卵黄抗体在疾病防治中应用的研究进展

安芳兰　李菁　张荣　武发菊　武永淑　董文教　马全英　王凡　刘学荣

摘要 卵黄抗体是一种多克隆抗体，由禽类经特异性抗原刺激后通过B淋巴细胞产生并运行至卵黄中所形成，具有强大的免疫功能。对卵黄抗体的结构特点、理化性质、作用机理及其在各类动物疾病治疗预防方面的应用进行了综述，并指出了目前存在的问题。

关键词 卵黄抗体；免疫；疾病治疗；应用

中图分类号 S855.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）05-068-04

Abstract Egg yolk antibody is a kind of polyclonalantibody by specific antigen stimulation of poultry， which is produced by B lymphocyte and migrated to the yolk of polyclonal antibody， with a strong immune function. In this research， we reviewed the application of structural characteristics， physicochemical property and action mechanism of egg yolk antibody in prevention treatment of animal disease. The existing problems were pointed at present.

Key words Egg yolk antibody； Immunity； Disease treatment； Application

卵黄抗体（IgY）又称为卵黄免疫球蛋白（Egg yolk immunoglobulin），是禽类经特异性抗原刺激，由B淋巴细胞产生并移行至卵黄中的多克隆抗体，大多数为IgG，具有强大的免疫功能。因其具有稳定性强、耐酸性、耐高温、易于制备、可规模化生产等优点，目前卵黄抗体已被广泛应用于生物制品、功能食品以及兽医等领域，且在动物重大疾病的防控和治疗方面具有非常广阔的应用前景。笔者从卵黄抗体的形成过程、结构特点、理化性质、作用机理和方向等方面分析了卵黄抗体在被动免疫中的重要作用，并对其在各类动物和人类疾病防治中的应用进行了阐述，并指出了目前存在的问题。

1 卵黄抗体

1.1 卵黄抗体的形成

卵黄抗体是从免疫禽蛋中提取出的、针对特定抗原的抗体。法氏囊通过控制体液免疫应答，诱导B细胞分化和成熟最终形成抗体，其大致过程如下：禽类受到外界抗原刺激后，体内免疫系统会被激活，针对入侵的抗原会发生一系列免疫反应并产生大量的特异性抗体。随着血液循环，抗体流入到身体各个部位抑制抗原，保护机体免受危害。用同种抗原多次刺激母鸡后，体内产生的抗体会随血液循环流经卵巢，在卵巢受体的介导作用下抗体会逐步进入到卵巢滤泡和输卵管中，最终在卵黄中积聚并形成卵黄抗体[1]。

1.2 卵黄抗体的结构

卵黄抗体（IgY）是卵生动物所具有的免疫球蛋白，结构呈Y字形，分子质量约180 ku，包括2条相同的重链（H链）和2条相同的轻链（L链），通过二硫键将二者结合在一起。L链分子量为22～30 ku，H链分子量为60～70 ku，包括1个可变的VH区和4个不变区（CH1、CH2、CH3和CH4），没有铰链区，但是它含有邻近包含脯氨酸和甘氨酸的CHlCH2和CH2CH3区域的边界区域以及甘氨酸残基，使得IgY的结构更稳定。

1.3 卵黄抗体的理化性质

卵黄抗体（IgY）的等电点为5.7～7.6，对压力稳定，当压力高达4 000 kg/cm2时IgY的活性仍较高。IgY用不同的温度热处理不同时间后发现，随着温度和处理时间的增加，IgY与抗原结合的活性会降低，在60～70 ℃范围内比较稳定，70 ℃下加热90 min后活性显著下降，高于80 ℃时大部分IgY已经变性[2]。当pH为3.5～11.0时，IgY活性比较稳定，高于或低于这个范围时IgY活性会迅速下降，这是因为在强酸或强碱环境中IgY上包括抗原结合位点的Fab部分构象发生变化和破坏。当IgY与胃蛋白酶发生反应时活性不变，但与胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶发生反应时活性会显著降低。此外，卵黄抗体能耐受高渗环境且具有反复冻融的特性[3]。

