植物多糖對奶牛病毒病的免疫調理作用

王 歡 朱瑞良* 魏 凱 閆振貴 胡莉萍 閆 川 朱書峰 司 波 蘇 坡

（①山東農業(yè)大學動物科技學院 山東 泰安 271018 ②山東省動物疫病預防與控制中心 山東 濟南③山東祥和乳業(yè)有限責任公司 山東 棗莊）

由于現(xiàn)階段應用于各種奶牛病毒病的化學免疫調節(jié)劑毒副作用大、應用效果也不佳，不少學者將其研究重心轉移到天然植物多糖上來。研究表明，植物多糖作為飼料添加劑可顯著提高奶牛的生長速度，提高奶品質及產量，促進機體特異性免疫和非特異性免疫，提高機體的抗病能力和抵抗力，還可以作為免疫増強劑與疫苗配合使用，能顯著的提高疫苗的保護力和機體的抗病能力。同時還能誘導干擾素的生成，產生抗病毒、抗腫瘤的作用。本文闡釋了植物多糖對奶牛病毒病疫苗和機體本身的免疫調節(jié)作用。

隨著我國奶牛業(yè)的快速發(fā)展，奶牛存欄量和牛奶產量均已躍居世界第三位，但與奶業(yè)發(fā)達國家相比仍然存在差距。我國奶業(yè)發(fā)展基礎仍十分薄弱，各種奶牛病毒病的暴發(fā)更是不斷的威脅著我國奶牛業(yè)的持續(xù)健康的發(fā)展。植物多糖具有免疫増強、抗氧化作用，提高奶牛傳染病的防治效果，提高奶牛健康狀況，保障畜牧業(yè)的健康發(fā)展的作用。同時也提高天然藥物在奶牛養(yǎng)殖中的應用，減少了化學藥物的使用，降低了化藥殘留。在提高奶牛產品的品質，保障食品安全和人類健康方面具有重要意義。利用植物多糖開發(fā)研制“綠色疫苗”，對人類、對環(huán)境、對社會都具有現(xiàn)實意義的。

1 植物多糖的主要作用

植物多糖是廣泛存在于植物體內，經過提取分離得到的一類天然大分子活性物質。它是由單糖之間脫水形成糖苷鍵，并以糖苷鍵線性或分枝連接而成的多于20個糖基的鏈狀聚合物[1]。而本文主要探討植物多糖的一些抗病毒和免疫調節(jié)作用。近年來，隨著對植物多糖研究的不斷深入，植物多糖所具有的抗腫瘤、抗氧化、免疫調節(jié)、抗菌和抗病毒等生物活性不斷被發(fā)掘出來。目前，已有近百種植物多糖被研究人員成功提取，并對其特殊生物活性進行了驗證[2]。

1.1 植物多糖的抗病毒作用 大量研究結果表明植物多糖具有的抗病毒活性十分出色[3]。袁艷梅等人的研究表明泰山松花粉多糖能顯著提高重組PRRSV GP5蛋白的免疫效果，且60mg/ml泰山松花粉多糖的免疫增強效果最佳[4]。麒麟菜多糖在很低的濃度(1.95ug/ml)下就可以對 HSV-2病毒的抑制率可達到 80%，并發(fā)現(xiàn)該多糖主要通過阻止病毒侵入并干擾病毒對細胞的粘附而發(fā)揮其抗病毒作用[5]。Takayuki等人發(fā)現(xiàn)從綠色海藻中提取出的酸性多糖能有效抑制甲型流感病毒株H1N1、H2N2和H3N2，其中對H1N1A/USSR90/77毒株的抑制作用最強，其機制可能是酸性多糖抑制了甲型流感病毒誘導紅細胞產生凝集及溶血的作用，并且阻斷流感病毒與宿主細胞的聯(lián)系，進而起到抗病毒的功效[6]。李佩佩等通過薄荷多糖的體外試驗后發(fā)現(xiàn)，薄荷多糖對呼吸道合胞病毒具有較強的抑制作用[7]。周孟清等采用雞胚法和雞群攻毒保護法測定板藍根多糖和黃芪多糖對新城疫病毒的抑制效果，發(fā)現(xiàn)上述兩種多糖均有顯著的抑制病毒增殖的作用[8]。

