白細胞介素－2在動物疾病防治中的應(yīng)用進展

沙萬里，楊桂連，王春鳳

(1．吉林農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院，吉林省動物微生態(tài)制劑工程研究中心，長春 130118 2．吉林農(nóng)業(yè)科技學院動物醫(yī)學學院，吉林 132101)

白細胞介素－2(Interleukin－2，IL－2)是具有廣泛生物學活性的重要免疫調(diào)節(jié)因子之一，分子量大小約為14 kDa，由特異性抗原或致絲裂素激活的T淋巴細胞分泌產(chǎn)生。1976年Morgan等［1］將其命名為T細胞生長因子，1979年5月于瑞士召開的第二屆國際淋巴因子工作會議中正式命名為白細胞介素 －2［2］。

IL－2可以促進T、B淋巴細胞、NK細胞等細胞增殖與分化，促進干擾素(Interferon，IFN)、腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor，TNF)等細胞因子分泌［3］，可以提高動物機體細胞免疫和體液免疫能力，解除機體免疫抑制，增強疫苗免疫效果，降低疫苗副反應(yīng)，治療寄生蟲感染等［4－5］。目前，IL －2 已成為一種在預(yù)防和治療疾病方面?zhèn)涫荜P(guān)注的重要細胞因子?；贗L－2在抗病毒、抗感染、抗毒素、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用［6－7］，諸多學者已經(jīng)把目光投向?qū)⑵溆糜趧游锛膊》乐蔚念I(lǐng)域，而且IL－2作為免疫佐劑提高動物疫苗免疫效果和制備基因工程疫苗等方面［8］展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。

1 IL-2作為免疫佐劑提高疫苗免疫效果

免疫佐劑(Vaccine adjuvant)又稱為非特異性免疫增生劑。本身不具備抗原性，但同抗原一起或預(yù)先注射到機體內(nèi)能夠增強免疫原性或改變免疫反應(yīng)類型。免疫佐劑常有以下幾類:抗原傳遞系統(tǒng)佐劑，如弗氏佐劑、脂質(zhì)體、免疫刺激復合物(ISCOM)、生物降解微球;鋁鹽佐劑;微生物來源佐劑，如胞壁酰二肽(MDP)及其衍生物、CpG免疫調(diào)節(jié)序列、單磷酰脂質(zhì)A(MLA)、霍亂毒素(CT);細胞因子佐劑;天然來源佐劑，如Quil A、蜂膠;化學物質(zhì)，如左旋咪唑、西米替。部分佐劑會引起各種副反應(yīng)，從而很大程度上限制其應(yīng)用［9］。很多研究者嘗試應(yīng)用多種方法來增強疫苗免疫效果和提高免疫保護力，其中使用細胞因子佐劑可能是解決疫苗免疫效果不佳的有效方法之一［10］。

白細胞介素、干擾素等細胞因子作為免疫佐劑已應(yīng)用于DNA疫苗或活載體疫苗中，有研究表明IL－2作為細胞因子佐劑已經(jīng)在多種基因工程疫苗的研發(fā)中取得了良好的免疫效果［11］。目前，IL－2作為免疫佐劑主要應(yīng)用于增強常規(guī)疫苗和核酸(DNA)疫苗的免疫效果。

1．1 增強常規(guī)疫苗免疫效果 張懷等［12］將IL－2作為黏膜免疫佐劑與新城疫弱毒苗口腔注入8日齡固始雞，結(jié)果表明 IL－2能增加漿細胞分泌SIgA，延長疫苗免疫時間并能增強免疫效果。牛澤等［13］將7日齡健康SPF雞腿部肌肉注射重組雞IL－2和胸部肌肉注射禽流感滅活疫苗，試驗結(jié)果表明重組IL－2蛋白對疫苗具有明顯的增強作用。張光勤等［14］研究表明，豬瘟疫苗免疫同時應(yīng)用重組IL－2，可以顯著提高經(jīng)產(chǎn)母豬和育成母豬豬瘟疫苗的抗體滴度水平及整齊度。王彥彬等［15］也通過重組IL－2與雞新城疫滅活苗聯(lián)合免疫8日齡固始雞證實其對新城疫疫苗的免疫增強效果，提高血清中抗體水平。以上試驗均表明IL－2佐劑疫苗具有誘導產(chǎn)生中和抗體的時間早，抗體滴度高的特點，是替代常規(guī)疫苗佐劑安全、有效的方法。

