干扰素在兽医临床上的科学应用
2020-12-16万遂如
万遂如
(中国畜牧兽医学会动物传染病学分会,吉林 长春 130122)
干扰素(IFN)是干扰素诱生剂作用于有关生物细胞所产生的一类具有高度生物学活性、多功能的小分子糖蛋白,由于它们能干扰病毒RNA和DNA的合成而抑制病毒的复制,故称之为干扰素(抗病毒蛋白)。干扰素是细胞因子中的一个家族,目前已发现有20多种干扰素家族的细胞因子。干扰素无抗原性,不被免疫血清中和,也不被核酸酶灭活,具有抗病毒、抗细胞增殖与分化、抗肿瘤和免疫调节等作用。本文就当前畜牧业生产中禁止滥用抗生素,保障动物性食品安全、公共卫生安全和生态环境安全,促进健康养殖的持续发展,替代抗生素,在兽医临床上如何科学应用干扰素问题,谈点个人意见,仅供参考。
1 干扰素的分类
1980年国际干扰素命名委员会建议将各种干扰素先根据动物的来源确定分类系统,再按干扰素的抗原特异性和分子结构分成不同的型别。哺乳动物的干扰素分为两类:Ⅰ型干扰素和Ⅱ型干扰素。Ⅰ型干扰素(耐酸型)主要包括IFN-α、IFN-β、IFN-ω、IFN-К、IFN-ξ、IFN-δ等类型。主要是由单核-巨噬细胞、B细胞和成纤维细胞产生的,在耐酸环境中稳定。IFN-α和IFN-β二者结合相同的受体,分布较为广泛,包括单核-巨噬细胞、多形核白细胞、B细胞、T细胞、血小板、上皮细胞、内皮细胞和肿瘤细胞等。Ⅱ型干扰素即IFN-γ(酸敏感型),主要是由T淋巴细胞受到有丝分裂原或特异抗原刺激所产生,自然杀伤细胞(NK细胞)也可产生,对酸不稳定,结合的受体与Ⅰ型干扰素不同,但IFN-γ的免疫刺激活性在两类干扰素中最强。
干扰素也可通过大肠埃希菌属及酵母菌基因工程重组(recombinant)而得到基因工程干扰素。目前兽医临床上使用的干扰素就有家禽基因干扰素、猪基因工程干扰素、牛基因工程干扰素、犬基因工程干扰素等。
2 干扰素的理化性质
干扰素为糖蛋白,除有蛋白质外,还含有1.6%碳水化合物和2.4%己糖胺。其蛋白质是由数个不同基因编码的不同多肽组成的,分子量为15 000~22 000道尔顿,基因结构大约为1 000个核苷酸,结构基因编码146~166个氨基酸序列,含有17种以上的氨基酸,其中的天冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸含量较高,不含核酸,所以不会被DNA酶与RNA酶破坏,但对蛋白酶较敏感。其余的序列为非编码序列。干扰素对热稳定,4 ℃可保存很长时间,-20 ℃可长期保存其活性,56 ℃下30分钟可被灭活。pH 2~10范围内干扰素不被破坏,α及β干扰素在pH为2稳定,γ干扰素在pH为2不稳定。
3 干扰素的作用
干扰素是一种广谱抗病毒剂,并不直接杀伤或抑制病毒,而主要是通过细胞表面受体作用,使细胞产生抗病毒蛋白(AVP),抑制病毒的复制。正常细胞表面有干扰素的特异性受体系统,IFN-α及IFN-β的结合在同一受体可以相互竞争,IFN-γ有单独的受体。干扰素对细胞表面的干扰素受体有高度亲和力,它与受体相互作用可激发细胞合成新的mRNA,产生多种效应蛋白,同时又可增强NK细胞、巨噬细胞和T细胞的活力,从而发挥抑制病毒繁殖与复制、抗肿瘤及免疫调节等作用。干扰素不具有特异性,即由一种病毒所诱发产生的干扰素具有抵御多种病毒甚至其他细胞内寄生的病原微生物的能力。干扰素的作用表现在以下几个方面。
3.1 抗病毒作用
干扰素具有广谱抗病毒活性,对多种DNA病毒和RNA病毒均有抑制作用。表现在:一是干扰素受体内的“抗病毒蛋白”基因受到干扰素作用后被活化,产生抗病毒蛋白可阻止病毒mRNA翻译并促进病毒mRNA降解;二是Ⅰ型干扰素作用于病毒感染的细胞膜上的受体,促进细胞表面MHC-Ⅰ类(主要组织相容性抗原复合物Ⅰ)分子的表达水平,有助于受病毒感染的细胞向Tc淋巴细胞亚群呈递抗原,引起靶细胞的溶解;三是Ⅱ型干扰素可活化NK细胞,增强其对病毒感染细胞的杀伤能力。
3.2 抗肿瘤作用
Ⅰ型干扰素能抑制细胞的DNA合成、减慢细胞的有丝分裂速度。这种抑制作用有明显的选择性,对肿瘤细胞的抑制作用比对正常细胞的抑制作用要强500~1 000倍。干扰素主要是影响细胞分裂的G1至G2期的DNA复制并改变肿瘤细胞的表面结构和肿瘤原性,从而对肿瘤细胞有去恶化作用。Ⅱ型干扰素的免疫调节作用,可增强NK细胞对病毒感染的杀伤能力和对肿瘤细胞的免疫监视功能。
