白细胞介素－2在动物疾病防治中的应用进展

沙万里，杨桂连，王春凤

(1．吉林农业大学动物科学技术学院，吉林省动物微生态制剂工程研究中心，长春 130118 2．吉林农业科技学院动物医学学院，吉林 132101)

白细胞介素－2(Interleukin－2，IL－2)是具有广泛生物学活性的重要免疫调节因子之一，分子量大小约为14 kDa，由特异性抗原或致丝裂素激活的T淋巴细胞分泌产生。1976年Morgan等［1］将其命名为T细胞生长因子，1979年5月于瑞士召开的第二届国际淋巴因子工作会议中正式命名为白细胞介素 －2［2］。

IL－2可以促进T、B淋巴细胞、NK细胞等细胞增殖与分化，促进干扰素(Interferon，IFN)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor，TNF)等细胞因子分泌［3］，可以提高动物机体细胞免疫和体液免疫能力，解除机体免疫抑制，增强疫苗免疫效果，降低疫苗副反应，治疗寄生虫感染等［4－5］。目前，IL －2 已成为一种在预防和治疗疾病方面备受关注的重要细胞因子。基于IL－2在抗病毒、抗感染、抗毒素、抗肿瘤及免疫调节中发挥重要的作用［6－7］，诸多学者已经把目光投向将其用于动物疾病防治的领域，而且IL－2作为免疫佐剂提高动物疫苗免疫效果和制备基因工程疫苗等方面［8］展现出非常广阔的应用前景。

1 IL-2作为免疫佐剂提高疫苗免疫效果

免疫佐剂(Vaccine adjuvant)又称为非特异性免疫增生剂。本身不具备抗原性，但同抗原一起或预先注射到机体内能够增强免疫原性或改变免疫反应类型。免疫佐剂常有以下几类:抗原传递系统佐剂，如弗氏佐剂、脂质体、免疫刺激复合物(ISCOM)、生物降解微球;铝盐佐剂;微生物来源佐剂，如胞壁酰二肽(MDP)及其衍生物、CpG免疫调节序列、单磷酰脂质A(MLA)、霍乱毒素(CT);细胞因子佐剂;天然来源佐剂，如Quil A、蜂胶;化学物质，如左旋咪唑、西米替。部分佐剂会引起各种副反应，从而很大程度上限制其应用［9］。很多研究者尝试应用多种方法来增强疫苗免疫效果和提高免疫保护力，其中使用细胞因子佐剂可能是解决疫苗免疫效果不佳的有效方法之一［10］。

白细胞介素、干扰素等细胞因子作为免疫佐剂已应用于DNA疫苗或活载体疫苗中，有研究表明IL－2作为细胞因子佐剂已经在多种基因工程疫苗的研发中取得了良好的免疫效果［11］。目前，IL－2作为免疫佐剂主要应用于增强常规疫苗和核酸(DNA)疫苗的免疫效果。

1．1 增强常规疫苗免疫效果 张怀等［12］将IL－2作为黏膜免疫佐剂与新城疫弱毒苗口腔注入8日龄固始鸡，结果表明 IL－2能增加浆细胞分泌SIgA，延长疫苗免疫时间并能增强免疫效果。牛泽等［13］将7日龄健康SPF鸡腿部肌肉注射重组鸡IL－2和胸部肌肉注射禽流感灭活疫苗，试验结果表明重组IL－2蛋白对疫苗具有明显的增强作用。张光勤等［14］研究表明，猪瘟疫苗免疫同时应用重组IL－2，可以显著提高经产母猪和育成母猪猪瘟疫苗的抗体滴度水平及整齐度。王彦彬等［15］也通过重组IL－2与鸡新城疫灭活苗联合免疫8日龄固始鸡证实其对新城疫疫苗的免疫增强效果，提高血清中抗体水平。以上试验均表明IL－2佐剂疫苗具有诱导产生中和抗体的时间早，抗体滴度高的特点，是替代常规疫苗佐剂安全、有效的方法。

