植物多糖对奶牛病毒病的免疫调理作用

王 欢 朱瑞良* 魏 凯 闫振贵 胡莉萍 闫 川 朱书峰 司 波 苏 坡

（①山东农业大学动物科技学院 山东 泰安 271018 ②山东省动物疫病预防与控制中心 山东 济南③山东祥和乳业有限责任公司 山东 枣庄）

由于现阶段应用于各种奶牛病毒病的化学免疫调节剂毒副作用大、应用效果也不佳，不少学者将其研究重心转移到天然植物多糖上来。研究表明，植物多糖作为饲料添加剂可显著提高奶牛的生长速度，提高奶品质及产量，促进机体特异性免疫和非特异性免疫，提高机体的抗病能力和抵抗力，还可以作为免疫増强剂与疫苗配合使用，能显著的提高疫苗的保护力和机体的抗病能力。同时还能诱导干扰素的生成，产生抗病毒、抗肿瘤的作用。本文阐释了植物多糖对奶牛病毒病疫苗和机体本身的免疫调节作用。

随着我国奶牛业的快速发展，奶牛存栏量和牛奶产量均已跃居世界第三位，但与奶业发达国家相比仍然存在差距。我国奶业发展基础仍十分薄弱，各种奶牛病毒病的暴发更是不断的威胁着我国奶牛业的持续健康的发展。植物多糖具有免疫増强、抗氧化作用，提高奶牛传染病的防治效果，提高奶牛健康状况，保障畜牧业的健康发展的作用。同时也提高天然药物在奶牛养殖中的应用，减少了化学药物的使用，降低了化药残留。在提高奶牛产品的品质，保障食品安全和人类健康方面具有重要意义。利用植物多糖开发研制“绿色疫苗”，对人类、对环境、对社会都具有现实意义的。

1 植物多糖的主要作用

植物多糖是广泛存在于植物体内，经过提取分离得到的一类天然大分子活性物质。它是由单糖之间脱水形成糖苷键，并以糖苷键线性或分枝连接而成的多于20个糖基的链状聚合物[1]。而本文主要探讨植物多糖的一些抗病毒和免疫调节作用。近年来，随着对植物多糖研究的不断深入，植物多糖所具有的抗肿瘤、抗氧化、免疫调节、抗菌和抗病毒等生物活性不断被发掘出来。目前，已有近百种植物多糖被研究人员成功提取，并对其特殊生物活性进行了验证[2]。

1.1 植物多糖的抗病毒作用 大量研究结果表明植物多糖具有的抗病毒活性十分出色[3]。袁艳梅等人的研究表明泰山松花粉多糖能显著提高重组PRRSV GP5蛋白的免疫效果，且60mg/ml泰山松花粉多糖的免疫增强效果最佳[4]。麒麟菜多糖在很低的浓度(1.95ug/ml)下就可以对 HSV-2病毒的抑制率可达到 80%，并发现该多糖主要通过阻止病毒侵入并干扰病毒对细胞的粘附而发挥其抗病毒作用[5]。Takayuki等人发现从绿色海藻中提取出的酸性多糖能有效抑制甲型流感病毒株H1N1、H2N2和H3N2，其中对H1N1A/USSR90/77毒株的抑制作用最强，其机制可能是酸性多糖抑制了甲型流感病毒诱导红细胞产生凝集及溶血的作用，并且阻断流感病毒与宿主细胞的联系，进而起到抗病毒的功效[6]。李佩佩等通过薄荷多糖的体外试验后发现，薄荷多糖对呼吸道合胞病毒具有较强的抑制作用[7]。周孟清等采用鸡胚法和鸡群攻毒保护法测定板蓝根多糖和黄芪多糖对新城疫病毒的抑制效果，发现上述两种多糖均有显著的抑制病毒增殖的作用[8]。