1.2 植物多糖的免疫調節(jié)作用 （1）通過對大量研究結果的分析發(fā)現(xiàn)，植物多糖也具有廣譜的免疫調節(jié)活性，它能夠有效調節(jié)免疫釋放因子和免疫細胞，從而增強機體免疫功能。植物多糖對免疫細胞的調節(jié)主要有三種方式：其一，激活巨噬細胞，增強巨噬細胞的吞噬活性、內酶活性及細胞因子分泌活性；其二，促進淋巴細胞的增殖，增強免疫球蛋白和細胞因子分泌，能夠改善淋巴細胞亞群結構；其三，激活補體系統(tǒng)并增強自然殺傷細胞的殺傷活性，補體可以協(xié)同抗體或協(xié)助吞噬細胞來殺滅病原微生物[9]。與此同時，植物多糖的免疫活性還體現(xiàn)在對動物免疫器官發(fā)育有促進作用。大量藥理及臨床研究表明，多糖類化合物是良好的免疫調節(jié)劑，尤其是植物(板藍根、玉米花粉、黃巧、香茹、海藻等)多糖具有治療的廣譜性及相對低毒性，它能激活免疫細胞，提高機體免疫功能，適合作為免疫增強劑[10]。（2）本實驗室從2007年開始針對幾種有免疫增強作用的植物來源的多糖進行深入研究和開發(fā)。孫振紅等人研究發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖能夠促進雞淋巴細胞的增殖，提高雛雞體液和細胞免疫反應；魏凱等人研究發(fā)現(xiàn)松花粉多糖能夠提高小鼠的免疫功能，提高獺兔的生產性能；趙慶友等人研究發(fā)現(xiàn)槐花多糖能夠提高雛雞和兔的體液和細胞免疫功能；高秀妹等人將幾種多糖包括槐花多糖、松花粉多糖、梧桐花多糖和蘆薈多糖進行了免疫增強效果的對比，發(fā)現(xiàn)松花粉多糖的免疫增強效果最佳。（3）以上幾種植物來源的多糖均具有免疫增強和佐劑活性，且最重要的是，植物來源的多糖不僅具有高效性，還具有安全性。在動物實驗的過程中，植物多糖作為佐劑與抗原混合后放置一周未呈現(xiàn)分層現(xiàn)象，且雖然多糖本身有粘稠性，但是注射動物時不會出現(xiàn)與油佐劑一樣的皮下硬包塊。多糖作為佐劑不僅能夠促進特異性免疫反應，且能夠幫助提高機體本身健康程度，提高非特異性免疫力。

2 奶牛常見的病毒病

隨著我國奶牛業(yè)的迅猛發(fā)展，目前奶牛疫病防控等方面仍面臨許多亟待解決的問題和嚴峻挑戰(zhàn)。我國牛傳染病種類多、病原復雜、流行范圍廣，其中口蹄疫(FMD)是奶牛養(yǎng)殖業(yè)的頭號殺手；牛輪狀病毒(BRV)腹瀉可導致治療成本增加和生長率降低，進而產生巨大的經濟損失；牛病毒性腹瀉-黏膜病(BVD-MD)和傳染性鼻氣管炎(IBR)均可引起多種臨床疾病并產生免疫抑制，致使口蹄疫等疫苗免疫失敗，加劇主要傳染病的危害，嚴重制約我國奶牛業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展[11]。

2.1 口蹄疫病毒(FMD) （1）建國以來我國曾多次發(fā)生口蹄疫，造成巨大的經濟損失。FMD是由口蹄疫病毒(FMDV)引起的一種急性、熱性、高度接觸性傳染病，是嚴重危害奶牛業(yè)健康發(fā)展的重大傳染病。根據OIE規(guī)定，一旦暴發(fā)口蹄疫，所有感染和接觸的動物都必須宰殺并銷毀尸體。（2）FMD的實驗室診斷方法主要包括：生物學方法、免疫學方法和分子生物學方法，由于前2種方法對樣品具有一定的依賴性、靈敏度不高，尤其是難以區(qū)分無癥狀的感染動物，而分子生物學方法可從根本上解決這一難題。分子生物學檢測方法主要有RT-PCR法、環(huán)介導等溫擴增法(LAMP)、核酸序列依賴擴增技術，還有處于發(fā)展階段的基因芯片技術。而王洪梅等人設計的FMDV的通用引物及O型、A型、Asia1的分型引物，建立FMDV及其分型檢測的熒光定量PCR方法，可用于規(guī)?；龅哪虡雍铜h(huán)境監(jiān)測，為FMDV的預報預警提供有力的技術支撐[12]。

