畜禽免疫应激模型的研究进展

苏 崭，田 河

（沈阳农业大学畜牧兽医学院，沈阳 110161）

在畜牧业规模化生产中，生产者为提高畜禽生产效益，所采用的高强度饲养生产工艺体系和技术措施往往违背了畜禽的生理需要。因此，在高密度集约化饲养条件下，畜禽不可避免的要承受夏季高温应激和免疫应激。当畜禽受到应激刺激时，这些应激因素增加了机体对疾病的易感性，导致畜禽生长迟缓、生产性能下降、免疫功能减弱等，给畜牧业生产造成严重的影响和巨大的经济损失。免疫应激能通过对靶组织的直接作用或通过改变动物体内某些激素的水平，来调节动物体内各种养分的代谢，影响畜禽的生产性能及生产成绩。

1 免疫与应激

1.1 免疫

免疫（Immune）一词来源于拉丁文Immunis，即免除奴役。很早以前人们就观察到了机体发生免疫的现象，如传染病患者痊愈后，对该病可产生不同程度的不感受性。人们将这种不感受性称为“免疫”，指机体对病原微生物抗感染的能力。

随着免疫学的不断发展，人们对免疫的理解不仅仅限于机体对病原微生物抗感染的能力，而是形成了较完善的现代免疫学概念。即免疫是机体的一种特异性生理反应，可通过识别和排除抗原性异物，维持体内外环境的稳定，也可能对机体产生不同程度的影响。动物机体的免疫功能是在淋巴细胞、单核细胞等相关细胞及产物的相互作用下完成的，这些具有免疫功能的细胞及组织构成了机体的免疫系统。正常情况下，免疫功能使机体内环境得以维持稳定，对机体具有保护作用，异常情况下，免疫功能可能导致某些病理过程的发生和发展。

1.2 应激

应激是指机体受到外界或内部的各种异常刺激所引起的非特异性反应的总和，包括一系列神经、内分泌反应以及由此引起的各种机能和代谢的变化。这些危及动物体质，迫使机体做出调节反应的因子称为应激因子或应激源。机体调动全身组织器官以应对、适应应激因子的刺激所表现出的一系列反应称全身适应综合征（GAS）。

2 免疫应激

2.1 免疫应激

免疫应激是指在卫生环境较差的情况下，畜禽机体频繁受到外界微生物的攻击，使免疫系统不断被激活，产生免疫应答反应以抵抗微生物入侵，同时引起机体一系列行为和代谢上的改变。行为上的改变包括食欲不振、精神萎靡和嗜睡等，代谢上的改变包括用于维持生长的需要转化为用于维持免疫应激反应的需要，以至于造成畜禽生长发育受阻，即动物处于“免疫应激状态”。在营养免疫学中，将免疫应激认为是动物达到最佳生产成绩和饲料利用率的主要障碍之一[1]。

2.2 免疫应激对动物免疫系统的作用机理

应激引起机体的代谢变化主要是由细胞因子（CK）介导。机体的免疫系统对养分具有优先使用的能力，当动物发生免疫应激时，免疫系统活化，释放出CK，CK调节体内代谢过程，从而影响动物的生长性能、营养需要量及营养需求模式[2]。有研究证明，给猪注射大肠杆菌脂多糖提高了IL-1、IL-6和TNF-a的分泌，2 h内血浆TNF-a浓度上升了10倍。另有研究证明，给鸡接种胸膜炎放线杆菌后观察到血清IL-1浓度显著高于非应激组，说明应激会对机体造成不同程度的损伤。

关于免疫应激对动物免疫系统的作用机制，普遍认为是由糖皮质激素（GC）介导的。当动物处于免疫应激状态时，机体主要通过下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）参与调节应激反应，HPA系统处于应激反应的中心，促肾上腺皮质激素释放激素（CRF）分泌加强，引起垂体前叶促肾上腺皮质激素（ACTH）的合成和分泌增强[3]。ACTH的主要作用是促进肾上腺皮质合成糖皮质激素，糖皮质激素与T淋巴细胞表面肾上腺糖皮质激素受体配基结合，介导并激活淋巴细胞核内一种钙镁离子依赖性核酸内切酶，该酶可迅速而广泛地降解DNA，引起T淋巴细胞大量减少，而使细胞免疫功能受到抑制[4]。GC是HPA轴的最终产物，由肾上腺皮质束状带分泌的皮质酮和皮质醇产生糖原异生、抗炎症及免疫保护等广泛作用，当雏鸡处于免疫应激状态时，皮质酮含量增高，而血浆皮质酮水平越高，免疫抑制越明显[5-6]。

相关研究认为，肾上腺皮质激素释放激素也可导致免疫抑制，当对切除肾上腺的动物给予促肾上腺皮质激素释放激素（CRF）的刺激，可导致与糖皮质激素介导一致的免疫抑制效应，故CRF对应激免疫抑制具有重要作用[7]。在免疫应激过程中，机体神经内分泌系统功能活动的改变，可能是导致免疫系统功能变化的重要因素之一。肾上腺皮质激素介导应激有一个浓度范围，在应激条件下，通过中枢神经系统的作用，由外周T淋巴细胞产生一种大分子蛋白质，这种蛋白质对某些免疫功能具有抑制作用，称为应激免疫抑制蛋白质，这为免疫应激造成免疫抑制的研究开辟了新领域[8]。

