我国集约化家禽养殖中鸡白细胞介素-2的应用前景分析

邢明伟，曾祥伟，侯志军，柴洪亮，华育平

（东北林业大学野生动物资源学院，哈尔滨 150040）

随着家禽养殖业的迅速发展，在兽医临床上暴发的传染病亦愈来愈多。控制疾病的发生除了平时严格的饲养卫生管理之外，就是对家禽进行确实有效的药物预防和免疫接种。在药物预防方面，普遍的做法就是使用各种抗生素，但随着耐药菌株的不断出现和无公害绿色养殖技术标准的建立，抗生素作为预防药物所带来的负面问题越来越多，急需新的预防药物来代替。在免疫接种方面，传统的活苗和灭活苗的广泛使用和一小部分基因工程疫苗的尝试性使用，使许多重要的家禽传染病得到有效控制。但在实际生产中，并不是所有传染病均有疫苗可用，也不是所有疫苗均可产生完全保护。由于疫苗本身抗原性低等种种原因，一些灭活苗和基因工程苗的免疫效果往往不理想，造成免疫失败。如鸡新城疫、禽流感等疾病在生产中仍不断暴发[1－2]。要克服目前这种状况，一是选择免疫原性好的毒株，二是选择较好的免疫佐剂。在生产实践中最常用的佐剂是矿物油，在禽病的免疫接种中起到较好的效果，但是它具有难以吸收等缺点。因此，对新型免疫佐剂的研制一直成为免疫接种中的热点问题。

白细胞介素-2（IL-2）是由激活的T细胞分泌产生的糖蛋白，具有显著的免疫增强作用和一定免疫治疗作用。人的IL-2和许多哺乳动物的IL-2已经作为免疫佐剂和免疫治疗剂被用于临床，并取得良好的效果。鸡的IL-2作为免疫佐剂和免疫治疗剂也开始尝试应用于临床。本文就鸡IL-2作为免疫治疗剂和免疫增强剂，在家禽集约化养殖中发挥抗感染免疫方面的应用做以综述。

1 免疫治疗剂

鸡IL-2作为免疫治疗剂应用于禽细菌性传染病和一些寄生虫病的报道不断出现。Tellez等使用由鸡ConA活化T细胞诱导产生的细胞因子，可以使鸡肠炎沙门氏菌器官侵入率降低51%～60%，此种细胞因子注入鸡胚，同样可以显著降低孵化期鸡胚沙门氏菌器官侵入率[3]。在寄生虫方面，Lillehoj等，在Eimeria tenella或E.aceroulina感染鸡的前1 d或感染后的第1天，用ConA活化鸡淋巴细胞产生的细胞因子处理鸡，可以明显降低球虫感染鸡卵囊的排出量[4]。谢昆等对ChIL-2的抗球虫作用做了初步研究[5]，分别在14日龄和21日龄给试验雏鸡胸部肌肉注射不同剂量的重组ChIL-2蛋白，28 d龄口服接种1×105个活球虫卵囊，结果表明，重组ChIL-2蛋白能降低相对卵囊产量、减少盲肠病变、提高相对增重。Lowenthal等研究发现，刚孵化出的小鸡的T淋巴细胞未发育成熟，在抗原的刺激下不能分化增殖和分泌IL-2，因此在小鸡2周龄注射IL-2可以提供一定的保护力[6]。作为免疫治疗剂，IL-2还可以克服免疫抑制以及预防某些疾病感染，合理使用IL-2还可以克服饲料中的霉菌毒素等原因引起的免疫抑制。

2 免疫增强剂

鸡IL-2细胞因子免疫增强剂不同于以往的化学佐剂，它能调节动物对疫苗的反应，包括免疫细胞向接种部位移动，抗原提呈，促进Th细胞的产生，B细胞的成熟和分化，激活包括NK细胞、嗜酸性细胞和肥大细胞在内的非特异性杀伤细胞。它不仅可用于常规活苗和灭活疫苗的免疫增强剂，还可应用于DNA疫苗等新型基因工程疫苗的免疫增强剂，免疫增强效果十分明显。

