干扰素在猪治疗病毒性疾病中的应用
2015-10-21鹿双双卢选成
鹿双双 卢选成
病毒性疾病是制约畜禽集约化养殖的瓶颈,在目前靠预防为主的情况下,干扰素是唯一快速有效治疗病毒性疾病的药物。干扰素是脊椎动物抗病毒免疫的核心,在病毒刺激下可诱导一系列抗病毒蛋白的表达并提高机体免疫水平。目前在人应用干扰素治疗病毒性疾病已较为普遍,且PEG、白蛋白修饰的长效干扰素也逐渐引用并取得较好的效果。本文阐述了干扰素在猪病毒性疾病的控制方面的应用,对我国养猪业病毒性疾病的有效治疗、净化具有重要价值。
干扰素最早是在1957年,Isaacs和Llndenmann在用灭活的禽流感病毒接种鸡胚绒毛尿囊膜时发现。因其具有干扰病毒复制的活性,故定名为干扰素(interferon,IFN)。国际干扰素命名委员会将干扰素定义为:一类在同种细胞上具有广谱抗病毒功能的活性蛋白,其活性的发挥又受细胞因子的调节和控制,涉及RNA和蛋白质的合成。之后,学者对人类及哺乳动物和低等脊椎动物干扰素进行了深入的研究。
1 干扰素分类
根据干扰素基因组和蛋白结构以及功能不同,在哺乳动物将干扰素分为三类,其中I类干扰素包括IFNα、IFNβ、1FNδ、IFNε、IFNk、IFNT、IFNω、FNξ等亚型,II类干扰素主要指IFNΥ,III类干扰素IFNλ是在人类第9号染色体新发现的一种细胞因子。I类干扰素具有在酸性条件下稳定,抗病毒,来自于同一个祖先基因,结合相同的细胞表面受体等共同特性,而II类干扰素则主要在调节适应性免疫应答过程中发挥重要作用。
2 干扰素作用机理
干扰素的产生主要是由于病毒感染机体后,作用于Toll样受体(TLR),通过一系列作用元件,从而启动干扰素IFNα/β的表达。该过程的一个显著特点是在病毒感染后的迅速表达,尤其双链RNA感染后特别明显,在其他病毒感染后也会有同样的干扰素表达,但产生速度较双链RNA稍慢。
I类干扰素具有相同的细胞受体(IFNAR),当1FNα/β分泌表达至细胞外后与细胞受体结合,激活JAK-STAT通路,诱导相关抗病毒及免疫调节因子的表达,从而发挥生物学活性。IFNα/β与受体结合后,IFNAR-1和IFNAR-2的胞內区与TYK2和JAK1激酶相互作用,通过TYK2和JAK1激酶磷酸化而被激活,并把信号传递给磷酸化的STAT1和STAT2,随后STAT1和STAT2形成二聚体并进入细胞核,与IRF9结合形成转录因子复合物(1SGF3),ISGF3再与干扰素刺激反应元件(ISRE)共同结合到干扰素激活相关因子的启动子,激活干扰素相关因子的转录。
3 干扰素生物学活性
在哺乳动物,干扰素具有抗病毒、抑制细胞增殖、免疫调节等多种生物学活性,它是机体防御系统中出现最早的细胞因子,并通过激活其他细胞因子的分泌表达,发挥其生物学活性。并且产生迅速,几乎作用于病毒复制的整个过程。
目前研究最多的就是干扰素抗病毒作用。早在1994年,Muller用敲除IFNα和IFNβ受体的小鼠做实验时就发现,被敲除I类干扰素受体后的小鼠更易受到病毒的侵袭,2000年,有学者发现敲除IFNβ基因的小鼠对牛痘病毒易感性增加,证实干扰素具有抗病毒作用。随后,通过研究证明,干扰素并不是直接杀死病毒,而是通过诱导相关蛋白起到杀灭病毒的作用,其中,最重要的抗病毒蛋白就是蛋白激酶(PKR),寡腺苷酸合成酶(OAS)和Mx蛋白。调节机体免疫系统,提高抗肿瘤水平。干扰素能够使T、B淋巴细胞功能增强,激活自然杀伤细胞的活性,同时调动体液免疫使特异性和非特异性抗体迅速产生达到免疫保护水平,导致肿瘤细胞迅速破坏和减少,大大增强机体的细胞免疫功能。
4 猪用干扰素临床应用
随着分子生物学的不断进步,在动物体上应用干扰素治疗病毒病的案例不断增多,尤其是作为我国主要养殖业的猪。近几年,随着5号病、高热病、病毒性腹泻、伪狂犬等的不断变异、返强!我国的养殖行业受疫情影响越来越严重,而针对病毒性疾病的快速治疗药物几乎为零。干扰素,尤其是I类干扰素杀灭病毒和II类干扰素提高免疫力的作用,可有效填补这个空白。
在我国,年存栏4000多万头母猪,年出栏近7亿头肥猪的高密度养殖环境下,疾病尤其是病毒病的感染压力依然严峻,在未来几年病毒病仍然是困扰我们养殖业的一个肿大隐患。因此,在消除猪群亚健康,保证猪群、猪体健康的情况下,有效的免疫接种配合干扰素的预防治疗将成为净化病毒病的首选。