3.3 免疫调节作用
Ⅱ型干扰素可使巨噬细胞表面MHC-Ⅱ类分子的表达增加,提高其抗原呈递能力,同时还可增强巨噬细胞表面Fc受体表达,促进巨噬细胞免疫复合物对抗体包被的病原体和肿瘤细胞的杀伤能力;还可通过诱导NK前体细胞分化为效应型NK细胞及活化NK细胞两个途径,增强NK细胞对病毒感染细胞与肿瘤细胞的细胞毒作用。干扰素对淋巴细胞的作用较为复杂。用低剂量干扰素或在抗原致敏之后(免疫反应后期)加入干扰素,可促进B细胞产生抗体,增强T细胞的功能,增强细胞免疫与体液免疫的作用。若干扰素浓度过高或在抗原致敏之前(免疫反应早期)使用干扰素,则会表现出对细胞免疫和体液免疫的抑制作用。其原因可能为高浓度的干扰素在免疫应答反应的早期抑制淋巴细胞的分化发育之故。
3.4 干扰素的毒副作用
长期大剂量使用干扰素,可出现疲乏、无力、胃肠道不适、中等程度发热及肝功能异常等。偶尔出现白细胞与血小板减少,可能与干扰素抑制造血细胞的分裂有关。
4 干扰素在兽医临床上的科学应用
崔尚金研究员(2011)报道,用重组猪干扰素防治温和型猪瘟、蓝耳病、猪伪狂犬病、圆环病毒2型感染、猪流感、水疱病、流行性腹泻、传染性胃肠炎、轮状病毒病、口蹄疫及病毒与细菌共感染或继发感染,早期应用防治效果良好。郭定宗、祝海宝(2006)应用大连三仪集团研发的重组猪干扰素治疗猪瘟的治愈率达65.3%、猪流感治愈率达98.9%、猪病毒性腹泻治愈率达100%、羔羊腹泻治愈率达95.3%、小鹅瘟治愈率达75.4%。用三仪集团研发的重组家禽干扰素用于防治鸡传染性支气管炎、鸡传染性喉气管炎、传染性法氏囊病、马立克氏病、传染性贫血、鸡白血病、新城疫、呼肠孤病毒病及鸡球虫病等已取得良好的临床效果,受到广大养鸡场的一致好评。同时,用干扰素防治奶牛病毒性腹泻与乳房炎、犬细小病毒病、伪狂犬病、弓形虫病、血吸虫病、疟疾原虫病及利什曼原虫病、鸡球虫病等也取得了良好的临床效果。汪恭富等(2006)应用重组干扰素对犬冠状病毒病、犬细小病毒病、犬瘟热及犬传染性肝炎等疫病进行治疗,通过跟踪调查,证实了干扰素治疗犬的病毒性疾病具有良好的临床效果。目前兽医临床上常用具有代表性的预防与治疗方案简介如下,供参考选用。
4.1 保健预防方案
方案1:银翘散(金银花、连翘、甘草、荆芥、桔梗、淡竹叶等)1 000克、干扰素800克、转移因子400克、溶菌酶400克,拌料1吨,连续饲喂7~12天。
方案2:小柴胡散(柴胡、黄芩、党参、半夏、甘草等)600克、干扰素800克、免疫核糖核酸600克、细菌素400克,拌料1吨,连续饲喂7~12天。
方案3:仙方活命三连散(板兰根、大青叶、白芷、紫花地丁、蒲公英等)1 000克、干扰素800克、免疫球蛋白600克、细菌素400克,拌料1吨,连续饲喂7~12天。
方案4:香菇多糖粉1 200克、干扰素800克、白细胞介素-4(400克)、抗菌肽400克,拌料1吨,连续饲喂7~12天。
方案5:荆防败毒散(荆芥、防风、羌活、独活、柴胡、前胡、枳壳、茯苓、桔梗、川芎、薄荷、甘草等)300克、干扰素600克、白细胞介素-2(400克)、抗菌肽400克,对水1吨,连续饮用7~12天。
根据当地动物疫病流行规律、场内动物的健康状况与不同的生产阶段,结合实际选用上述相应功能的方案实施保健预防,可有效预防病毒性、细菌性、寄生虫及多种病原体共感染或继发感染的疫病,一年四季均可使用,预防效果尚佳。
4.2 治疗方案
方案1:清开灵注射液(金银花、板兰根、牛黄、水牛角、黄芪、珍珠母、栀子等),小动物每次每头10毫升、中等动物15毫升、大动物20毫升,干扰素(每40千克体重1毫升,重症可加量),白细胞介素-4(每千克体重0.2毫升),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注抗菌肽(每60千克体重1毫升,重症可加量),每日1次,连用4次。
方案2:大败毒注射液(连翘、紫花地丁、板兰根、白芷、蒲公英等)每千克体重0.1毫升,干扰素(每40千克体重1毫升,重症可加量),转移因子(每40千克体重1毫升,重症可加量),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注长效多西环素注射液,每千克体重0.2毫升,每2日1次,连用2次。
