文/王玉堂
魚類免疫增強劑的種類及研究進(jìn)展(一)
文/王玉堂
現(xiàn)有的研究結(jié)果已經(jīng)證明,能激活魚、蝦免疫系統(tǒng)的免疫增強劑有很多種。根據(jù)其來源,大致可以分為來自于細(xì)菌的肽聚糖和細(xì)菌脂多糖(LPS);放線菌的短肽;酵母菌和海藻的β-1,β-葡聚糖、β-1,6-葡聚糖、來自甲殼動物外殼的甲殼質(zhì)、殼多糖等。
將上述各種免疫增強劑投喂于魚類時,可以提高溶菌酶和補體的活性,增加機體中補體的C3成分;不僅可以增強巨噬細(xì)胞和嗜中性細(xì)胞的吞噬活性,還可以提高這些細(xì)胞的殺菌活性;激活自然殺傷細(xì)胞(NK),增強其殺傷異物細(xì)胞的活性,促進(jìn)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素-2(interleukin-2,IL-2)。除具有增強魚類的非特異性免疫功能外,還具有增強機體產(chǎn)生特異性抗體的功能。對養(yǎng)殖蝦類投喂免疫增強劑,首先是能提高蝦體內(nèi)大、小顆粒細(xì)胞的吞噬和殺菌活性,促進(jìn)其血細(xì)胞趨化因子的釋放;提高工作效率proPO活化系統(tǒng)的活性,從而增強機體對各種傳染性病原的抵抗能力。
1.革蘭氏陽性菌與菌體肽聚糖
部分革蘭氏陽性菌的滅活菌體具有激活動物免疫功能的作用,其作用的主要成分是菌體細(xì)胞壁中的肽聚糖。并非所有的革蘭氏陽性菌都具有這種功能,而只有特定的菌種和特定的菌株才具有這種免疫激活功能。
將屬于革蘭氏陽性菌的嗜熱雙歧桿菌(Bifidobaacterium thermophilum)細(xì)胞壁中提取的肽聚糖投喂于魚類后,在提高魚體的巨噬細(xì)胞和嗜中性白細(xì)胞的吞噬能力與過氧化物酶活性的同時,還能增強溶菌酶的活性。對養(yǎng)殖早班類投喂后,可以提高其粒細(xì)胞的吞噬活性,并增加細(xì)胞中超氧化歧化酶的生成量,同時提高酚化酶的活性。由于這類免疫增強劑激活了水產(chǎn)動物的免疫功能,已證明可以提高虹鱒對弧菌病、五條魚師對鏈球菌病和日本嚇對蝦對弧菌與病毒性血癥的抵抗力。
2.革蘭氏陰性菌與菌體LPS
將部分革蘭氏陰性菌及其細(xì)胞壁中的LPS投喂魚類后,可以增強魚類血液中白細(xì)胞的數(shù)量和提高其吞噬活性。增加日本鰻鱺對愛德華氏菌病的抵抗力。用殺滅對蝦弧菌(Vnguiolla japonica)的滅活菌體注射、浸泡和投喂日本嚇對蝦,可以促進(jìn)對蝦體內(nèi)產(chǎn)生血細(xì)胞趨化因子和提高血細(xì)胞的吞噬活性,增強日本對蝦對弧菌病的抵抗能力。
3.細(xì)菌多糖
細(xì)菌細(xì)胞壁中的肽聚糖也是魚類很好的免疫增強物質(zhì)。在飼料中添加肽聚糖能提高大黃魚的生長性能、非特異性免疫能力和抗病力,可作為一種安全高效的口服免疫增強劑應(yīng)用于大黃魚的養(yǎng)殖。得知聚糖與疫苗聯(lián)合使用,可以顯著提高鯽魚體表粘液和血清溶菌酶活性、白細(xì)胞的吞噬活性、抗體效價及活菌攻毒后的免疫保護(hù)率,是疫苗的良好佐劑,能增強魚類的疫苗的應(yīng)答反應(yīng)。脂多糖存在于所有革蘭氏陰性菌外膜中,當(dāng)脂多糖免疫魚后,一方面是魚體可以產(chǎn)生對該種病原微生物的特異性免疫保護(hù);另一方面是可以增強魚體單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的活性及其它抗菌因子的活性。如柱狀嗜纖維菌的脂多糖免疫注射鯉魚后,鯉魚血清中的凝集抗體效價迅速上升,并使其血清白細(xì)胞吞噬指數(shù)和吞噬百分比顯著提高。
4.放線菌中提取的短肽