2.1 作为常规疫苗的免疫增强剂

2.1.1 作为传染性法氏囊病疫苗的免疫增强剂

传染性法氏囊病病毒主要感染法氏囊内B细胞，并在其中增殖,感染病毒后4 d，法氏囊内病毒增加，B细胞、浆细胞数量明显减少；脾B细胞抗体生成能力降低；胸腺、法氏囊和脾的ANAE+T细胞数量显著下降。呼吸道和消化道局部免疫组织哈德尔氏腺、支气管黏膜、盲肠扁桃体、十二指肠黏膜固有层的浆细胞和ANAE+T细胞显著减少。感染IBDV后，CD4+和CD8+T细胞流入法氏囊，在它们中虽没有发现病毒，但它们接近被感染细胞；法氏囊和脾中MHC-II类分子表达持续受抑制[7]；外周血T细胞数量减少，T细胞功能降低,外周血淋巴组织对丝裂原的反应暂时受抑制,第6周抑制最强烈[8]；火鸡感染IBDV后T细胞对丝裂原的反应受抑制[9]。感染IBDV后机体全身免疫水平降低[7]，体液免疫和细胞免疫功能显著下降[10]，体液免疫抑制的持续时间较长，这与B细胞及其前体坏死，以及Th等发动免疫反应的细胞受破坏有关[7]。同时，法氏囊内B、T细胞数量都减少，传染性法氏囊病感染鸡IL-2诱生减少[10]。

李宏梅等用与法氏囊疫苗联合应用对鸡细胞免疫水平的影响进行研究，结果表明，鸡IL-2能够提高疫苗的免疫效果[11]。IL-2的作用是促使Th即CD4+T细胞诱导B细胞的分化和增殖，提高B胞免疫水平，促使CD4+T细胞辅助CD8+T细胞的杀伤作用，增强NK细胞活性,提高细胞免疫水平加入外源性IL-2能显著提高淋巴细胞转化水平，提高淋巴细胞功能。从试验来看传染性法氏囊病灭活苗具有一定的免疫保护作用，加入外源性IL-2能使这种保护作用进一步增强，病理变化也显著降低，病变发生减少率达到20%，因而可以作为IBD灭活苗的免疫增强剂。

2.1.2 作为禽流感灭活苗的免疫增强剂

禽流感是由正粘病毒科A型流感病毒引起的一种禽类感染的疾病综合症。其亚型多、流行广、变异快、感染宿主多，破坏性强，给畜牧业生产带来了极大的危害。2003年12月开始，禽流感病毒席卷美国、加拿大及包括泰国、越南、日本、韩国在内的10余个亚洲国家和地区，造成了至少5亿美元的经济损失。尽管疫苗在禽流感防治方面起到重要的作用，但是疫病还是时有发生[1-2]，疫病的发生可能与疫苗存在一定关系。由于灭活苗的免疫原性不强，在一定程度上影响了免疫效果。因此，提高灭活苗的免疫效果尤为重要。

重组白细胞介素2（IL-2）作为一种有效的免疫增强剂，其作用已经在许多动物疾病中免疫中得到验证。为了探讨重组IL-2对H9亚型禽流感灭活疫苗免疫调节，徐前明等进行了重组鸡IL-2对禽流感灭活苗免疫增强作用的试验[12]，从结果看，鸡IL-2能够使AIVH9灭活苗高水平抗体效价维持时间较长。与仅用单一疫苗免疫相比较，机体可在较长时间内维持较高的抗体水平，达到2个月，而单疫苗免疫动物后，抗体效价维持在24.0以上仅2周左右，而试验组用重组鸡IL-2蛋白作该疫苗佐剂时，动物维持该抗体效价在24.0以上的时间可达50 d左右，说明了重组鸡IL-2蛋白能够增强AIVH9灭活苗的免疫效果，同时试验还表明使用0.06～0.1 mg重组鸡IL-2蛋白作为AIVH9灭活苗佐剂时，可取得较为理想的效果。

2.1.3 作为多联灭活苗的免疫增强剂

费聿锋等对重组鸡IL-2增强鸡四联灭活苗的免疫效果进行了研究[13]，试验使用在原核表达系统中表达的重组鸡白细胞介素2（IL-2）蛋白，经过初步的分离纯化，与鸡新城疫-禽流感-法氏囊-传染性支气管炎四联油乳剂灭活苗同时使用。试验共分5组，每组10只鸡。其中对照组只注射四联油乳剂灭活苗；4个试验组，在注射疫苗的同时分别注射重组鸡IL-2蛋白0.05、0.01、0.15、0.20 mg。试验组与对照组同时各注射新城疫等多联油苗0.5 mL。采用HA、HI试验测定鸡新城疫、禽流感抗体滴度。结果表明，重组鸡IL-2对该四联油乳剂灭活苗有较强的免疫增强作用。以第3、4组的增强效果较为明显，其中对鸡新城疫病毒和禽流感抗原的抗体效价，与对照组相比，鸡新城疫病毒抗原的抗体效价分别提高了2.4、2.8个滴度；禽流感病毒抗原的抗体效价分别提高了2.2、3.0个滴度。重组鸡IL-2在使用的过程中，没有发现任何毒副作用，证明是一种安全高效的免疫增强剂。

2.2 作为新型基因工程疫苗的免疫增强剂

利用基因重组的方法将IL-2基因和某种病毒基因重组获得IL-2抗原重组蛋白，是研制新一代基因工程苗的另一有效途径。目前，关于鸡IL-2在鸡基因疫苗中的作用的报道较少。