1.4 卵黄抗体的优点

IgY具有较多的抗原表位，哺乳动物抗原的抗体不会与之发生反应，也不会与Fc受体结合，因此不会在免疫检测过程中产生假阴性或假阳性结果。IgY对疾病的治疗具有疗效高和作用快的特点，不会产生耐药菌和继发感染现象，对病原具有特异性。当IgY发生作用后，机体会当做营养物质将其分解吸收，无毒副作用，也不会有有害物质残留。家禽发生有效免疫所需要的抗原剂量小，所产生的卵黄抗体在机体内能长时间维持在较高水平。此外，母鸡饲养较为方便，且具有鸡蛋均一性好、收集方便快捷和价格便宜等优点，并在提取卵黄抗体时无需采集动物血液，对动物不会造成任何损伤，也符合动物保护原则的要求。

1.5 卵黄抗体的作用机理

特异性IgY抵御病原保护机体健康，其作用机理主要有以下方面：

①抑制病毒感染细胞。卵黄抗体与病毒颗粒表面多个受体结合时会破坏病毒的结构，影响病毒膜与细胞表面的融合，抑制病毒核酸在细胞内的复制。IgY也可以黏附于病毒衣壳上，抑制病毒的生长繁殖。

②抑制病原菌。抗体分子黏附于病原菌的菌毛上，抑制病原菌在肠道壁上发挥作用，也使非肠道菌失去黏附宿主细胞的能力，将病原菌的完整性破坏并抑制其增殖。

③抗内毒素。卵黄抗体能够中和细菌、霉菌等所产生毒素的毒性，抑制巨噬细胞分泌肿瘤坏死因子，减轻炎症反应，还会抑制内毒素与靶细胞之间的结合，避免不良后续反应与继发感染的发生。

④其他作用。有的IgY可被肠道消化酶降解为结合片段，该片段中包含抗体易被肠道吸收的Fab，IgY进入血液后与特定病原菌黏附因子结合，稳定区保留在肠道内但会失去对易感细胞的致病性。

2 卵黄抗体在疾病防治中的应用

2.1 在人类疾病防治中的应用

目前，IgY被越来越广泛地用于人的病毒性疾病与肿瘤的防治中，抗轮状病毒鸡卵黄免疫球蛋（百贝）对小儿轮状病毒肠炎的治疗效果很好[4]。Tsukamoto等[5]从禽流感病毒中提取生产的抗A/H1N1 2009的IgY，对人和猪的病毒株具有较强的交叉反应，能在体外中和A/H1N1病毒。幽门螺杆菌是诱发胃炎及胃溃疡发生的主要病原体，耐药菌株的出现给该病的治疗带来难度，抗幽门螺杆菌IgY可以阻断该菌对胃黏膜的黏附及损伤。研究发现，16 mg/mL的IgY可以完全抑制细菌生长，有望成为替代抗生素的新型制剂[6]。Vaillant等[7]制备的抗人类免疫缺陷病毒（HIV）gp120IgY可特异性结合HIVgp120，为艾滋病的预防和治疗带来新途径。IgY具有较高的特异性与稳定性，在对哺乳动物高保守蛋白的肿瘤靶向治疗、疾病特异性检测及放射免疫显像与治疗等方面的研究有望取得进展。

2.2 在猪病防治中的应用

仔猪腹泻是困扰猪养殖业的难题之一，给养猪业带来了巨大的经济损失。以前，人们通过注射抗生素或疫苗治疗预防仔猪腹泻，但抗生素的长期使用容易产生耐药性，导致其疗效下降。仔猪通过母乳获得被动免疫保护，但断奶后母源抗体会急剧下降，导致其免疫力降低，极易感染大肠埃希菌或其他病原引发的仔猪腹泻，通过在饲料中添加针对某些特定疾病的IgY，口服IgY使其获得有效的被动免疫保护。用猪流行性腹泻病毒（PEDV）对仔猪进行攻毒试验，对腹泻仔猪口服IgY，结果表明对照组呈水样腹泻直至脱水而死，病死率为100%，而服用IgY的仔猪的腹泻症状显著减轻，83.3%的仔猪在5 d后恢复正常[8]。

