菌性敗血癥的斑鱧(Channa maculata)是由嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)引起的。
此技術已用于許多魚類疾病的診斷,尤其是在實驗室里。常用來鑒定組織涂片的病原菌,也可用來鑒定分離的病原菌,簡單易行,檢測快速,F已成為現代免疫學研究中廣泛應用的標記免疫檢測方法之一[9]。但該技術需要一定的特殊儀器——熒光顯微鏡,在生產上使用受到一定地限制。
1.3 酶免疫技術
酶免疫技術的方法很多,其中又以酶聯免疫吸附(ELISA)和 Dot-ELISA技術應用最為廣泛[2],已經在動植物病毒檢測中得到越來越廣泛的應用。
吳禮龍等[10](1997)用間接ELISA測定草魚出血病病的毒力及其免疫疫苗的效價,30min內出結果,其方法簡單易行,速度快,反應的穩定性和靈敏度性高。朱建中等[11](2002)也用間接ELISA檢測人工感染WSSV的螯蝦(Cambarus)組織樣品中病毒,48h后即有陽性檢出,而正常螯蝦組織均呈陰性。邵健忠等[12](1996)認為Dot-ELISA能檢出草魚出血病病毒(GCHV)的最低含量為3pg,且快速易行,是目前檢測GCHV最為有效的方法,并可在草魚出血病臨床診斷和病毒疫苗質量鑒定等方面得到應用。
目前利用酶免疫技術的原理已制備出檢測草魚出血病、傳染性胰腺壞死病、傳染性造血組織壞死病的試劑盒。不僅具有操作簡便,不需要特別儀器設備,靈敏度高,結果可定量等優點,而且能同時進行多樣本檢測,無論在實驗室還是在養殖場,均具有推廣價值。
1.4 膠體金技術
可大致分為液相和固相膠體金標記技術。
邱德全等[13](1998)用膠體金建立斑點免疫檢測方法,測定中華鱉對嗜水氣單胞菌外毒素抗體效價。結果表明:該方法有高的特異。與血清中的其它成分交叉反應小,檢測靈敏度達4ng,其靈敏度僅次于放射性免疫對蛋白質的檢測方法。
姜新[14](1993)認為應用膠體金探針比酶聯免疫吸附試驗省略了底物顯色的過程,試劑對人體無害,且在室溫下即可較長期的保存,方法可靠、操作簡便、快速、結果敏感、特異。
詹曦菁等[15](2001)還認為該技術不存在內源酶干擾及放射性同位素污染等問題,且利用不同顆粒大小的膠體金還可以作雙重甚至多重標記,使定位更加精確,特別是在光鏡和電鏡下的多重定位研究,有其它方法難以代替的優點[16],近來膠體金核酸標記方法的應用更是開拓應用這一方法的新前景[12]。
1.5 放射免疫技術
雖然其靈敏度高,但其放射性元素對人體和環境均造成危害,這限制了它的應用和發展。
1.6 單克隆抗體技術
單克隆抗體技術的應用,為魚類免疫學診斷和血清試劑商品化生產創造了條件。與常規血清抗體相比,它具有特異性強,親和性一致,能識別單一抗原決定簇,且容易制備等優點。
儲衛華[17](2000)用1B4和5E3兩株腹水混合,建立Dot—ELISA檢測HEC毒素,從病魚分離的95份培養上清液中陽性率為76%,敏感性較同步應用的多抗常規血清高,為嗜水氣單胞菌引起的敗血癥的診斷提供了有效的檢測手段。D.V. Lightner 等[18](1998)認為單克隆抗體技術具有快速、簡單、靈敏度高,價廉等優點,可用于檢測IHHNV,HPV,WSSV等,但目前成功的報道還較少。J.M.coll [19](1995)等認為用單克隆抗體技術檢測 IHNV目前的靈敏度還不夠,但可以用于VHSV的檢測,單克隆抗體技術目前多用于實驗室,如果能在改進單克隆抗體制備方法等方面進行深入研究,其潛在的優勢將得到充分地發揮。
