麋鹿血清免疫球蛋白含量测定与分析

张树苗,张林源,胡德夫

(1.北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;2.北京麋鹿生态实验中心,北京 100076)

麋鹿血清免疫球蛋白含量测定与分析

张树苗1,2,张林源2,胡德夫1

(1.北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;2.北京麋鹿生态实验中心,北京 100076)

免疫球蛋白(IG)水平是反映机体免疫状态的重要指标,血清免疫球蛋白水平的变化与疾病密切相关。笔者于2009年12月至2010年8月,应用免疫比浊法测定了78只麋鹿血清免疫球蛋白浓度,比较了不同年龄、性别间免疫球蛋白水平。结果发现雌性麋鹿的IgG含量在不同年龄段均高于雄性个体,雌性个体青年期的最高值为17.14 g/L,而后随着年龄的增长含量逐渐降低;雄性个体的IgM含量在不同年龄段均高于雌性个体,青年期的最高值为6.83 g/L,而后随着年龄的增长含量逐渐降低。雌雄两性麋鹿的IgA含量均值在各年龄段未发现增长规律;IgM和IgA之间存在极显著的相关性,不同性别及年龄间的IgG、IgM和IgA含量均没有显著性差异。

麋鹿;免疫比浊法;免疫球蛋白

麋鹿(Elaphurus davidianus),俗称“四不像”,其头脸细长似马,角多叉似鹿,蹄似牛,尾似驴,是我国特有的国家一级保护动物,典型的湿地物种,国际自然保护联盟IUCN红皮书将其列为野外灭绝物种,1920年在中国本土灭绝。

中国是麋鹿的故乡,让“海外游子”回归故里不仅是中国动物学家们多年的愿望,也是英国乌邦寺主人的夙愿。20世纪80年代中期,英国方面委托动物学者玛娅◦博伊德女士到中国考察重引入的地点。由中国专家和博伊德女士组成的项目组对比了多处可能的重引入地点,在捐赠者与专家的共同努力下慎重地选择了北京大兴区南海子地区作为麋鹿首批返乡的繁育基地,因为这里是昔日的皇家猎苑,仍保留原有的自然环境,是麋鹿的科学发现地、模式种产地和最后灭绝地,便于专家的指导与支持等有利条件。1985年,英国乌邦寺无偿向中国提供麋鹿22只,其中20只放养在原皇家猎苑——北京大兴区南海子,并成立北京麋鹿生态实验中心,使其回归故里。英国伦敦动物学会1986年又提供39只,放养在江苏省大丰麋鹿国家级自然保护区。1987年又提供18只放养在北京南海子麋鹿苑。回归后的麋鹿繁殖很快,1993年,国家环保部和北京麋鹿生态实验中心共同在湖北省石首市天鹅洲成立第三个麋鹿保护区。同时,我国还陆续建立了50多处麋鹿饲养点。

麋鹿经历了种群繁盛、衰落、远渡重洋、寄居海外、本土灭绝、重归故里,其曲折的命运引起了国内外学者的极大关注,对其种族健康繁衍和保护事业开展了大量的研究工作。目前,我国麋鹿种群数量超过了2 500只,虽然经历过遗传瓶颈,但麋鹿的遗传多样性水平并没有提高,而是在不断降低。遗传多样性水平的降低使麋鹿抵抗随机风险的能力随之降低,易受到自然灾害及疫病的严重威胁,例如湖北石首麋鹿保护区2008年受到雪灾的影响造成大批麋鹿死亡,2010年北京麋鹿苑和湖北石首麋鹿保护区由于魏氏梭菌的影响造成麋鹿大批猝死,表明麋鹿的免疫功能比较脆弱,抵抗病原体入侵的能力较弱。因此,急需开展麋鹿的免疫能力方面的研究。抗体水平是反映机体免疫状态的重要指标,免疫球蛋白在免疫系统中发挥着重要的作用[1],血清免疫球蛋白(Ig)水平的变化与疾病密切相关,Ig的测定是评价体液免疫功能最常用的指标,其中 IgG,IgM,IgA是介导体液免疫的主要效应分子。IgG存在于所有体液内,是动物自然感染和人工主动免疫后机体所产生的主要抗体[2]。IgM分子质量很大,在补体和吞噬细胞协同作用下,IgM所发挥的杀菌和中和病毒的能力明显高于IgG。IgM主要分布于血管内,因而在防御败血症中具有强大作用;IgA是一种外分泌保护免疫球蛋白,主要存在于胃肠道、呼吸道和泌尿生殖道,也存在于血液循环中[3],对机体呼吸道、消化道等局部黏膜免疫能够起相当重要的作用,特别是对一些经黏膜感染的病原微生物,其免疫功能更加重要[4]。