猪传染性胃肠炎（TGE）是另一个困扰养猪业的难题。TGE可致2周龄的仔猪大量死亡，在发生TGE的2个猪场口服IgY的仔猪死亡率仅为17.65%，对照组为63.16%，差异显著[9]。引起TGE的主要病原菌之一就是幽门螺旋杆菌，研究表明口服幽门螺旋杆菌IgY可以减轻肠道炎症。

猪链球菌主要感染猪的消化道、上呼吸道和生殖道，临床病症为败血性和局灶性淋巴结化脓。猪链球菌IgY的研制也为猪链球菌病的防治提供了新手段，可用地方流行性的猪链球菌制备疫苗免疫鸡获得特定的高免IgY，专门针对地方流行性链球菌，具有高效、方便的特点。用猪链球菌ST17I株活菌免疫母鸡后，其IgY的免疫效价可达1∶210，对发病猪注射猪链球菌高免IgY，可以有效控制猪链球菌病的发生，保护率可达100%[10]。猪圆环病毒病可以引起断奶仔猪多系统衰竭综合征，是引起猪免疫障碍重要传染病之一。索江华等[11]制备的猪圆环病毒2型高免IgY，对攻毒猪圆环病毒病猪的治愈率可达96%。综上所述，抗菌性IgY的研制在一定程度上解决了抗生素依赖性问题，显著降低了抗生素的使用率，为预防与治疗细菌性疾病提供新视角。

2.3 在牛病防治中的应用

引起奶牛乳腺炎病的主要致病菌有金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和大肠杆菌。奶牛乳腺炎是奶牛养殖业中最严重疾病之一：发病率最高、流行最快、损失最大。目前常用的防治手段是注射抗生素，但是这会使其抗药性和耐药性增强，并且会造成动物体内药物的残留，间接危害人类健康。王林会等[12]评价了金黄色葡萄球菌外毒素特异性卵黄抗体（IgYtoxins）及5、8、336型金黄色葡萄球菌荚膜特异性卵黄抗体（IgYT5、IgYT8及IgYT336）联合使用对奶牛乳房炎的治疗效果。此外，口服IgY除了对肠道疾病有很好的效果，对非肠道疾病也有显著效果。Dahlen等[13]应用含IgY的全蛋口服治疗小牛的乳房炎，疗效显著。轮状病毒可以感染猪、牛、犬、猫等的幼龄动物，德国和日本分别研制抗轮状病毒和抗大肠杆菌多价卵黄抗体，经口服后可以很好地治疗牛轮状病毒腹泻病和犬、猫等的轮状病毒腹泻病[14]。

2.4 在禽类疾病防治中的应用

目前，国内应用IgY防治禽类疾病的成功案例越来越多，鸡养殖业中最为常见的疾病是传染性法氏囊（IBD）和新城疫（ND），二者对鸡的混合感染率高达70%～80%，致死率在80%以上。张伦[14]制备的抗IBD病毒的卵黄抗体用于动物的攻毒保护试验，结果发现发病鸡的保护率在80%以上，可以防止同舍传染，临床上用该卵黄抗体对某鸡场的11批自然发病鸡进行治疗，对发病动物的保护率与张伦[14]的动物攻毒保护试验结果相吻合，且发病后治疗越早效果越好。王帅等[15]对鸡免疫接种ND病毒，检测其抗体效价，确定了制备抗鸡IBD与ND高免卵黄抗体的最佳免疫程序，制备的高免卵黄抗体具有很好的临床试验治疗效果。宋阳[16]用新城疫油佐剂灭活疫苗和新城疫高免卵黄抗体联合免疫鸡群，24 h后连续7 d检测免疫鸡体内的抗体水平，发现自免疫24 h后体内的抗体处于较高水平，且能维持较长时间，与单独使用疫苗免疫组相比，不会出现抗体阴性期，因此该方法可起到治疗和紧急预防的目的，但IgY与疫苗联合免疫时会出现所用疫苗不被抗体中和的现象。