1.2 植物多糖的免疫调节作用 （1）通过对大量研究结果的分析发现，植物多糖也具有广谱的免疫调节活性，它能够有效调节免疫释放因子和免疫细胞，从而增强机体免疫功能。植物多糖对免疫细胞的调节主要有三种方式：其一，激活巨噬细胞，增强巨噬细胞的吞噬活性、内酶活性及细胞因子分泌活性；其二，促进淋巴细胞的增殖，增强免疫球蛋白和细胞因子分泌，能够改善淋巴细胞亚群结构；其三，激活补体系统并增强自然杀伤细胞的杀伤活性，补体可以协同抗体或协助吞噬细胞来杀灭病原微生物[9]。与此同时，植物多糖的免疫活性还体现在对动物免疫器官发育有促进作用。大量药理及临床研究表明，多糖类化合物是良好的免疫调节剂，尤其是植物(板蓝根、玉米花粉、黄巧、香茹、海藻等)多糖具有治疗的广谱性及相对低毒性，它能激活免疫细胞，提高机体免疫功能，适合作为免疫增强剂[10]。（2）本实验室从2007年开始针对几种有免疫增强作用的植物来源的多糖进行深入研究和开发。孙振红等人研究发现芦荟多糖能够促进鸡淋巴细胞的增殖，提高雏鸡体液和细胞免疫反应；魏凯等人研究发现松花粉多糖能够提高小鼠的免疫功能，提高獭兔的生产性能；赵庆友等人研究发现槐花多糖能够提高雏鸡和兔的体液和细胞免疫功能；高秀妹等人将几种多糖包括槐花多糖、松花粉多糖、梧桐花多糖和芦荟多糖进行了免疫增强效果的对比，发现松花粉多糖的免疫增强效果最佳。（3）以上几种植物来源的多糖均具有免疫增强和佐剂活性，且最重要的是，植物来源的多糖不仅具有高效性，还具有安全性。在动物实验的过程中，植物多糖作为佐剂与抗原混合后放置一周未呈现分层现象，且虽然多糖本身有粘稠性，但是注射动物时不会出现与油佐剂一样的皮下硬包块。多糖作为佐剂不仅能够促进特异性免疫反应，且能够帮助提高机体本身健康程度，提高非特异性免疫力。

2 奶牛常见的病毒病

随着我国奶牛业的迅猛发展，目前奶牛疫病防控等方面仍面临许多亟待解决的问题和严峻挑战。我国牛传染病种类多、病原复杂、流行范围广，其中口蹄疫(FMD)是奶牛养殖业的头号杀手；牛轮状病毒(BRV)腹泻可导致治疗成本增加和生长率降低，进而产生巨大的经济损失；牛病毒性腹泻-黏膜病(BVD-MD)和传染性鼻气管炎(IBR)均可引起多种临床疾病并产生免疫抑制，致使口蹄疫等疫苗免疫失败，加剧主要传染病的危害，严重制约我国奶牛业的持续健康发展[11]。

2.1 口蹄疫病毒(FMD) （1）建国以来我国曾多次发生口蹄疫，造成巨大的经济损失。FMD是由口蹄疫病毒(FMDV)引起的一种急性、热性、高度接触性传染病，是严重危害奶牛业健康发展的重大传染病。根据OIE规定，一旦暴发口蹄疫，所有感染和接触的动物都必须宰杀并销毁尸体。（2）FMD的实验室诊断方法主要包括：生物学方法、免疫学方法和分子生物学方法，由于前2种方法对样品具有一定的依赖性、灵敏度不高，尤其是难以区分无症状的感染动物，而分子生物学方法可从根本上解决这一难题。分子生物学检测方法主要有RT-PCR法、环介导等温扩增法(LAMP)、核酸序列依赖扩增技术，还有处于发展阶段的基因芯片技术。而王洪梅等人设计的FMDV的通用引物及O型、A型、Asia1的分型引物，建立FMDV及其分型检测的荧光定量PCR方法，可用于规模化牛场的奶样和环境监测，为FMDV的预报预警提供有力的技术支撑[12]。

