黄芪多糖粉对绵羊口蹄疫疫苗免疫效果的影响

2022-02-28王进挺

今日畜牧兽医 2022年11期

王进挺

（宁夏大学 750000）

FMD是由口蹄疫病毒（FMDV）引起的偶蹄动物共患的一种急性、热性、高度传染性疫病，FMD传播速度快，传染范围较广，会给养殖场带来严重的经济负担。目前主要通过接种疫苗提高免疫水平以防控FMD。有时接种疫苗后，不能达到有效的免疫效果。植物多糖可调节免疫功能，且资源丰富，是免疫药理学研究热点。植物多糖包含当归多糖、牛膝多糖、黄芪多糖等百余种。本研究主要分析黄芪多糖对绵羊口蹄疫疫苗免疫效果。

1 黄芪多糖的理化性质

黄芪是豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根，其富含多种治病成分，含量最高的是黄芪多糖（APS），具有非常强大的免疫活性[1]。APS通常为棕黄色精细粉末，由葡聚糖、杂多糖、中性多糖和酸性多糖组成，属于水溶性的中性多糖。黄芪不同部位的多糖含量不同，茎和叶的多糖含量远低于根中的；黄芪在不同生长地区（黑龙江、内蒙古、山西、甘肃）APS的含量也不同，其中甘肃地区的APS含量最高。在不同生长环境下黄芪中APS不同（人工栽培>野生>半野生）。Zhang文献指出[2]，1～3年生的黄芪中APS含量，1年生的APS含量最高，且多糖会随生长时间逐渐降低。

2 APS的提取方法

因制备方法不同，相同剂量的黄芪提取出的APS纯度也不同。APS提取方法包含黄芪粗多糖提取和APS提纯两个部分。黄芪粗多糖提取方法主要有水提醇沉法、碱提醇沉法和微波提取法等。水提醇沉法提取APS的最佳方式是在提取温度为60℃，将料水的比例设置为1∶20（g/mL），提取4h，共提取两次。用水提取过程中，会提取到其他物质，如皂苷和类黄酮等物质，这些物质后期较难分离，致使APS纯度较低。此方法能耗较高，经济效益较低。碱提取法对APS的提取率较水提取法高，碱会破坏黄芪纤维，促进多糖流动，提高提取率，碱提醇沉法的APS提取率是水提醇沉法的3.53倍。微波提取减少萃取剂的用量，缩短萃取时间，提高APS的产量。微波提取可使细胞膜和细胞壁中的酶失活，有利于APS流动，提高多糖的产量。微波提取法可有效缩短时间，可广泛应用。

不同的提取方法影响APS的组成，而APS的不同结构也影响其功能。通过水煮和醇沉，分别用30%和70%乙醇分级沉淀得到APS的两组成分APS-Ⅰ（糖含量94.59%）和APS-Ⅱ（糖含量97.57%）。将APS-Ⅰ、APS-Ⅱ用于小鼠腹水肿瘤中，发现APS-Ⅰ（50mg/kg）对肿瘤的抑制率为55.47%，对肿瘤的抑制效果明显高于APS-Ⅱ（50mg/kg）对肿瘤的抑制率为47.72%。APS-Ⅰ对肿瘤的抑制效果明显高于APS-Ⅱ。还有使用超声辅助来提取APS，APS提取率可高达92.1%。当pH=9时，提取的APS的产率和纯度最高。此外，还有其他方法的提取方法，如加压液体萃取、超高压技术、高压脉冲电厂快速提取、微波辅助酸水解和综合色谱等。通过均质辅助负压空化提取APS可以将多糖的产率提高到15%。

3 黄芪多糖免疫调节机制

3.1 APS对免疫器官的影响

免疫器官包含中枢免疫器官（骨髓、胸腺和禽类法氏囊）和外周免疫器官（淋巴结和脾脏等），免疫器官的发育程度直接决定机体免疫力的强弱[3]。彭婷等[4]在肉鸡日粮中添加不同剂量的APS，分别在2周、4周、6周时分析APS对肉鸡生长及免疫的影响。结果显示，APS添加100mL/kg，持续2周，可有效提高肉鸡生长性能；APS添加50mL/kg，持续4～6周，可有效提高肉鸡的胸腺指数、脾脏指数和法氏囊指数。表明APS通过加速免疫器官的生长来提高免疫力。