2.2.1 新城疫病毒F基因疫苗免疫中的作用

姜永厚等[14]利用国内陈洪岩等[15]首次克隆得到的IL-2与新城疫弱毒D26株的F基因，并成功构建了表达鸡IL-2与新城疫F蛋白的重组质粒（pcDNA-F-IL-2），用此重组质粒联合免疫SPF雏鸡，抗体监测结果显示，添加鸡IL-2质粒试验鸡的抗体滴度高于单独接种F基因疫苗试验鸡的抗体滴度；同时，MTT法检测免疫鸡T、B淋巴细胞对刺激剂均有明显的反应性，且显著高于单独接种F基因疫苗组（P＜0.01），说明F基因免疫诱导的细胞免疫、体液免疫应答均得到了加强。添加IL-2质粒组试验鸡体液免疫、细胞免疫的增强及免疫保护率（50%）的提高。它一方面刺激T淋巴细胞的增殖、分化，增强细胞免疫应答；另一方面作用于B细胞，促进其活化分泌免疫球蛋白，加速抗体生成，进而加强体液免疫。试验中，鸡IL-2和F基因两种质粒混合接种的免疫效果优于这两种质粒的分别接种，证明鸡的IL-2的佐剂发挥作用同样依赖于同编码病毒抗原质粒的共同注射，从而为鸡IL-2的实际应用提供了重要的试验依据。

2.2.2 对IBDV多聚蛋白DNA疫苗免疫原性的影响

于涟等应用重叠延伸剪切技术[16]，经3次PCR将传染性法氏囊病病毒（IBDV）多聚蛋白（VP2/4/3）基因和鸡白细胞介素2（ChIL-2）基因进行融合，定向插入真核表达载体pCI的CMV启动子下游，获得重组质粒pCI-VP2/4/3-IL-2和pCI-IL-2-VP2/4/3。将其制备成DNA疫苗，肌肉注射14日龄非免疫鸡，2周后加强免疫，定期测定鸡抗IBDV血清ELISA抗体效价及病毒中和抗体效价。加强免疫后3周用IBDV标准强毒株攻击，连续观察3 d后全部扑杀，计算保护率及囊体比，并进行组织病理学检查。结果表明，①融合基因重组质粒pCIVP2/4/3-IL-2、pCI-IL-2-VP2/4/3免疫后能明显增强IBDV DNA疫苗对强毒的攻击保护（保护率分别为83.3%、91.6%），显著高于pCI-VP2/4/3单独免疫对照组（58.3%）；②诱导产生的抗IBDV血清ELISA抗体效价明显增高（P<0.05），同时能提高DNA疫苗诱导产生的中和抗体效价（P<0.05）；③能显著促进鸡外周血液T淋巴细胞增殖反应。上述结果表明，IBDV VP2/4/3与ChIL-2基因融合后发挥了相互协同作用，ChIL-2产生了分子免疫佐剂效应；融合基因DNA疫苗能增强IBDV DNA疫苗的免疫原性，促进了机体特异性免疫应答。

3 展望

随着集约化养殖业的发展，应用药物预防和免疫接种来控制动物传染病的情况越来越普遍。除了青霉素、庆大霉素、磺胺、卡那霉素、新霉素等各种抗生素和驱虫药外，促进生长、同期发情等非治疗用途药物的品种和数量不断地增加，但由此而产生的动物性食品中的药物残留对公众健康和环境的潜在危害也日趋严重。常规疫苗免疫增强剂的使用的确提高了疫苗的免疫效果，但其难吸收问题也使生产禽类产品难以达到绿色食品的要求。这些都是家禽集约化养殖中亟待解决的问题。

目前，鸡IL-2已经由原来的基础研究向应用研究发展，随着人们生活水平的不断提高，人们对绿色健康的动物产品的需求越来越迫切。鸡IL-2在作为免疫治疗剂、免疫增强剂，以及构建新型基因工程疫苗方面具有广阔的发展前景。但同时我们也应该注意到重组鸡IL-2的基因工程产品毕竟不是畜禽本身产生的，而是外源性的，在其使用上也要慎重合理；另外，过量使用也会破坏畜禽本身的应答平衡，导致自身免疫病的发生。因此只有更加深入地研究鸡IL-2的生理特点和作用机理，才能充分发挥其作用，为现代化绿色健康的家禽饲养业的发展奠定有利的基础。总之，我们认为鸡IL-2尽管还不能完全替代抗生素等预防药物和一些传统的免疫增强剂，但IL-2作为天然、健康、无残留的新型生物制品，在集约化家禽养殖中的传染病预防和控制方面的广泛应用将成为今后的主流趋势。

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