2.2 病毒性腹泻病毒(BVDV) （1）病毒性腹泻是由病毒性腹泻病毒(BVDV)感染引起的一种极为复杂、呈多临床类型表现的疾病，以发热、腹泻、持续性感染、免疫抑制、怀孕牛流产、死胎及致死性粘膜病为主要特征，每年约有0.5%～1.0%牛死于BVDV感染。（2）BVDV能引起不孕、胚胎死亡、木乃伊胎等繁殖障碍，产生持续性感染。持续性感染牛终身携带和传播病毒，没有任何饲养价值，是牛场效益的隐形杀手。BVDV可引起感染牛的免疫抑制，严重损害免疫机能，易继发其他病原体的感染，导致生产力下降。同时，BVDV感染可引起粘膜病，死亡率可高达100%。BVDV诊断方法主要有病原学、血清学、分子生物学方法。（3）国外商品化的BVDV灭活苗和弱毒苗已广泛应用30余年，灭活苗的安全性好，但免疫原性较差，对抗原性不同的BVDV交叉反应性较弱，与灭活苗相比，BVDV弱毒疫苗免疫保护作用较好，但易出现散毒和毒力返强现象。鉴于传统疫苗存在诸多不足，国外学者已开展BVDV新型疫苗和多联疫苗的研制，我国BVDV疫苗的研制工作尚处于起步阶段，目前尚未有商品化苗上市。因此，加大疫苗的研发力度，尤其是植物多糖对相关疫苗的佐剂作用，研制出新型的BVDV疫苗，是防疫病毒性腹泻病毒的关键[13]。

2.3 牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV) IBR是由牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)引起的一种高度接触性传染病。IBRV是牛呼吸疾综合症的重要病原之一，除直接致病外，还可引起机体的免疫抑制，进而继发细菌感染，降低牛群生产性能，严重的引起死亡。此外，公牛的精液可携带IBRV，导致病毒的广泛传播。OIE将IBRV列为法定报告性动物疫病，我国也将其列为进出口牛的必检疾病。常用的实验室诊断方法主要有病原学、免疫学、分子生物学检测方法。针对IBR的疫苗有常规疫苗和新型疫苗。数十年来更多的研究侧重于基因缺失疫苗、亚单位疫苗、活载体疫苗等基因工程疫苗的研制。美国农业部就已经批准了十余种IBR疫苗，已投入临床使用。我国IBRV研究起步较晚，对IBRV的危害重视程度不够，没有商品化疫苗和检测试剂盒可以应用，防控形势极为严峻[14]。

2.4 轮状病毒(BRV) （1）BRV是引起犊牛急性腹泻的主要病原之一，主要感染1～7日龄的犊牛，具有流行广、发病率高、危害大等特点。牛BRV感染后极易继发细菌感染，造成犊牛死亡率升高和生产性能下降，经济损失巨大。（2）BRV的检测方法主要包括病原学检测、免疫学检测和基因检测。由于BRV的分离培养困难，分离成功率较低，而电镜法需专门设备和人才。因此，病原学方法难以适用于广泛的临床检测。我国尚无自主研发的商品化BRV疫苗，主要研究集中于BRV弱毒活疫苗和灭活疫苗[15]。

3 植物多糖对奶牛病毒病的免疫调理作用

3.1 枸杞多糖、牛膝多糖以及多糖混合物 王晓峰通过做枸杞多糖、牛膝多糖以及多糖混合物对奶牛淋巴细胞的增殖试验，阐明了药用植物多糖在促进奶牛免疫方面的作用[16]。通过实验比较证明，单组分多糖、多糖混合物能显著提高奶牛外周血淋巴细胞增殖，具有免疫增强作用，而多糖混合物是枸杞多糖、牛膝多糖、蜂胶提取物的混合物，该混合物中的三种物质可以起到协同增强免疫的作用，而多糖混合物的作用明显优于单组分多糖。多环磷酰+胺糖混合物组的淋巴细胞增殖数值明显高于环磷酰胺组，说明多糖能对抗环磷酰胺所致的免疫活性的降低。而淋巴细胞是参与免疫应答反应的核心细胞，淋巴细胞数量增加，反应出奶牛机体的细胞免疫增强。结果表明，枸杞多糖、牛膝多糖、多糖混合物对奶牛都具有免疫增强作用。它能使环磷酰胺造成的免疫抑制恢复到正常水平，环磷酰胺不仅能造成细胞免疫抑制，还可造成体液免疫抑制，因此植物多糖对奶牛而言具有增强免疫力的作用，这也为以后的临床推广应用提供了重要的理论依据[17]。