1．2 增強基因工程疫苗免疫效果 魏浩澈等［16］將豬IL－2成熟肽基因與PPV VP2基因和PCV2 ORF2抗原多肽基因重組，構(gòu)建重組質(zhì)粒pCI－IL2－ORF2－VP2，通過轉(zhuǎn)染PK15細胞表明重組質(zhì)粒能夠在體外正常表達，免疫小鼠試驗證明豬IL－2基因重組能顯著增強VP2/ORF2核酸疫苗效果。何雷等［17－18］重組腺病毒 Ad －p IL －2，通過兔體交互試驗證明Ad－p IL－2病毒滴度可以達到108．25PFU/mL，而用共表達豬瘟病毒E2基因和豬IL－2基因的重組腺病毒rAd－E2－p IL－2，經(jīng)兔體交互免疫試驗證明rAd－E2－p IL－2病毒滴度達108．12PFU/mL，淋巴細胞轉(zhuǎn)化試驗結(jié)果顯示豬瘟病毒誘導兔淋巴細胞特異性增殖，攻毒后rAd－E2－p IL－2接種兔和豬瘟病毒C株接種兔均未出現(xiàn)定型熱反應(yīng)，并且提高兔的抗體水平。云水麗［19］將禽流感病毒(AIV)H5亞型血凝素(HA)基因和雞IL－2基因重組獲得rFPV－H5A－IL2重組雞痘病毒，免疫結(jié)果表明rFPV－H5A－IL2免疫比rFPV－H5A免疫的試驗雞的抗體水平顯著提高，在商品雞中的攻毒保護率也顯著高于rFPV－H5A免疫組，而排毒率顯著低于后者。Hulse等［20］研究發(fā)現(xiàn)，雞IL－2能激發(fā) CTL反應(yīng)，與傳染性法氏囊病毒(IBDV)的VP2抗原聯(lián)合免疫雞可提高其攻毒保護能力，提高T細胞免疫。Kumar等［21］克隆了IBDV的VP2蛋白，并將其與雞IL－2同時使用以抵抗IBDV，發(fā)現(xiàn)其具有良好的免疫效果。大量的試驗研究均表明了IL－2可以作為基因疫苗的免疫增強劑應(yīng)用于動物疫病防治中。

2 在動物感染性疾病防治中的應(yīng)用

IL－2是機體免疫調(diào)節(jié)核心物質(zhì)，最近國內(nèi)外許多研究表明IL－2在顯著增強疫苗免疫效果的同時，可以明顯的促進抗體的分泌，降低病原體的入侵率，緩解癥狀［22］。在防治細菌、病毒和寄生蟲等感染性疾病得到廣泛應(yīng)用。

2．1 防治細菌性感染疾病 李祥瑞［23］用抗生素同時配合重組IL－2治療豬鏈球菌病，能夠使療程縮短2～5 d，治愈率提高50%并且停藥后不復發(fā)，顯示出明顯的治療效果，Irene等［24］通過腹腔注射重組IL－2治療小鼠子宮內(nèi)膜炎，結(jié)果顯示重組IL－2有潛在的免疫調(diào)節(jié)作用。莊玉輝等［25］通過將小鼠接種TB5和肌肉注射重組IL－2，觀察脾臟中結(jié)核桿菌(Tuberculosis，TB)細菌數(shù)目，結(jié)果重組IL－2對 TB的抑制作用能達到99%，可見重組IL－2對TB有很強的抑制作用。

2．2 防治病毒性感染疾病 IL－2能增強體內(nèi)的NK、CTL、LAK等殺傷細胞活性，清除被病毒感染的細胞，誘導所產(chǎn)生的IFN－γ和TNF能對病毒再侵入健康細胞起到抑制作用。IFN－γ能夠激活巨噬細胞，增強主要組織相容性復合物Ⅰ和Ⅱ抗原的表達，抑制病毒的復制［26］。楊發(fā)龍［27］證實雞 IL －2不僅能明顯提高特異性免疫應(yīng)答能力，與疫苗聯(lián)合使用可提高疫苗的免疫原性，還能夠有效的防治法氏囊等病毒性疾病。肖嘯等［28］用IL－2配合常規(guī)藥物治療犬傳染性肝炎其治愈率由90%上升到97%，療程也平均縮短3 d，說明IL－2對輔助治療病毒性疾病有較好的效果。