卵黄抗体与灭活疫苗联合免疫鸡群可以消除疫苗免疫后的抗体空白期，对发病鸡起到紧急治疗和预防的作用。刘春红等[17]采用高效价的禽流感（H5N亚型RE5株）卵黄抗体和禽流感（H5N亚型RE5株）灭活疫苗同时接种从未接受疫苗免疫的鸡群后，连续检测免疫鸡体内抗体水平，发现这种联合免疫方式弥补了单独使用流感疫苗后6 d内的抗体空白期，起到了紧急预防的作用。目前，对卵黄抗体对疫苗免疫效果的影响仍在不断研究中。

2.5 在水产动物疾病防治中的应用

目前，在水产动物养殖过程中抗生素的滥用不仅导致动物产品中的药物残留，而且增加了细菌对抗生素的抵抗力，寻找安全、高效的抗生素替代品迫在眉睫，用卵黄抗体防治水产动物疾病的研究报道较少，但因其具有疗效确切、使用安全、无毒副作用、制备工艺简单、生产成本低等优点，在防治水产动物疾病方面逐渐受到重视。经口感染是水产动物感染病原体的主要途径之一，因此口服卵黄抗体在动物胃肠道中不仅可以直接中和病原体，而且在被胃蛋白酶和胰蛋白酶降解后，其具有免疫活性的Fab片段仍然能发挥免疫作用。大量研究表明，口服IgY对水产动物疾病有显著疗效。

吴建[18]阐述了IgY在水产动物易感的几种病毒（如白斑综合征病毒（WSSV）、嗜水气单胞菌、迟缓爱德华菌及鳗利斯顿菌）中的应用，将提纯的病毒或细菌接种蛋鸡，收获抗体后免疫水产动物螯虾、大菱鲆和中华鳖等发现均具有有效的保护作用，免疫保护率达83.3%～100.0%。周永强等[19]用灭活的鳗利斯顿菌联合弗氏佐剂分3次免疫蛋鸡，收集卵黄并分离纯化，得到浓度8.93 mg/mL、效价1∶1 024的IgY；攻毒试验结果表明，混合注射鳗利斯顿菌和特异性IgY后，IgY的保护率为33.3%，说明抗鳗利斯顿菌IgY能一定程度延长鳗利斯顿菌感染后克氏原螯虾的存活时间，并降低克氏原螯虾的死亡率。

使用IgY替代哺乳动物血清、初乳的抗体及单克隆抗体可以降低治疗成本。从IgY的来源来看，由于鸡与哺乳动物有着明显的种属差异，禽类的病原体对哺乳动物通常无致病性，避免了使用哺乳动物血清抗体带来的交叉感染；对哺乳动物蛋白而言，在禽体内能更高效地刺激其产生免疫应答，产生大量IgY。此外，IgY不能与人的Fc受体或哺乳动物体内的补体结合，因此应用IgY可以避免这些因素在疾病诊断过程中造成的干扰。

2.6 在毛皮动物疾病防治中的应用

目前，毛皮动物（包括兔、狐狸、水貂、貉）易感的几种重大疾病尚无完全治疗的有效药物。兔瘟一般呈暴发性流行，是由兔瘟病毒引起的一种热性、急性、败血性和毁灭性的传染病，发病率和死亡率都很高，使得每年养兔业遭受巨大的经济损失。汤少伟[20]制备的兔瘟IgY显示出较好的预防和治疗效果，可以100%紧急预防兔瘟的发生，对兔瘟的早期治愈率可达80%。谭婷婷[21]采用分离株水貂细小病毒MEVZYL1免疫蛋鸡，并利用CHCl3和饱和（NH4）2SO4结合的方法提纯IgY，HI效价可维持在9log2以上，为水貂MEV的预防和治疗奠定了基础。庄金秋等[22]用水貂犬瘟热CDV分离毒作为抗原免疫蛋鸡制备IgY，结果表明IgY的最高抗体滴度与IgG接近，3免后3～5 d可开始持续收集卵黄制备IgY。应用IgY防治特种毛皮动物疾病，可以避免同源或近源材料带毒而导致本动物发病的潜在危险，对于有效降低毛皮动物疾病爆发和减少经济损失具有重要意义。