3.2 黄芪多糖 （1）黄芪味甘，性温，归肺赃经，具有益气升阳固表，止汗利水消肿和托毒生肌么功效，是我国历史上常用的补中益气之良药[18]。黄芪多糖是黄芪中含量最多的一种水溶性复合植物多糖，是黄芪的主要活性成分之一。研究发现，黄芪多糖是一种理想的天然抗氧化剂和免疫增强剂，具有明显的增强疫苗的免疫效果和提高机体的免疫水平的作用，对机体也有重要的保护作用[19]。（2）通过对奶牛日粮中添加黄芪多糖探讨黄芪多糖对奶牛口蹄疫疫苗免疫抗体水平的影响。在试验初期各喂药组与对照组亚洲I型口蹄疫抗体水平差异并不显著；接种疫苗后各组奶牛口蹄疫的抗体水平均有增高。试验第25天时各喂药组亚洲I型抗体水平已高于对照组。试验第32～104天各喂药组亚洲I型口蹄疫抗体效价显著的高于对照组，其中低剂量组高于对照组1个滴度左右，中剂量组和高剂量组高于对照组1个滴度以上；而在46d时对照组保护率已降低到80%。黄芪多糖能延长亚洲I型口蹄疫的抗体效价的平台期，而在衰退期使亚洲I型口骑疫的抗体保持在高位水平，从而增强口蹄疫疫苗的保护力度。同样在试验初期各喂药组与对照组O型口蹄疫抗体水平差异也不显著；试验第32～104d时，黄芪多糖中、高剂量组的O型口蹄疫的抗体效价显著高于空白对照组，且在此时间段内黄芪多糖中、高剂量组O型抗体水平高于对照组一个滴度以上，其中在第46天时黄芪多糖低剂量组O型口蹄疫抗体水平也高于对照组一个滴度以上。（3）从试验结果中可以看出黄芪多糖可以减缓抗体水平增高的速度，延长増高的时间、提高增幅、延缓抗体下降，延长口蹄疫抗体的平台期，在衰退期使口蹄疫的抗体保持在较高滴度水平，喂药组口蹄疫抗体滴度比对照组高一个滴度以上，且与用药的剂量之间存在量效关系。此外黄芪多糖除具有免疫增强作用外，在试验前4d就开始对奶牛饲用黄芪多糖，可以提高奶牛的非特异性免疫，降低了接种时的应激反应，达到增强疫苗免疫的效果[20]。

4 分析与展望

（1）植物多糖对奶牛病毒病具有免疫调节的功效，植物多糖可以提高机体免疫力，提高奶牛的非特异性免疫，降低接种时的应激反应。随着人们对奶牛产品的品质，食品安全的重视，利用植物多糖开发研制“绿色疫苗”显然具有重要意义和广阔的发展前景。（2）目前关于植物多糖免疫调节活性的相关基础研究仍停留在初级阶段，虽然研究表明植物多糖能够增强奶牛免疫作用，但是免疫调节作用机制仍不明确，有待进一步深入研究。植物多糖研究目前主要停留在理论和实验室阶段，随着研究的不断深入，植物多糖无论在奶牛及其他动物疫病控制中，还是在人类癌症及人类自身免疫缺陷等疾病的预防和治疗方面都会开辟出一条新的途径。