关于麋鹿在不同时期体内免疫球蛋白水平变化还未见报道,为了了解麋鹿不同年龄段各类免疫球蛋白水平,也为麋鹿的保护管理提供参考依据,笔者对北京南海子麋鹿苑从断奶的幼年期到老年期共计78只麋鹿进行IgG、lgM 和IgA含量测定,并分析其随年龄变化规律。

1 材料与方法

1.1 试验用动物

待检动物为北京南海子麋鹿苑饲养的麋鹿78只,其中幼年的36只(雌性17只,雄性19只),青年8只(雌性2只,雄性6只),成年 28只(雌性 18只,雄性10只),老年6只(雌性4只,雄性2只)。

1.2 方法

1.2.1 采血 通过麻醉枪随机对78只麋鹿注射陆眠灵进行麻醉保定,在麋鹿完全进入麻醉状态下,分别采集颈部静脉血10 mL,3 000 r/min离心5 min,将分离后的血清于-20℃保存,用于检测IgG,IgM和IgA。

1.2.2 检测方法 采用免疫透射比浊法,用ROCHE Modular P800全自动生化分析仪进行检测,标准品及试剂均为ROCHE系统配套产品。

1.2.3 年龄阶段的划分 参照《简明养鹿手册》,断奶至1.5岁为幼年期,1.5岁至4岁为青年期,5岁至8岁为成年期,9岁以上为老年期[5]。结合实际观测,本研究中麋鹿年龄的划分标准为:断奶至1.5岁为幼年期;1.5岁至3.5岁为青年期;4岁至8岁为成年期;9岁及以上为老年期。

1.2.4 数据处理 应用SPSS 13.0统计软件进行数据分析。对变量采用单因素方差分析;相关性分析采用Pearson进行相关分析。

2 结果

2.1 不同年龄段麋鹿免疫球蛋白IgG、IgM 和IgA含量

通过对不同年龄段麋鹿免疫球蛋白IgG、IgM和IgA含量的测定(表1、图1和图2)。发现青年期IgG、IgM 含量均值最高,分别为 14.94 g/L和6.82 g/L,而后含量逐渐降低,至老年期含量均值分别降至12.62 g/L和6.51 g/L,降低了15.50%和4.50%。IgA含量均值最高值出现在幼年期,为11.45 g/L,青年期和成年期逐渐降低,最低点下降了4.10%,老年期后又逐渐升高。

表1 不同年龄阶段麋鹿免疫球蛋白含量Table 1 The immunoglobulin contents of Elaphurus davidianus different ages g/L

图1 不同年龄雌性麋鹿免疫球蛋白含量比较Fig.1 The immunoglobulin concentration changes in female Elaphurus davidianus of different ages

图2 不同年龄雄性麋鹿免疫球蛋白含量比较 Fig.2 T he immunoglobulin concentration changes in male Elaphurus davidianus of different ages

2.2 不同性别麋鹿IgG、IgM、IgA增龄变化

不同性别麋鹿IgG、IgM、IgA随年龄的变化进行分析(图3、图4和图5)。雌性麋鹿的IgG含量均值在各年龄组均高于雄性个体,从幼年到老年随着年龄的增长,雌性比雄性高出的百分比分别为10.36%、20.68%、9.64%和20.75%。IgM 的含量均值在各年龄组雄性均高于雌性,分别高出2.43%、0.37%、0.06%和1.54%。雌性个体IgM 含量均值至青年期增长达最高,为6.80 g/L,而后随着年龄的增长含量逐渐降低。雄性个体IgM含量均值至成年期增长达最高,为6.69 g/L,老年后逐渐降低。雌雄两性麋鹿的IgA含量均值各年龄段未发现增长规律,雌性在老年期为最高值,雄性在幼年期为最高值。

2.3 IgG、IgM、IgA含量间的相关性及差异性

通过对IgG、IgM、IgA含量间进行Pearson相关性分析发现,IgM和IgA之间存在极显著地相关性,相关系数r为0.321(P＜0.01),其余各组间相关性不显著。

通过对不同性别和不同年龄间麋鹿IgG、IgM、IgA含量进行单因子方差分析发现,不同性别间和不同年龄间的IgG、IgM和IgA含量均没有显著性差异。但相对来说,不同性别间IgM含量的差异性较大(IgG、IgM 、IgA的 F值分别为 0.175,0.130和0.755),不同年龄间IgA含量的差异性较大(IgG、IgM、IgA的F值分别为0.466,0.354和0.342)。

图3 不同性别间麋鹿IgG含量比较Fig.3 The IgG content comparison in Elaphurus davidianus with different sex I