從屬于放線菌的橄欖灰鏈霉菌(Streptomyces olivogriseus)的培養(yǎng)液中提取的短肽類物質(zhì)投喂魚類后,可以提高供試魚巨噬細(xì)胞活性和殺菌能力,能增強虹鱒對腎臟病等傳染性疾病的抗病力。
5、酵母菌與菌體多糖
酵母菌聚糖能選擇性地作用于巨噬細(xì)胞、顆粒細(xì)胞等細(xì)胞的特異性受體,并激活這些細(xì)胞,通過細(xì)胞的吞噬作用,吸收、破壞、清除動物體內(nèi)的病原微生物,同時還能產(chǎn)生細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素1(L-1),提高魚類的免疫能力。
酵母菌的細(xì)胞壁中存在大量的β-1,3-葡聚糖、β-1,6-葡聚糖和甘露聚糖等多糖類物質(zhì),尤其是含有較多的β-1,3-葡聚糖。將從酵母蘇打中提取的β-1,3-葡聚糖投喂魚類后,可以提高魚體內(nèi)巨噬細(xì)胞及其他白細(xì)胞的吞噬活性,同時還能提高IL-2和補體的活性。將啤酒酵母菌細(xì)胞壁成分投喂對蝦,也可以提高血細(xì)胞的吞噬活性、酚化酶和超氧化歧化酶的產(chǎn)生能力。通過激活免疫功能,可以增強斑點叉尾魚回對遲緩愛德華氏菌及鮭科魚類對腎臟病和弧菌病的抵抗能力。
甲殼素又稱幾丁質(zhì),廣泛存在于昆蟲、甲殼動物等的外殼及真菌的細(xì)胞壁中。甲素脫去乙?;蔀闅ぞ厶?,又稱殼多糖。殼聚糖可生物降解,其代謝產(chǎn)物無毒,具有抗微生物活性、激活淋巴細(xì)胞、提高免疫力、調(diào)節(jié)脂肪代謝和降低血脂、膽固醇等多種生理功能。在飼料中添加殼聚糖可以提高花鱸、異育銀鯽、真鯛、野鯪和吞噬細(xì)胞活性,增強其非特異性免疫功能。研究結(jié)果證實,在飼料中添加適量的殼聚糖,能使鯽魚各種組織溶菌酶活性和白細(xì)胞吞噬活性增高,表明殼聚糖能激活水解酶的活性,增強機體抗感染能力。美洲紅點鮭和虹鱒經(jīng)殼聚糖溶液注射或浸泡后,血液中的一些免疫指標(biāo),如殺菌活力、過氧化酶活性和IgM濃度均顯著提高,對殺鮭氣單胞菌感染的抵抗力也顯著增強??诜讱に乜梢燥@著提高金頭鯛的巨噬細(xì)胞活性、細(xì)胞毒活性和血清補體活性等。
用于魚類的植物性免疫多糖主要有黃芪多糖、云芝多糖、牛蒡寡糖、枸杞多糖等。黃芪多糖具有提高動物機體免疫力、阻止病毒復(fù)制、殺滅細(xì)菌、排出毒素等功效,并有用量少、作用快、效果好等特點。在飼料中添加黃芪多糖可使鯉魚白細(xì)胞的吞噬率顯著提高,還可顯著提高吞噬指數(shù),對白細(xì)胞活性的促進(jìn)作用較為明顯。云芝多糖添加0.5g/k~1.0g/kg時,對銀鯽的非特異免疫功能有增強作用,其投喂周期為14天~21天。牛蒡寡糖是有效的雙歧桿菌促生長因子,能顯著促進(jìn)機體胃腸道內(nèi)有益菌群的生長和增殖,對大菱鲆表現(xiàn)出良好的促生長作用,還能夠顯著提高飼料利用率;其飼料中的添加量為4.0g/kg。鯽魚飼料中添加微45mg/kg枸杞多糖能夠顯著提高魚體血清溶菌酶活力,增強免疫力。
冬寶是用黃芪、干姜、陳皮等組成的中草藥復(fù)合制劑。據(jù)喬峰(2000)試驗表明,在鯉魚飼料中添加0.1%的冬寶,在越冬期間,鯉魚成活率比對照組提高43.7%,增重率提高8.3%。說明冬寶是養(yǎng)殖水生動物抗寒冷應(yīng)激良好的飼料添加劑。
1.牛磺酸
