草分枝杆菌及其在兽医领域的应用研究进展

王小柱

（辽宁省畜产品安全监察所，辽宁 沈阳 110003）

草分枝杆菌及其在兽医领域的应用研究进展

王小柱

（辽宁省畜产品安全监察所，辽宁 沈阳 110003）

草分枝杆菌具有很强的免疫调节作用，是一种宝贵的微生态资源，在人医领域已经得到广泛应用，但兽医临床应用还处在初步探索阶段。本文详细描述了草分枝杆菌的生物学和免疫学特性，并对其在兽医领域的应用进行了初步概述。

草分枝杆菌；兽医；免疫；应用

草分枝杆菌（Mycobacterium phlei，M.phlei）是一种在土壤、植物和饮水中广泛分布的耐酸杆菌，最早由德国人Lehm ann和N eum ann从干牧草中分离纯化[1]。由于它对人和动物几乎无致病性，灭活后其细胞壁等成分具有免疫刺激作用，目前，在临床上多用作免疫增强剂，是一种宝贵的微生态制剂资源[2]。

在人医领域，草分枝杆菌制剂已经得到广泛应用，其药理、毒理学研究也较为深入[3]。然而，在畜牧兽医领域，草分枝杆菌的研究和应用才刚起步。本文就草分枝杆菌的特性及在兽医领域的应用进行了综述。

1 生物学性质

草分枝杆菌属于放线菌纲放线菌目分枝杆菌科，是一种典型的非致病性腐生菌[1]。菌体多呈短杆状，无鞭毛、无芽孢，长约1.0～2.0 μm，胞体周围包裹着分枝菌酸等成分形成的细胞壁，具有抗酸性，革兰染色不易着色，抗酸染色不规则。经加温或延长时间着色后能抵抗3%盐酸酒精的脱色作用[4]。

培养特性上，在凝缩的卵培养基或L-J培养基上生长快速，培养2～5 d后产生粗燥的橙黄色菌落。在绵羊血琼脂培养基中，菌落扁平光滑，呈现深黄色[1]。不产生内、外毒素。

不同菌株基因组长度有所差异，其中常见的RIVM 601174株全长约5 681.954 kb，含有5 435个编码序列（CDS），4套rRN A操纵子和50个tRN A编码基因。其GC含量高达69.24%，是分枝杆菌属中Tm值最高的菌种之一[5]。

2 免疫学性质

草分枝杆菌细胞壁富含脂质，主要成分是分枝菌酸。菌体干粉中主要为粗蛋白和糖类。灭活处理后，细胞壁活性成分胞壁酰二肽（M DP）、草分枝杆菌多糖（M PS）及CpG免疫调节序列等能够刺激相应免疫细胞产生免疫应答，进而调节机体免疫功能，增强机体免疫力[6]。

2.1 对体液免疫的作用 草分枝杆菌制剂可以增强Th细胞活性，促使Th细胞分泌B细胞生长因子（BCGF）以及B细胞分化因子（BCDF），从而刺激B细胞进入增殖、分化阶段，最终促进特异性抗体形成。临床药理作用表明，使用本品后血清IgG、IgM滴度增高[7]。

陈仁等在小鼠试验中发现分枝杆菌多糖制剂可显著增强小鼠脾细胞产生抗体的能力，当对每只小鼠每次注射10～0.01μg分枝杆菌多糖（M ps）的各试验组与对照组比较均有极显著性差异（P＜0.001）[8]。

2.2 对细胞免疫的作用 草分枝杆菌制剂能显著增强特异性细胞免疫，促进淋巴细胞转化、增殖和白细胞介素2（IL-2）、白细胞介素4（IL-4）、肿瘤坏死因子（TN F）、γ-干扰素（IFN-γ）、促有丝分裂因子（mm F）、巨噬细胞移动抑制因子（M IF）、巨噬细胞凝集因子（M AF）、巨噬细胞趋化因子（M CF）等细胞因子的产生，能够显著增强单核-巨噬细胞、自然杀伤（N K）细胞的活性。将草分枝杆菌按0.57 μg/次剂量施加小鼠，共3次，临床动物药理实验证明，TLR4的表达和CD4+，CD25+，Treg可受调节[6]。此外，El l ouz等还发现M DP是细胞壁肽聚糖最小的免疫活性单位，单核-巨噬细胞可通过M APK和N F-κB途径受其调控产生IL-1、IL-6和TN F-α等细胞因子，这些细胞因子又可以进一步活化免疫系统[6]。

3 在兽医领域的应用

3.1 抗肿瘤作用 草分枝杆菌最初主要用于恶性肿瘤、呼吸道感染等的治疗，其细胞壁中热稳定和水溶性的亚组分具有主要的抗瘤活性[6]。其制剂可明显增强宿主抗肿瘤免疫应答，增加宿主对细胞毒化学治疗的耐受力，调节机体的免疫功能，提高机体抗肿瘤作用，减少肿瘤复发。Fi l i on等[9]发现草分枝杆菌细胞壁可诱导膀胱癌细胞的凋亡。