3.2 APS对免疫细胞的影响

免疫细胞包括淋巴细胞、单核吞噬细胞和抗原呈递细胞等，其作用是进行特异性或非特异性免疫应答。APS可增加B淋巴细胞和T淋巴细胞的增殖和分化，调节T淋巴细胞亚群的平衡，调节自然杀伤细胞和巨噬细胞。树突状细胞（DC）是激活免疫应答的关键。APS促进DC的生长和成熟及其抗原呈递能力，降低DC的内吞作用活性。与此同时，APS还能诱导DC分化激活T细胞。宗庆华等[5]将200、100、50mg/kg的益生菌FGM发酵APS于1周前腹腔注射给脑损伤小鼠，结果显示，与脑损伤小鼠模型对比，高浓度APS组的脾脏及胸腺指数、脾淋巴细胞增殖能力均明显升高(P＜0.05)；TNF-α和IL-1β水平明显降低(P＜0.05)。说明益生菌FGM发酵APS可提高脑损伤小鼠免疫力，且具有免疫保护作用。

3.3 APS对免疫分子的影响

免疫分子是由T、B淋巴细胞和巨噬细胞等通过抗原刺激后产生，包含免疫球蛋白（Ig）、补体系统和细胞因子等。APS在不同条件下对细胞因子发挥不同作用。正常生理条件下，可促进细胞因子产生并增强免疫力；机体发生炎症反应时，APS可减少炎症因子并保护细胞。APS可促进脾细胞产生白细胞介素2（IL-2），诱导干扰素（IFN），并促进IL-3、IL-4、IL-6的分泌。APS还能改善磷酰胺肉鸡空肠中IL2、IL10的表达[6]。APS在Ig中是通过IgA、IgG、IgM介导免疫。APS增加IL2、IL3、IL4、IFN、IgM和IgG的表达，降低IgE的表达。Shu Y 等[7]指出，APS可提升小猎犬血清中IgA、IgG、IgM和IFN-γ水平，促进犬小肠IgAmRNA和SIgA蛋白表达，提高机体免疫力。

3.4 APS能提升动物抗病毒能力

应用APS可帮助家禽提高抵抗多种病毒的能力，如APS可通过减少氧化应激和激活NF-KB信号通路来抑制猪圆环病毒2型的复制，APS能减少H9N2禽流感病毒（AIV）的复制并促进动物早期体液免疫应答，从而增强细胞免疫力。针对动物常感染的病毒列出APS最佳使用量，以提高动物抗病毒能力：第一，在动物饮用水中添加 0.4g/L APS，调节血清中IL-1、IL-2、IL-4、IL-6和TNF-α水平保持动态平衡，维持机体细胞免疫和体液免疫平衡，进而抑制呼肠孤病毒（MDRV）感染。第二，APS>10mg/mL时，可有效抑制肠杆菌、沙门菌和绿脓杆菌，且APS的浓度越高抑制效果越强。30mg/mL APS可有效抑制绿脓杆菌，40mg/mL APS可有效抑制大肠杆菌和沙门菌。第三，APS可防治黄曲霉毒素B1（AFB1）感染引起的动物肝损伤，可通过在动物饮用水肿加入500或1000mg/mL APS，保持喂养7d，可有效降低肝脏指数，降低血清 ALT、AST 和ALP 水平。

4 黄芪多糖对绵羊口蹄疫疫苗免疫效果

绵阳口蹄疫病是全球主要防控的传染病之一，治疗效果不良，主要进行免疫预防。口蹄疫以O型和亚洲Ⅰ型为主，因此临床中常使用牛羊口蹄疫O型、亚洲Ⅰ型二价灭活疫苗，可以减少免疫次数，且能对两种主要流行的血清型起到免疫作用。目前针对羊口蹄疫需进行三次免疫，三免后间隔6个月还需进行加强免疫。注射疫苗后，动物体内抗体效价会随时间降低，而应用一定剂量的APS可延长高水平抗体效价的时间，增强口蹄疫免疫效果。Shan等[8]文献指出，口服APS可促进新城疫疫苗接种鸡免疫功能和IgA细胞的形成，并增加分泌型IgA的分泌，进而改善控场粘膜免疫。淋巴细胞的增殖能力反映机体的细胞免疫和体液免疫反应水平。肠道含有大量淋巴细胞，一类是肠道黏膜固有层分布着机体约80%IgA＋细胞。该类细胞转运到肠腔表面形成分泌型IgA（SIgA），保护肠黏膜完整，是评估黏膜免疫水平的一项指标。另一类是淋巴细胞是IELs，具有细胞毒活性，可对IL-2、IL-4、IL-7等因子进行表达，在黏膜免疫中发挥重要作用。李任军等[20]实验结果显示，口服APS组的IgA＋细胞和IELs的数量明显高于未口服APS组，说明口服黄芪多糖能增强肠道黏膜免疫。黄芪多糖口服后直接作用于胃肠道黏膜，增强消化道的黏膜免疫反应，促进淋巴细胞增殖。