2.7 在被动免疫防治细菌性肠道感染中的应用

引起肠道感染的致病菌很多，且在临床上被不断发现。国内常见的引起肠道感染的致病菌包括沙门氏菌属、邻单胞菌属、致病性大肠杆菌（EPEC）和金黄色葡萄球菌等，而沙门氏菌引起的肠道感染在世界范围内是一个重大的公共卫生难题。

被动免疫是有活性的体液免疫以现成的抗体形式从一个个体转移到另一个个体。被动免疫可以自然发生，从母体转移到后代，也可以人工诱导，使得特定病原体或毒素的高水平抗体从免疫个体中获得或从感染的病人中获得。来自被动免疫的免疫力一般持续的时间较短，只要抗体还在有机体内，它会提供直接保护，在人类和其他动物中为了建立抵抗病毒和细菌性病原体的保护性免疫力，最好的方法就是预先形成特定的抗体，控制耐药生物数量的增加。此外，被动免疫也可以用来抵抗对抗生素治疗没有响应的有机体。IgY在被动免疫中的使用已经被广泛研究。KovacsNolan J等[23]利用从免疫母鸡卵黄中制备的免疫球蛋白，预防和治疗感染弯曲杆菌空肠的鸡，结果表明口服抗弯曲杆菌空肠IgY可能是工业或农业上消除这种感染的主要预防和治疗方法。Si W等[24]研究了口服抗肠炎卵黄抗体对沙门氏菌污染的蛋鸡的影响，结果表明口服包含肠炎沙门氏菌特异性抗体的全蛋粉会减少肠炎沙门氏菌污染蛋鸡的概率，并且为控制沙门氏菌肠炎感染提供一个潜在工具。Cook M E等[25]研究了肠炎沙门氏菌特异性IgY的接种对细菌排泄物脱落的影响，结果表明肠炎沙门氏菌特异性IgY在减少沙门氏菌对市场上老龄化肉鸡的侵入具有良好效果。尽管IgY用于禽类被动免疫的实例很多，但是因为标准化IgY的生产成本较高，因此用最有效的方式生产高度特异性的IgY是证明其规模化应用的关键，如通过提高免疫刺激性效果和佐剂的选择来实现。这可能需要开发IgY对家禽常见病原体的混合性微生物。随着对微生物抗生素研究阻力的增大，加强特异性IgY抵抗病原微生物方面的研究已经成为最亟待解决的问题。

3 存在问题及展望

IgY作为一种新型抗体，已用于各种病原的检测、疾病的预防及治疗中。然而，对IgY的临床推广应用还存在一系列问题。

研究表明，IgY对革兰氏阴性菌有抑制作用，然而对革兰氏阳性菌的研究却鲜少报道，其作用效果还需要深入研究。半衰期短是IgY临床应用所面临的另一个瓶颈，IgY在新生仔猪血清中的半衰期只有1.85 d，远远小于哺乳动物IgG的半衰期（12～14 d），仔猪对IgY的吸收量会随着日龄的增加而逐渐减少。此外，IgY含有大量的脂类和杂蛋白，无法直接注射进仔猪体内并使之吸收，还会引起过敏反应等问题，IgY的分离需要除去脂蛋白并恢复水溶性部分（WSF），然后从其他卵黄球蛋白中纯化出IgY，提取质量（抗体活性的保存、抗体的纯度和恢复）、提取规模（实验室或工业）、成本效益和提取技术等都会影响IgY的纯度。大规模的生产工艺及产品质量标准的制订，因为IgY具有较短的半衰期，需要将其制成缓释制剂才能获得预期效果。随着对 IgY 研究的不断深入，如何将其成本最小化等问题将会逐渐得到解决，IgY在水产动物疾病防治中的应用前景也将越来越广阔。因此，研究一种经济、简单且有效的提取方法是将卵黄抗体在疾病治疗方面得到应用推广的关键问题之一。

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