?;撬幔═aurine)又稱牛膽堿、牛膽素、牛膽酸,是動物體內(nèi)一種結(jié)構(gòu)簡單的含硫必須氨基酸,是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透壓、穩(wěn)定細(xì)胞膜、維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和清除自由基等正常生理功能的重要物質(zhì),廣泛分布于動物組織和細(xì)胞內(nèi)。近年來,伴隨著植物蛋白代替魚粉蛋白研究工作的深入,?;撬嶙鳛樾碌娘暳咸砑觿┑难芯咳找媸艿綕O業(yè)科技工作者的關(guān)注。因為,?;撬崾且环N功能性物質(zhì),用?;撬嶙鳛轱暳咸砑觿﹦?,具有誘食、促進(jìn)動物生長、抗細(xì)胞氧化、抗自由基損傷及抗病毒、抗應(yīng)激和增強免疫力等的作用,可以提高鯉魚的溶菌酶活力、SOD活力,作為免疫增強劑可以增強魚類對多種傳染性病原的非特異性免疫反應(yīng),提高魚體的抗病力。?;撬岬目箘游飸?yīng)激機理是:?;撬峥稍黾尤羌谞钕僭彼幔═3)分泌量,提高機體的抗應(yīng)激水平。海洋動物的滲透壓主要靠?;撬醽碚{(diào)節(jié)和維持。據(jù)Martin(1996)研究表明,在淡水魚類飼料中添加適量的?;撬?,可提高淡水魚類對水體中鹽度影響滲透壓的應(yīng)激反應(yīng),有效提高淡水魚類在咸水中的成活率。
近年來和一些試驗證實,缺乏?;撬岬闹参镌葱缘鞍罪暳蠒?dǎo)致魚體出現(xiàn)生長緩慢及一些病理現(xiàn)象,如綠色肝臟綜合癥和溶血性貧血等,這些病理現(xiàn)象通過添加牛磺酸能夠得到改善。由此可見,?;撬釋S持魚類正常生長具有重要作用。
?;撬崾且环N非蛋白含硫的β氨基酸,分子式為H2NCH2CH2SO3H,分子量125.15,因1827年首次從公牛膽汁中分離而得名。牛磺酸純品是無色或白色斜晶狀體,熔點310℃,無毒,無臭。味微酸,對熱穩(wěn)定,可溶于水(在水中12℃時的溶解度為0.5%),在乙醇、乙醚或丙酮中不溶?;瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在避光、密閉、干燥的室溫條件下可長期保存。
?;撬嵋杂坞x態(tài)廣泛存在于動物有機體中,在腦、內(nèi)臟、肌肉、骨骼、血液中含量豐富,如在黃魚青、紅魚、章魚、太平洋斯氏魷魚、海螺、雜色鮑中的含量都較為豐富,且在動物視網(wǎng)膜中?;撬岷枯^其它組織中要高,但在植物組織中?;撬岬暮可跎?。?;撬嵩诓煌~類的不同組織中含量也不相同。一般而言,在白肉魚的各個組織中?;撬岬暮繜o明顯不同,而在紅肉魚的血和肉中的含量要比普通肉高。對于同一種魚類,其內(nèi)臟中的?;撬岷恳黠@高于肌肉組織。
?;撬崾莿游矬w內(nèi)唯一的含硫游離氨基酸,不參與蛋白質(zhì)的生物合成,除直接從膳食中攝取外,在動物體內(nèi)還可以由胱氨酸、蛋氨酸和關(guān)胱氨酸等含硫氨基酸經(jīng)一系列酶促反應(yīng)合成。?;撬岬暮铣芍饕性趧游锏母闻K、腎臟、腦和骨骼等組織器官,其中肝臟是合成?;撬岬淖钪饕鞴?。
?;撬嵩趧游矬w內(nèi)合成有五條途徑,其中,蛋氨酸→半胱氨酸→半胱亞磺酸→亞?;撬帷;撬?,是最主要的合成途徑,其中半胱氨酸脫脫羧酶(CSAD)被認(rèn)為關(guān)鍵酶,是哺乳動物牛磺酸合成的限速酶。
?;撬崾且环N條件性必需氨基酸,雖然不參與蛋白質(zhì)的組成,卻對調(diào)節(jié)機體正常生理機能具有重要生物學(xué)效應(yīng),如?;撬崮軌虼碳~類攝食,常用作誘食劑;?;撬崮軈⑴c膽酸的合成和脂肪的代謝,促進(jìn)脂肪的乳化作用和維生素類物質(zhì)(如脂溶性維生素)的消化吸收;?;撬崮茉鰪娝a(chǎn)動物對缺氧的耐受性,提高水產(chǎn)動物的免疫力和抗氧化能力;?;撬崮芫S持和調(diào)節(jié)滲透壓,保護(hù)細(xì)胞膜;此外,補充?;撬徇€能預(yù)防機體綠色肝臟綜合癥和溶血性貧血等病理現(xiàn)象。