方案3:双黄连注射液(每千克体重0.2毫升)、干扰素(每40千克体重1毫升,重症可加量)、白细胞介素-2(每千克体重0.2毫升),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注30%氟苯尼考注射液,每千克体重0.1毫升,每日1次,连用4次。
方案4:复方板兰根注射液(每千克体重1毫升)或者复方柴胡注射液(每千克体重0.2毫升)、干扰素(每40千克体重1毫升,重症可加量),高免球蛋白(每50千克体重1毫升,重症可加量),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注头孢噻呋钠(每千克体重5毫克),每日1次,连用4次。
方案5:穿心莲注射液(每千克体重0.2毫升)或者大青叶注射液(每千克体重0.2毫升),干扰素(每40千克体重1毫升,重症可加量),免疫核糖核酸(每70千克体重1毫升,重症可加量),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注头孢拉定(每千克体重5毫克),每日1次,连用4次。
方案6:黄芪多糖注射液(每千克体重0.2毫升)或者灵芝多糖注射液(每千克体重0.1毫升),干扰素(每40千克体重1毫升,重症可加量),转移因子(每40千克体重1毫升,重症可加量),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注泰拉菌素(瑞可欣)每40千克体重1毫升,每2日1次,连用2次。
方案7:复方鱼腥草注射液(每次5~20毫升)或者银黄注射液(金银花、黄芩等),每千克体重0.1毫升,干扰素(每40千克体重1毫升),免疫核糖核酸(每70千克体重1毫升,重症可加量),混合肌注,每日1次,连用3~4次;同时肌注抗菌肽(每60千克体重1毫升,重症可加量),每日1次,连用4次。
方案8:支持疗法。10%葡萄糖盐水300~500毫升,10%樟脑磺酸钠10毫升,25%维生素C 5~8毫升,混合静脉注射,每日1次,连用2~3次。同时饮用电解质多维800克、黄芪多糖粉800克、溶菌酶400克,对水1吨,连续饮用7天。
以上治疗方案可用于动物急性呼吸道疾病、消化系统疾病、免疫抑制性疾病、繁殖障碍性疾病以及常见多发的急性传染性疾病的治疗。要结合养殖场动物发病状况与临床特征、流行特点综合诊断,选用适宜功能的方案实施对症治疗,均可取得良好的临床治疗效果。
5 使用干扰素制剂的注意事项
5.1 稀释干扰素制剂要用灭菌注射用水或生理盐水,不要使用酸碱性溶液或葡萄糖盐水作稀释剂,否则影响其生物活性而失效。
5.2 制剂启用后按规定的时间内一次用完,以免失效。融化后不要再进行冰冻,可放于4 ℃冰箱中保存,3天之内用完。
5.3 干扰素制剂一般肌肉注射;饮水口服给药,水温不要超过30 ℃。
5.4 干扰素制剂在临床上可与转移因子、白细胞介素、免疫核糖核酸、高免球蛋白等细胞因子制剂与抗菌肽、溶菌酶、细菌素等生物兽药以及中兽药制剂,比如清开灵、黄芪多糖、大青叶、板兰根、柴胡、鱼腥草、连翘、金银花、穿心莲、双黄连等制剂联合使用,混合注射或饮水,不影响防治效果,而且具有协同作用与促进作用,增强其药效,可提高防治效果。也可配合某些抗生素使用,但不能混合注射,要分别肌注。
5.5 由于干扰素能抑制病毒复制与繁殖,因此动物使用干扰素制剂后,96小时内不要给动物接种弱毒活疫苗,以免影响疫苗的免疫效果。灭活疫苗(死疫苗)可与干扰素制剂同时使用,但不要混合注射,分别肌注不会影响疫苗的免疫效果。
5.6 干扰素虽然具有广谱的抗病毒作用,但又具有相对的种属特异性,一般在同种细胞中生物活性最高;同时不同的病毒、同一种病毒的不同血清型对干扰素的敏感性也不尽相同。因此,临床上要根据引发的动物疾病病原体的生物学特性及发病的临床特征和疾病流行特点,有针对性地选择使用干扰素制剂,配合优质的中兽药制剂、生物兽药及高效安全的抗生素联合使用,防治效果会更好。
5.7 病原感染动物的早期与潜伏期使用干扰素制剂,防治效果更佳。