1.7 PCR(聚合酶鏈式反應)技術
該技術最近也被用于水生動物疾病的診斷。方法非常靈敏,只需1mg病灶組織含有10個病原菌即可檢測出來,對細菌性魚病的診斷與防治有廣闊的前景[2] 。陸承平等[20]選用氣單胞菌的毒素基因中保守區的同源寡核苷酸序列為引物,用PCR技術檢測臨床分離的嗜水氣單胞菌的毒素基因,獲得了較滿意的結果。
1.8 核酸雜交技術
隨著分子生物學技術的發展,疾病的診斷技術已經進入基因組診斷的分子生物學水平。利用核酸探針進行的核酸雜交技術在近幾年中已用于細菌性魚病的診斷[2]。該技術將更多地應用于病毒性魚病的診斷。
1.9 磁免PCR技術
目前處于研究階段,在水產上應用不是很多,鄭蓮等[21](2000)也只是對弧菌檢測作了些初步工作,取得較好效果。
但該技術有著顯著的優點,對操作設備都無高的要求。在水產中除了對蝦外其他的動植物都可以應用,無論是哪種病原也都可以采用。它對病原診斷具有重要的意義。
2 水產動物疾病防治
隨著人們意識到化學藥物治療的許多不足,魚用疫苗得到了廣泛的運用,國外迄今已批準上市的魚類疫苗達30種以上,這些疫苗的使用已取得了非常顯著的效果。我國魚用疫苗的研究起步較晚,但發展較快[1]。所用的疫苗主要是用新技術和新方法研制出的病毒疫苗、高效價疫苗等[2]。魚類對疫苗抗原的免疫持續期較長,一般都達3-5個月。有的在1年以上,這為疫苗的應用創造了良好的條件。隨著研究的深入,聯苗、多價疫苗以及基因工程疫苗的應用,它們的防病效果將會大大超過化學藥品等其它防治措施,從而提高經濟效益。但是魚用疫苗(特別是病毒病疫苗)尚還存在免疫效果不夠穩定,成本較高,缺乏合理、有效、方便的給予途徑和評價方法等問題,現階段疫苗的制備及其在實際生產中的廣泛應用仍存在著一定的困難。
2.1 滅活疫苗
亦稱死疫苗,這種疫苗的安全性好,制備容易,但存在免疫劑量較大、免疫持久性較差或免疫的效果不理想等問題。
王玉平等[22](2000)初步證明用對蝦副粘病毒細胞培養滅活疫苗對日本對蝦(Penaeus japonicus Bate)和中國對蝦(Penaeru Chinensis)蝦苗的浸泡免疫,可以達到預防該病的目的。劉德福等[23](2002)采用草魚病毒性出血病滅活疫苗對本場草魚進行免疫注射,保護率達98%,有效的預防了本病的發生,取得滿意的效果。李占魁等[24](2002)對網箱養殖的草魚注射滅活疫苗試驗,其成活率均在90%以上,且比浸泡疫苗的療效更顯著。
2.2 活疫苗
目前在水產動物上使用的有3種類型:(1)弱毒疫苗,該類疫苗具有較好的免疫原性,且免疫劑量小,免疫持續期長,但安全性較差易出現強反應現象。如VHSV的F25(21)抗熱株疫苗、CCV減毒疫苗、IHNV減毒疫苗等;(2)利用與病原體有交叉反應的異種抗原制成的疫苗。接種后能使機體對該疫苗中不含有的病原體產生抵抗力,該疫苗的優點是安全性好免疫持續性長,但獲得較難。如防治小瓜蟲病的梨形四膜蟲疫苗;(3)將有致病力的病原菌作為疫苗。如草魚出血病低溫隱性感染疫苗在生產上取得了較好的免疫效果。但需用異常的給予方法或與血清同時應用。
2.3 亞單位疫苗