机体参与调节应激反应的途径除HPA轴外，还需要下丘脑-垂体-甲状腺系统参与。在免疫应激状态下，可能由于机体内肾上腺皮质激素和甲状腺素升高，使血液中T淋巴细胞对HPA的反应性降低，使细胞免疫和体液免疫在初期受到抑制，而后期逐渐恢复正常。免疫应激后血液中ACTH前期上升，表明血液中ACTH、皮质酮对细胞免疫具有明显的抑制作用。

3 脂多糖与免疫应激

3.1 脂多糖免疫应激模型的建立

在营养免疫学研究中，可采取不同的卫生管理措施，对对照组的猪舍进行严格消毒，而免疫应激组的猪舍则不消毒，借助圈舍中存在的病原或非病原微生物，使动物发生免疫应激[9]；采取不同的饲养管理制度，如对对照组仔猪采取“早期隔离断奶”和“全进全出”的饲养，减少仔猪与病原体接触的机会，免疫应激组仔猪则采取传统的饲养方式，与病原微生物密切接触[10-11]；用免疫原（如活病原体-大肠杆菌）人工诱发应激[12-14]。现代营养学中最经典、使用最普遍的免疫应激模型是给畜禽注射细菌脂多糖（LPS），引起畜禽的免疫应激症状。

3.2 脂多糖对动物免疫系统的作用机理

细菌脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌膜结构物质，存在于所有革兰氏阴性菌细胞壁外膜中的致病成分，又称菌体内毒素，是目前较有效的免疫刺激原。

LPS在细菌正常生活状态时不释放，但在细菌菌体死亡破裂、人工方法裂解后释放或细胞活跃生长繁殖时释放出来。其本身无毒性作用，但其作为非特异性免疫原，当进入微循环后与宿主效应细胞（主要为单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞）相互作用，通过一系列细胞内信号传导系统，刺激体内多种细胞合成和释放内源性活性因子而表现出多种生物活性，产生肿瘤坏死因子-a（TNF-a）、白细胞介素（IL）、一氧化氮（NO）、前列腺素（PG）等生物活性分子，这些生物活性分子通过“神经-内分泌-免疫”网络，诱导畜禽在短时间内产生细菌感染症状，引起畜禽发生免疫应激。

LPS不仅具有致热、抗肿瘤作用，还具有抗感染等其他生物学功能。通过LPS的刺激可导致动物产生全身炎性反应。在免疫应激过程中，免疫细胞能产生和释放激素，并可通过其产生的细胞因子作用于全身各组织器官，使机体代谢发生改变，其特点是使组织的合成代谢减弱，分解代谢增强[1]。炎性细胞因子对代谢的调控作用主要表现为外周蛋白质的分解加快、骨骼肌蛋白沉积减少及肝脏急性期蛋白合成增加。当炎性细胞因子作用于神经内分泌系统时，可导致神经内分泌系统的改变，最终使机体代谢发生改变。LPS诱导的免疫应激主要通过刺激巨噬细胞释放炎性因子（IL-1、IL-6及TNF-a），使机体产生炎性反应，导致畜禽采食量下降及生产性能降低[15-19]。另外，外周免疫细胞因子可改变神经内分泌系统的激素水平，减少生长激素、类胰岛素生长因子（IGF-Ⅰ）的分泌，提高血浆中皮质醇（COR）的水平，同时促进儿茶酚胺（CA）的分泌，CA氧化能产生有毒性的氧自由基。而肾上腺素与GC能改变胃肠道机能（抑制胃排空和胃酸分泌），促进脂肪分解和骨骼肌蛋白降解，并对免疫系统产生负反馈作用[12]。

3.3 脂多糖的研究现状

当前通过给动物腹膜或静脉注射一定剂量的LPS以其刺激所致的感染和炎症反应模型是目前研究动物免疫应激反应较为经典的模式[12,18-20]。研究表明，在没有检测到病原体的环境中，卫生环境较差能导致炎性细胞因子增加，从而使鸡的生产性能下降，生产成绩降低。由此可见，环境中具有免疫原的大分子物质和具有感染力的病原体都会诱发炎性反应和急性期反应，因此，用LPS模拟免疫应激更具有代表性。给鸡连续注射血浆蛋白（LPS）13 d，发现4～8 d产生的酸性α－酸糖蛋白（AGP）比第1次注射后少，但与注射前相比仍然是增加的，且在第10天血清 AGP又升高到第1次注射后水平，试验表明，多次注射LPS后机体逐渐产生免疫耐受反应[21]。

4 结语

在生产实践中LPS免疫应激模型的准确模拟，对受到免疫应激的畜禽生长发育及营养物质的需要具有重要研究意义。但是，LPS免疫模型也存在明显的不足之处，主要表现为在实际生产中畜禽场内环境中普遍存在的是慢性免疫应激，而LPS诱导的是急性免疫应激，并且应激反应所持续的时间与LPS的剂量有关[13]。因此，为更贴近生产实际，建立成功的免疫应激模型至关重要，而更为理想的免疫应激模型还有待于进一步的研究发现。

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