1．2 增强基因工程疫苗免疫效果 魏浩澈等［16］将猪IL－2成熟肽基因与PPV VP2基因和PCV2 ORF2抗原多肽基因重组，构建重组质粒pCI－IL2－ORF2－VP2，通过转染PK15细胞表明重组质粒能够在体外正常表达，免疫小鼠试验证明猪IL－2基因重组能显著增强VP2/ORF2核酸疫苗效果。何雷等［17－18］重组腺病毒 Ad －p IL －2，通过兔体交互试验证明Ad－p IL－2病毒滴度可以达到108．25PFU/mL，而用共表达猪瘟病毒E2基因和猪IL－2基因的重组腺病毒rAd－E2－p IL－2，经兔体交互免疫试验证明rAd－E2－p IL－2病毒滴度达108．12PFU/mL，淋巴细胞转化试验结果显示猪瘟病毒诱导兔淋巴细胞特异性增殖，攻毒后rAd－E2－p IL－2接种兔和猪瘟病毒C株接种兔均未出现定型热反应，并且提高兔的抗体水平。云水丽［19］将禽流感病毒(AIV)H5亚型血凝素(HA)基因和鸡IL－2基因重组获得rFPV－H5A－IL2重组鸡痘病毒，免疫结果表明rFPV－H5A－IL2免疫比rFPV－H5A免疫的试验鸡的抗体水平显著提高，在商品鸡中的攻毒保护率也显著高于rFPV－H5A免疫组，而排毒率显著低于后者。Hulse等［20］研究发现，鸡IL－2能激发 CTL反应，与传染性法氏囊病毒(IBDV)的VP2抗原联合免疫鸡可提高其攻毒保护能力，提高T细胞免疫。Kumar等［21］克隆了IBDV的VP2蛋白，并将其与鸡IL－2同时使用以抵抗IBDV，发现其具有良好的免疫效果。大量的试验研究均表明了IL－2可以作为基因疫苗的免疫增强剂应用于动物疫病防治中。

2 在动物感染性疾病防治中的应用

IL－2是机体免疫调节核心物质，最近国内外许多研究表明IL－2在显著增强疫苗免疫效果的同时，可以明显的促进抗体的分泌，降低病原体的入侵率，缓解症状［22］。在防治细菌、病毒和寄生虫等感染性疾病得到广泛应用。

2．1 防治细菌性感染疾病 李祥瑞［23］用抗生素同时配合重组IL－2治疗猪链球菌病，能够使疗程缩短2～5 d，治愈率提高50%并且停药后不复发，显示出明显的治疗效果，Irene等［24］通过腹腔注射重组IL－2治疗小鼠子宫内膜炎，结果显示重组IL－2有潜在的免疫调节作用。庄玉辉等［25］通过将小鼠接种TB5和肌肉注射重组IL－2，观察脾脏中结核杆菌(Tuberculosis，TB)细菌数目，结果重组IL－2对 TB的抑制作用能达到99%，可见重组IL－2对TB有很强的抑制作用。

2．2 防治病毒性感染疾病 IL－2能增强体内的NK、CTL、LAK等杀伤细胞活性，清除被病毒感染的细胞，诱导所产生的IFN－γ和TNF能对病毒再侵入健康细胞起到抑制作用。IFN－γ能够激活巨噬细胞，增强主要组织相容性复合物Ⅰ和Ⅱ抗原的表达，抑制病毒的复制［26］。杨发龙［27］证实鸡 IL －2不仅能明显提高特异性免疫应答能力，与疫苗联合使用可提高疫苗的免疫原性，还能够有效的防治法氏囊等病毒性疾病。肖啸等［28］用IL－2配合常规药物治疗犬传染性肝炎其治愈率由90%上升到97%，疗程也平均缩短3 d，说明IL－2对辅助治疗病毒性疾病有较好的效果。