通過提取病毒的亞單位(如蛋白質衣殼等)制成疫苗。如CCV蛋白殼亞單位疫苗。其優點是可除去核酸、減少致癌作用和一些異常反應,避免抗原間的競爭,提高免疫效果。
2.4化學疫苗
用化學方法提取細菌的有效成分而制成。如鰻弧菌、斑點叉尾鮰腸道敗血癥(ESC)、類結節癥、鯉魚嗜水單胞菌及草魚爛鰓病舊疫苗等。
該疫苗具有接種劑量小,反應小等特點,但制備技術復雜。
2.5 DNA疫苗
DNA疫苗是繼減毒疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗和重組多肽疫苗之后的又一新型疫苗,比其它疫苗高效、安全又易于大量生產。目前在水產上應用的DNA疫苗有鮭、鱒魚類的IHNV、IPNV、VHSV、桿狀病毒(SVCV)、鯉春病毒(SHRV)、草魚呼腸弧病毒(FRV)、文蛤病毒及鮭魚瘡痂鲺等DNA疫苗[25]。其中IHNV基因工程疫苗已獲專利,最近已開始小批量生產[26]。
但是,DNA疫苗存在著缺陷,如研究周期較長,難以解決燃眉之急;免疫原成份單一,若遇到病原體微小變異,就有可能失去它的免疫保護作用;有些病毒基因工程疫苗還不能象完整病毒那樣在動物體內產生足夠量的抗體而起到免疫預防作用,目前采用肌肉注射的方法耗時費力,在實際生產中具有一定的局限性。同時找到抗感染的功能基因也存在很大的問題,石軍等[25](2002)認為目前由于對魚類免疫系統的研究還不夠深入,對于魚用DNA疫苗的作用機制和魚類各種病原體抗原基因的分離也有待于進一步的探索。開發針對主要致病性細菌的多聯基因工程疫苗,將在生產中具有更廣闊的應用前景。
2.6 合成肽疫苗
合成肽疫苗是用化學合成法人工合成病原微生物的保護性多肽并將其連接到大分子載體上,再加入佐劑制成的疫苗。具有制備容易、可大量生產、穩定、易保存、副反應少、價廉及使用安全等優點,因此Meloen RH[27-28](1997)認為合成肽疫苗是疫苗學的最終目標,非常適于傳統疫苗所不能達到的特殊目的。
合成肽疫苗近幾年已得到發展,但還存在不少理論和實際上的障礙:①免疫原性弱,使用時必需配用佐劑或必需直接用表達菌的裂解產物;②不同肽免疫活性亦不同。研究表明,合成肽的抗原性不但與分子大小有關,還與空間構型、親水性、肽類所帶電荷有關。③部分肽只含激發B細胞的表位。
3 水產動物營養
目前對水生動物的免疫系統還未完全研究清楚,特別是水生無脊椎動物免疫機制的基礎研究還比較落后,加上一些評價標準、檢測指標難以確定、檢測手段還落后等,這些制約著水生動物營養免疫學的發展[11]。同時目前研究主要集中在免疫增強劑和佐劑等添加后對免疫功能影響的研究,對深層次機制的研究不多,但水生動物營養免疫學還是取得了一些可喜的發展。研究證實,一些富含多糖、生物堿、有機酸等多種成分的天然免疫物質,蛋白質、氨基酸、高不飽和脂肪酸、維生素和礦物質等都對水生動物的免疫功能具有顯著的影響[2]。
3.1 Vc
石軍等[29] (2002)許多研究表明,保證機體最佳免疫狀態的vc需要量遠大于機體最佳生長的需要量。當vC含量為100mg/kg餌料(最適生長需求量)時,不影響幼虹蹲抗體產生;當vc加入量為其最適生長量的5倍和10倍時,均能明顯促進抗體的產生,并在10倍時產生最多(NavaDG等,1989)。這與在斑大西洋鮭(5dM*。脅)上的研究結果基本一致(WM曲等,1993)。