图4 不同性别间麋鹿IgM含量比较 Fig.4 The IgM content changes comparison in Elaphurus davidianus with different sex

图5 不同性别间麋鹿IgA含量比较Fig.5 TheIgA contentchangescomparison in Elaphurus davidianus with different sex

3 讨论

目前,对鹿科动物血液指标的测定多数为血液生理生化指标,如麋鹿[6],梅花鹿[7]、白唇鹿[8]和毛冠鹿[9],尚未见有关麋鹿及其他鹿科动物的血清IgG、IgM 、IgA指标的相关报道。

3.1 免疫反应的形成

从各种动物种系发生上,免疫反应是由低级逐渐到高级发展的;而在个体发生上,胎儿期可出现免疫耐受力,免疫反应是逐渐形成的,随着年龄的老化,又逐渐衰弱;同一品系或同一个体,不同年龄的免疫球蛋白的质和量均是不同的[10]。

对北京南海子麋鹿苑的78只麋鹿血清 IgG、IgM、IgA的测定和分析发现,麋鹿生长发育的不同阶段免疫水平不一,随着年龄增长各类免疫球蛋白从开始合成到与成年麋鹿水平相当有一个逐步发展过程。4个年龄阶段麋鹿在健康状态下IgG、IgM、IgA指标,各年龄段间均没有显著性差异,该结果与恒河猴及人类的免疫状态随年龄而变化的规律不同[11-12]。但是,和麋鹿人类一样IgG是血清中含量最高的抗体[13]。

通过研究发现麋鹿的免疫功能随衰老而逐渐衰退,故老年个体不仅体力、取食能力、反应能力逐渐下降,而且体质状况也逊于年轻个体,在种群中处于比较不利的地位,容易受到环境的影响而被淘汰。

3.2 免疫功能的性别差异

本研究中雌性个体的IgG、IgM含量高于雄性个体,与李凤华等[14]的描述基本相一致,即同一种动物不同性别间免疫水平不同,通常情况下雌性个体的免疫水平高于同种类的雄性个体,比雄性个体具有更强的细胞介导免疫和体液免疫功能。由于雄性免疫能力相对雌性较弱,故雄性比较容易受到寄生虫和微生物的侵害。

另外,许多学者开展了动物社群地位对免疫影响的研究,都表明在动物中优势个体的免疫水平高于劣势个体[15]。麋鹿是具有严格社会等级制度的物种,雄性麋鹿可以划分为优势群和从属群。优势群包括群主和挑战者,从属群包括单身汉和被淘汰群主。这种社群地位对免疫能力的高低是否产生影响有待于进一步研究。

[1]杨富强.各年龄段儿童血清免疫球蛋白水平分析[J].临床输血与检验,2010,12(1):55-57.

[2]胡晓艳.免疫球蛋白的制备及其对小白鼠免疫功能的影响[D].武汉:武汉工业学院,2008.

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[7]赵 波,王 强,牛李丽,等.四川地区梅花鹿 40项血液生理生化指标的测定[J].动物医学进展,2005,26(08):55-57.

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[9]吴孔菊,邓家波,刘选珍,等.圈养毛冠鹿血液生理生化指标测定[J].四川动物,2007,26(4):931-935.

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Analysis of Serum Immunoglobulin Contents inElaphurus davidianus

ZHANG Shu-miao1,2,ZHANG Lin-yuan2,HU De-fu1

(1.College of Biological Sciences and Biotechnology of Beijing Forestry University,Beij ing,100083,China;2.Beijing Milu Ecological Research Center,Beijing,100076,China)

The immunoglobulin level is an important index,which reflects immune state,and changes of serum immunoglobulin contents relate closely to disease.From December 2009 to August 2010,author use immunonephelometry method determined of serum immunoglobulin concentrations in different age and sex.The results showed that the mean IgG levels of femaleElaphurus davidianusin each age group were higher than that in males,the female adolescence concentration reaches max was 17.14 g/L,then gradually reduce with age increase;the mean IgM levels of maleElaphurus davidianusin each age group were higher than females,particularly male adolescence concentration reached max 6.83 g/L,then gradually reduced with age increase;Male and femaleElaphurus davidianusIgA concentration had no regular increase with age.Levels of IgM and IgA significantly correlated.IgG,IgM,and IgA levels were not significantly different among male and female,or all age groups.

Elaphurus davidianus;immunoprecipitation;immunoglobulin

S852.5

A

1007-5038(2011)05-0040-05

2010-12-24

北京市财政项目“麋鹿功能基因组学平台建设”基金(PXM2010-178218-111233)

张树苗(1977-),女,辽宁辽阳人,助理研究员,博士,主要从事野生动物保护研究。