目前，在产品制剂研发方面，德国的Sanum-Kahl beck公司研发的乌体林斯产品仍处于同类领先地位，广泛用于人医和兽医的临床治疗上[10]。

3.2 抗寄生虫作用 Tewari等[11]将灭活的草分枝杆菌全菌制剂以10 m g/只的剂量免疫感染球虫的肉鸡，7 d后，免疫组较对照组盲肠病变减少，生长性能有效提高，血清和胆汁中的IgA水平也显著提高。同时，还可以治疗感染巴贝斯虫的小牛[12]。

3.3 非特异性抗感染作用 草分枝杆菌制剂能增强正常和免疫系统缺陷的动物对多种病原体如肺炎杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和白色念珠菌等感染的非特异性抵抗力，并与抗生素具有协同作用。刘安石等[13]通过构造猪支原体和放线杆菌模型证实草分枝杆菌协同泰妙菌素、磷酸替米考星治疗在控制临床症状的同时，增重效果最好，治愈率明显高于对照组。草分枝杆菌基于同结核菌的生物亲缘性，通过特殊的物质交换，可持久地介入宿主的免疫过程，不断调节机体的免疫能力（尤其是细胞免疫），从而表现出杀菌、清除体内病原菌、增强抵抗力等免疫效应，达到治疗目的。

3.4 免疫调节剂作用 Sreekumar等[14]将灭活草分枝杆菌作为疫苗调节剂先给鸡群灌服，而后灌服新城疫（F株）活疫苗。结果显示，鸡群H I抗体较对照组并未出现大的变化，但显著影响了细胞介导的免疫作用（CM I）。Tew ari等[12]把灭活的巴贝斯虫做抗原，分别用完全弗氏佐剂（FCA）和灭活草分枝杆菌做为免疫调节剂接种小牛，结果表明，灭活草分枝杆菌具有良好的免疫调节作用。中国农科院选用草分枝杆菌、短小棒状杆菌、盐酸氣芥、新城疫弱毒苗组成复合免疫增强剂，在幼畜腹泻的预防中具有显著而独特的作用，可以明显降低发病率和死亡率[15]。刘安石等[16]在猪群免疫猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）疫苗后，饲料中添加0.2%以上的草分枝杆菌，较对照组可有效提高抗体的滴度和持续时间，增强疫苗的保护效果。

3.5 促生长作用和菌群调节作用 涂威等[7]在断奶仔猪日粮中添加0.1%～0.4%的灭活草分枝杆菌，30 d后测定体重及盲肠内容物菌群结构，发现饲喂组可降低腹泻率，大肠杆菌数量大幅减少，乳酸杆菌数量上升，且呈现明显的剂量依赖性。

4 应用前景与展望

近年来，随着畜牧业的发展和人们对畜产品安全的日益重视，畜禽疾病的防治也不再单依赖抗生素和疫苗。随之而来的诸如微生态制剂、多糖类、多肽类等动保产品适应市场需求而发展迅速[17]。

目前，在实验室研究上，人医对草分枝杆菌的研究相对深入。对其细胞壁的免疫活性成分进行了深入探究。发现MDP、MPS 和CpG 免疫调节序列是其具有免疫调节功能的主要成分。在分子和基因水平，Abdallah AM测定了草分枝杆菌（RIVM601174株）全基因组序列。Ellouz 等探讨了草分枝杆菌在信号通路中所起的调节作用。在兽医临床应用上，SreekumarE 和Tewari AK 做了很多早期探索。先后尝试验证了草分枝杆菌对小鼠的抗肿瘤作用、对鸡的抗球虫作用、对牛的巴贝斯虫的治疗作用等，让人们认识到了草分枝杆菌在畜牧兽医领域的应用前景。近年来，国内一些研究者也开始关注草分枝杆菌在畜牧兽医领域的研究和应用。刘安石等证实了草分枝杆菌对猪衣原体、放线菌、呼吸与繁殖综合征等疾病的有效治疗和调节作用。此外，草分枝杆菌具备调节动物肠道微生态、促生长和治疗非特异性抗感染等作用，是一种宝贵的天然药物和微生态制剂资源，符合人们关注畜产品安全，减少抗生素使用的理念。

在产品生产方面，由于草分枝杆菌分许多亚种，不同亚种之间存有功能上的差异，筛选和纯化具有临床医用功能的菌株是目前研究的主攻方向。然而，在畜牧兽医临床上，尚未见到曹分枝杆菌的衍生产品，好在国内畜牧兽医领域对其研究已经起步，但是目前无论在实验室研究或是在临床应用方面均显单薄，相信未来在兽药、饲料添加剂、动保产品等领域草分枝杆菌均有大的发展空间和光明前景。

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Research progress of Mycobacterium phlei and its application in veterinary field

(The Liaoning Institute of safety supervision for animal products, Liaoning Shenyang 110003)

Mycobacterium phlei，which is a valuable resource of microecological preparation, hasgood immunomodulatory effect. It has been widely used in human medicine, however, in veterinarymedicine fields, it is used initially. In this paper, we summarized the biological properties andimmunological properties of Mycobacterium phlei, and discussed its application in veterinary medicine.

Mycobacterium Phlei; Veterinary medicine; Immune; Application

S828.5

A

1672-9692(2016)03-0055-03

2016-01-17

王小柱（1980-），男，本科，中级畜牧师，主要研究方向：动物饲养及疾病防控，畜产品安全监督。