Vc通過提高水產動物免疫力來抵抗疾病的發生,因而從根本上避免了生產中由于抗生素等化學藥物濫用所造成的耐藥菌株不斷增加,水產動物免疫功能下降,以及水產品中的藥物殘留等問題,因此必將得到更廣泛地運用。
3.2 免疫多糖
其中,葡聚糖的免疫增強效果已得到廣泛研究,尤其是酵母葡聚糖,F應用于水產動物中的有酵母葡聚糖,ß—1,3葡聚糖(VST),肽聚糖幾種類型。其中,b—1,3葡聚糖已被用來預防疾病。
朱旺明等[30](2000)研究表明在鰻魚飼料中添加0.06%—0.1%葡聚糖,可使鰻魚腸炎發病率降低30%-50%,同時也能刺激鰻魚食欲,促進生長。酵母葡聚糖能提高魚類的溶菌酶產量和巨噬細胞的殺菌活性。
3.3 左旋咪唑
左旋咪唑(LMS)是一種合成藥物,不僅有免疫增強效果且能經口服,在水產動物中使用能提高抗病力,降低死亡率。吳志新等[31](1998)對異育銀鯽注射左旋咪唑(LMS),明顯促進魚血液中白細胞的吞噬活性。但是使用不當會有毒副作用,因給予過量的關系,而出現免疫抑制作用。
3.1.4 EZO——(蝦型)免疫促長劑
它是一種運用傳統醫學及現代生物工程從綠色植物中提取的純天然活性物質。近年來在各地人工養殖海、淡水蝦類中起著令人矚目的效果,尤其在預防桿狀病毒感染的肝胰臟白點病、爛鰓病及保肝護肝方面具有卓越之功能。
姜禮燔等[32](2000)用含本劑飼料投喂南美白對蝦,該地區蝦的肝胰臟白點病及爛眼病幾乎均未曾發生。
它具有效應高、效果快,抗病力甚強,用量少,成本低等優點,因此易于使用推廣[32],有廣闊的應用前景。
此外,FK-565,EF203,弗氏完全佐劑(FCA)運用也比較多,其中FK-565被認為是到目前為止,已得到確認經口服有效的少數免疫激活劑之一[33]。Olav Vadstein[34](1997)認為今后研究的重點會放在人獸醫已經研究透徹的免疫增強劑上。
免疫增強劑是通過作用于非特異性免疫因子來提高水產動物的抗病能力并減少抗生素等化學藥物帶來的負面影響,因此比化學藥物的安全性高,比疫苗的應用范圍廣。另外,它和疫苗的混合使用還能增強疫苗的療效。目前,通過多來源、多途徑的方式開發研制低毒、高效、速效、長效的新型免疫增強劑已成為發展的主要趨勢[35]。隨著對它的使用方法、劑量和期限以及對水產動物免疫機制的研究進一步深入,免疫增強劑將會成為控制水產動物疾病,提高免疫力的有效途徑。
總之,雖然我國對水產動物的免疫研究起步晚,至今不足50年,但發展較快,已經取得了一些輝煌的成就。伴隨著養殖品種規;a,免疫技術在水產上得到廣泛的研究和應用。目前主要集中在水產脊椎動物的研究上,如對草魚、青魚、鰱、鳙魚、鯉、鯽魚、鱖魚、鱔、甲魚、烏龜、牛蛙、貝類、蝦類等[36],其中蝦、蟹類免疫技術的研究和運用還不是很多,對水產動物營養免疫的研究還處在起始階段。
但免疫技術在水產動物上的免疫診斷、疾病防治上意義重大,它可減少某些化學藥物對水體的污染,有效預防大水面養殖魚類流行病,并且克服了經常用藥防治魚病而對某些藥物產生抗藥性的弊病[37];此外,通過人工免疫以及對發病后有免疫力魚體的篩選,可培育免疫力強的品種和個體[38]?梢灶A見,免疫學在水產業中的應用將愈來愈受到高度重視,它必將為水產動物的免疫學診斷、疾病防治和營養免疫開辟更廣闊的前景。
編輯:鄧潔
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