2．3 防治寄生虫性感染疾病 Kasper［29］等发现在弓形虫感染小鼠的过程中，宿主免疫力的产生与γδ－T细胞的增加紧密相关。Xu［30］等将鸡 IL－2用于鸡球虫DNA疫苗中，结果证明免疫鸡能够产生针对鸡球虫的保护率高达100%，同时不影响鸡增重。谢昆［31］抗球虫试验中给雏鸡(分别在14日龄和21日龄)胸部肌肉注射不同剂量的重组鸡IL－2蛋白，并于28日龄口服接种1×105个活球虫卵囊，结果表明，其中以注射250μg重组鸡IL－2蛋白的试验组抗球虫效果最好，相对卵囊产量为23．26%，盲肠病变记分分别为0．4，相对增重率为97．80%，综合抗球虫指数(ACI)达到 192．8，抗球虫效果良好，明显的优于其他试验组。说明重组鸡IL－2蛋白能降低相对卵囊产量、减少盲肠病变、提高相对增重。以上试验结果均表明IL－2治疗寄生虫性感染疾病具有较好的防治效果。

3 问题与展望

近十年研究表明IL－2在动物疾病防治中已凸显出其重要性，IL－2作为免疫佐剂不仅在增强常规疫苗和基因疫苗免疫效果方面展现出优越性，而且作为防治剂在防治各类感染性疾病方面也表现出较好的效果。IL－2能够提高抗病毒T细胞应答［32］，在临床治疗肿瘤、肝炎、艾滋病等已得到应用，同时IL－2应用于动物疾病防治的相关产品也已问世，已具备壳聚糖纳米颗粒包装VPIL2质粒作为新型动物抗感染分子免疫增强剂的应用［33］、猪α干扰素(PoIFN－α)/白细胞介素2(PoIL－2)嵌合基因的构建表达及表达蛋白的快速复性与纯化［34］、壳聚糖纳米颗粒包装 VRIL2S+VRIL6C质粒组合作为新型动物抗感染分子免疫增强剂的应用［35］、鸡 α 干扰素(ChIFN － α)/白细胞介素 2(ChIL－2)嵌合基因用于鸡病毒性疾病预防和治疗［36］等相关技术，为IL－2走向市场奠定了基础。

目前，IL－2在免疫系统的活化和平衡作用机制正在被不断的被揭示［37］，已有很多国内外学者把目光投向IL－2及其相关药物在降低器官移植产生的急性排斥反应以及减少激素用量、研究高效广谱的IL－2基因工程抗病毒制剂［38］、构建IL－2重组基因工程疫苗、开发安全有效的成熟的疫苗佐剂等科研领域。但同时也存在许多问题:1)表达载体的选用:真核表达载体在真核细胞内能稳定地表达外源目的基因，但蛋白表达量较低、纯化工艺复杂，从而提高规模化生产成本，而原核表达载体表达外源蛋白量高、成本低、可应用性强，但同时容易形成难溶的包涵体蛋白，纯化后所表达蛋白构象是否具有较高生物活性;2)外源性与内源性差异:外源IL－2毕竟不是自身所产生，在调节机体免疫系统的同时存在潜在的副作用;3)给药途径:采用注射方法和口服建立黏膜免疫是两种不同的途径，针对不同的疾病究竟哪种方法的免疫和治疗效果最佳还有待摸索;4)添加剂量与时相:大量试验表明低剂量使用IL－2效果不佳，而高剂量使用又会产生自身免疫抑制，导致自身免疫系统失衡，IL－2半衰期短，有时还可在体内诱导产生一定抗体，这也是研制长效剂型IL－2产品制约因素之一;5)抗原表位的优化、表达载体的修饰以及外源给予IL－2是否影响动物安全等方面还有待于进一步研究。

随着国家规模化养殖技术的推广，饲养环境恶化程度的加剧，禽流感等各种传染类疾病对养殖业甚至人类的危害日益加剧，传统防治方法已不能满足需求。对新型免疫防治剂、免疫增强剂，以及基因工程疫苗的需求显得尤为迫切。本实验室已开展重组IL－2微生态制剂对动物疾病防治的相关研究，探索新型微生态制剂的制备方法和实际应用效果。由此可见，未来IL－2将会在提供安全绿色的动物产品、防治动物重大疫病、攻克人类疾病防治难题等领域展现出非常广阔的前景。

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