作為誘食劑:?;撬釋︳~類攝食具有良好的刺激作用,常被用作蝦類的誘食劑。邱高峰等研究報道了?;撬崾俏r蟹很好的誘食劑,其誘食效果比天冬酰胺、脯氨酸和甘氨酸更強。常青在飼料中添加不同的誘食劑飼養(yǎng)對蝦,發(fā)現(xiàn)?;撬釋ξr的誘食效果強于目前水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的甜菜堿和大蒜素。邱小琮等的研究證實了?;撬釋︴庺~具有明顯的誘食效果,其中添加0.4%的牛磺酸時,其誘食效果最佳,極顯著高于對照組。國外已有報道指出,?;撬釋W洲鰻(Anguilla anguilla)、北極紅點鮭(Salveli-mus alpinus)、河鱒(Thymallus thymallus)等有很好的誘食作用。
作為促生長劑:關(guān)于牛磺酸對水產(chǎn)動物促生長研究已有很多報道。Shin-Kwon KIM等研究發(fā)現(xiàn),在日本牙鲆幼魚日糧中添加0.5%和1%?;撬崮茱@著改善牙鲆幼魚的生長性能。T·Gaylord等研究證明,在植物蛋白飼料中添加?;撬崮茱@著促進(jìn)虹鱒的生長,其中牛磺酸的添加量為5g/kg和10g/kg,且未添加蛋氨酸時,虹鱒的生長效果最好。Angela N·Lunger等對軍曹魚幼魚的研究表明,在以高濃度植物蛋白為基礎(chǔ)飼料的日糧中添加牛磺酸后,軍曹魚的增重率和飼料效率均有明顯提高。Hiroyuki Matsunari等對黃尾魚的試驗表明,在飼料中添加?;撬岷?,魚體的生長性能在前三周顯著提高,肌肉中?;撬岬暮恳搽S日糧中?;撬崴降脑黾佣黾?。劉媛等研究發(fā)現(xiàn),在餌料中添加0.4%~0.8%的?;撬?,日本沼蝦的增重率顯著增加,但過量的添加?;撬釋θ毡菊游r的生長有抑制作用。邱小琮等試驗表明,飼料中牛磺酸的添加量為0.4%時,鯉魚的生長效果最好,繼續(xù)添加時,增重率反而會下降。說明牛磺酸的添加量有一定范圍具有條件毒性,攝入過量的牛磺酸可能會抑制魚類的消化吸收及生長。?;撬釋︳~類的促生長作用和提高其對飼料利用率的作用,可能與適量添加?;撬岷笤鰪娏唆~類消化系統(tǒng)酶的活性有關(guān),促進(jìn)了魚類對脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)的消化利用率。
作為提高機體免疫力制劑:?;撬崾呛孔钬S富的游離氨基酸,在中性粒細(xì)胞中?;撬岷空?6%,在淋巴細(xì)胞中?;撬嵴?0%,說明?;撬崤c免疫功能密切相關(guān),?;撬崛狈蚝坎蛔銜r,可引起機體免疫功能異常,如白細(xì)胞數(shù)量下降、多核白細(xì)胞與單核細(xì)胞比值降低等。邱小琮等研究報道,餌料中添加適量的牛磺酸,能顯著提高鯉魚肝臟和血清中溶菌酶和超氧化物歧化酶的活性,增強機體的非特異性免疫功能。劉緩等研究發(fā)現(xiàn),在日本對蝦餌料中添加0.4%的牛磺酸時,其肌肉中酶氧化的活性顯著提高。
作為提高機體抗缺氧劑:具研究表明,?;撬峥蓽p緩神經(jīng)組織、心肌細(xì)胞的缺氧損傷,可提高心肌細(xì)胞活力,從而增強機體對缺氧的忍耐能力。談永萍等人報道,0.1%和0.3%的牛磺酸溶液分別對提高體魚旁魚皮抗缺氧能力有極顯著作用。魏華等研究指出,不同濃度?;撬岵煌潭鹊靥岣卟萁痿~的抗缺氧能力,其中以0.5%和1%的?;撬峥娠@著改善草金魚的抗缺氧能力。魏智清等報道,不同濃度的?;撬峋裳娱L泥鰍和麥穗魚在缺氧環(huán)境的存活時間,泥鰍以0.7%的牛磺酸的抗缺氧作用顯著,麥穗魚在0.5%、1.0%牛磺酸的效果最佳。邱小琮等報道,?;撬針O顯著提高鯽魚的密閉缺氧存活時間,以0.5%牛磺酸的添加量的效果最為顯著。
(未完待續(xù))