2．3 防治寄生蟲性感染疾病 Kasper［29］等發(fā)現(xiàn)在弓形蟲感染小鼠的過程中，宿主免疫力的產(chǎn)生與γδ－T細胞的增加緊密相關(guān)。Xu［30］等將雞 IL－2用于雞球蟲DNA疫苗中，結(jié)果證明免疫雞能夠產(chǎn)生針對雞球蟲的保護率高達100%，同時不影響雞增重。謝昆［31］抗球蟲試驗中給雛雞(分別在14日齡和21日齡)胸部肌肉注射不同劑量的重組雞IL－2蛋白，并于28日齡口服接種1×105個活球蟲卵囊，結(jié)果表明，其中以注射250μg重組雞IL－2蛋白的試驗組抗球蟲效果最好，相對卵囊產(chǎn)量為23．26%，盲腸病變記分分別為0．4，相對增重率為97．80%，綜合抗球蟲指數(shù)(ACI)達到 192．8，抗球蟲效果良好，明顯的優(yōu)于其他試驗組。說明重組雞IL－2蛋白能降低相對卵囊產(chǎn)量、減少盲腸病變、提高相對增重。以上試驗結(jié)果均表明IL－2治療寄生蟲性感染疾病具有較好的防治效果。

3 問題與展望

近十年研究表明IL－2在動物疾病防治中已凸顯出其重要性，IL－2作為免疫佐劑不僅在增強常規(guī)疫苗和基因疫苗免疫效果方面展現(xiàn)出優(yōu)越性，而且作為防治劑在防治各類感染性疾病方面也表現(xiàn)出較好的效果。IL－2能夠提高抗病毒T細胞應(yīng)答［32］，在臨床治療腫瘤、肝炎、艾滋病等已得到應(yīng)用，同時IL－2應(yīng)用于動物疾病防治的相關(guān)產(chǎn)品也已問世，已具備殼聚糖納米顆粒包裝VPIL2質(zhì)粒作為新型動物抗感染分子免疫增強劑的應(yīng)用［33］、豬α干擾素(PoIFN－α)/白細胞介素2(PoIL－2)嵌合基因的構(gòu)建表達及表達蛋白的快速復性與純化［34］、殼聚糖納米顆粒包裝 VRIL2S+VRIL6C質(zhì)粒組合作為新型動物抗感染分子免疫增強劑的應(yīng)用［35］、雞 α 干擾素(ChIFN － α)/白細胞介素 2(ChIL－2)嵌合基因用于雞病毒性疾病預(yù)防和治療［36］等相關(guān)技術(shù)，為IL－2走向市場奠定了基礎(chǔ)。

目前，IL－2在免疫系統(tǒng)的活化和平衡作用機制正在被不斷的被揭示［37］，已有很多國內(nèi)外學者把目光投向IL－2及其相關(guān)藥物在降低器官移植產(chǎn)生的急性排斥反應(yīng)以及減少激素用量、研究高效廣譜的IL－2基因工程抗病毒制劑［38］、構(gòu)建IL－2重組基因工程疫苗、開發(fā)安全有效的成熟的疫苗佐劑等科研領(lǐng)域。但同時也存在許多問題:1)表達載體的選用:真核表達載體在真核細胞內(nèi)能穩(wěn)定地表達外源目的基因，但蛋白表達量較低、純化工藝復雜，從而提高規(guī)?；a(chǎn)成本，而原核表達載體表達外源蛋白量高、成本低、可應(yīng)用性強，但同時容易形成難溶的包涵體蛋白，純化后所表達蛋白構(gòu)象是否具有較高生物活性;2)外源性與內(nèi)源性差異:外源IL－2畢竟不是自身所產(chǎn)生，在調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)的同時存在潛在的副作用;3)給藥途徑:采用注射方法和口服建立黏膜免疫是兩種不同的途徑，針對不同的疾病究竟哪種方法的免疫和治療效果最佳還有待摸索;4)添加劑量與時相:大量試驗表明低劑量使用IL－2效果不佳，而高劑量使用又會產(chǎn)生自身免疫抑制，導致自身免疫系統(tǒng)失衡，IL－2半衰期短，有時還可在體內(nèi)誘導產(chǎn)生一定抗體，這也是研制長效劑型IL－2產(chǎn)品制約因素之一;5)抗原表位的優(yōu)化、表達載體的修飾以及外源給予IL－2是否影響動物安全等方面還有待于進一步研究。

隨著國家規(guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)的推廣，飼養(yǎng)環(huán)境惡化程度的加劇，禽流感等各種傳染類疾病對養(yǎng)殖業(yè)甚至人類的危害日益加劇，傳統(tǒng)防治方法已不能滿足需求。對新型免疫防治劑、免疫增強劑，以及基因工程疫苗的需求顯得尤為迫切。本實驗室已開展重組IL－2微生態(tài)制劑對動物疾病防治的相關(guān)研究，探索新型微生態(tài)制劑的制備方法和實際應(yīng)用效果。由此可見，未來IL－2將會在提供安全綠色的動物產(chǎn)品、防治動物重大疫病、攻克人類疾病防治難題等領(lǐng)域展現(xiàn)出非常廣闊的前景。

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