2.2 病毒性腹瀉病毒(BVDV) （1）病毒性腹瀉是由病毒性腹瀉病毒(BVDV)感染引起的一種極為復雜、呈多臨床類型表現(xiàn)的疾病，以發(fā)熱、腹瀉、持續(xù)性感染、免疫抑制、懷孕牛流產、死胎及致死性粘膜病為主要特征，每年約有0.5%～1.0%牛死于BVDV感染。（2）BVDV能引起不孕、胚胎死亡、木乃伊胎等繁殖障礙，產生持續(xù)性感染。持續(xù)性感染牛終身攜帶和傳播病毒，沒有任何飼養(yǎng)價值，是牛場效益的隱形殺手。BVDV可引起感染牛的免疫抑制，嚴重損害免疫機能，易繼發(fā)其他病原體的感染，導致生產力下降。同時，BVDV感染可引起粘膜病，死亡率可高達100%。BVDV診斷方法主要有病原學、血清學、分子生物學方法。（3）國外商品化的BVDV滅活苗和弱毒苗已廣泛應用30余年，滅活苗的安全性好，但免疫原性較差，對抗原性不同的BVDV交叉反應性較弱，與滅活苗相比，BVDV弱毒疫苗免疫保護作用較好，但易出現(xiàn)散毒和毒力返強現(xiàn)象。鑒于傳統(tǒng)疫苗存在諸多不足，國外學者已開展BVDV新型疫苗和多聯(lián)疫苗的研制，我國BVDV疫苗的研制工作尚處于起步階段，目前尚未有商品化苗上市。因此，加大疫苗的研發(fā)力度，尤其是植物多糖對相關疫苗的佐劑作用，研制出新型的BVDV疫苗，是防疫病毒性腹瀉病毒的關鍵[13]。

2.3 牛傳染性鼻氣管炎病毒(IBRV) IBR是由牛傳染性鼻氣管炎病毒(IBRV)引起的一種高度接觸性傳染病。IBRV是牛呼吸疾綜合癥的重要病原之一，除直接致病外，還可引起機體的免疫抑制，進而繼發(fā)細菌感染，降低牛群生產性能，嚴重的引起死亡。此外，公牛的精液可攜帶IBRV，導致病毒的廣泛傳播。OIE將IBRV列為法定報告性動物疫病，我國也將其列為進出口牛的必檢疾病。常用的實驗室診斷方法主要有病原學、免疫學、分子生物學檢測方法。針對IBR的疫苗有常規(guī)疫苗和新型疫苗。數十年來更多的研究側重于基因缺失疫苗、亞單位疫苗、活載體疫苗等基因工程疫苗的研制。美國農業(yè)部就已經批準了十余種IBR疫苗，已投入臨床使用。我國IBRV研究起步較晚，對IBRV的危害重視程度不夠，沒有商品化疫苗和檢測試劑盒可以應用，防控形勢極為嚴峻[14]。

2.4 輪狀病毒(BRV) （1）BRV是引起犢牛急性腹瀉的主要病原之一，主要感染1～7日齡的犢牛，具有流行廣、發(fā)病率高、危害大等特點。牛BRV感染后極易繼發(fā)細菌感染，造成犢牛死亡率升高和生產性能下降，經濟損失巨大。（2）BRV的檢測方法主要包括病原學檢測、免疫學檢測和基因檢測。由于BRV的分離培養(yǎng)困難，分離成功率較低，而電鏡法需專門設備和人才。因此，病原學方法難以適用于廣泛的臨床檢測。我國尚無自主研發(fā)的商品化BRV疫苗，主要研究集中于BRV弱毒活疫苗和滅活疫苗[15]。

3 植物多糖對奶牛病毒病的免疫調理作用

3.1 枸杞多糖、牛膝多糖以及多糖混合物 王曉峰通過做枸杞多糖、牛膝多糖以及多糖混合物對奶牛淋巴細胞的增殖試驗，闡明了藥用植物多糖在促進奶牛免疫方面的作用[16]。通過實驗比較證明，單組分多糖、多糖混合物能顯著提高奶牛外周血淋巴細胞增殖，具有免疫增強作用，而多糖混合物是枸杞多糖、牛膝多糖、蜂膠提取物的混合物，該混合物中的三種物質可以起到協(xié)同增強免疫的作用，而多糖混合物的作用明顯優(yōu)于單組分多糖。多環(huán)磷酰+胺糖混合物組的淋巴細胞增殖數值明顯高于環(huán)磷酰胺組，說明多糖能對抗環(huán)磷酰胺所致的免疫活性的降低。而淋巴細胞是參與免疫應答反應的核心細胞，淋巴細胞數量增加，反應出奶牛機體的細胞免疫增強。結果表明，枸杞多糖、牛膝多糖、多糖混合物對奶牛都具有免疫增強作用。它能使環(huán)磷酰胺造成的免疫抑制恢復到正常水平，環(huán)磷酰胺不僅能造成細胞免疫抑制，還可造成體液免疫抑制，因此植物多糖對奶牛而言具有增強免疫力的作用，這也為以后的臨床推廣應用提供了重要的理論依據[17]。

3.2 黃芪多糖 （1）黃芪味甘，性溫，歸肺贓經，具有益氣升陽固表，止汗利水消腫和托毒生肌么功效，是我國歷史上常用的補中益氣之良藥[18]。黃芪多糖是黃芪中含量最多的一種水溶性復合植物多糖，是黃芪的主要活性成分之一。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖是一種理想的天然抗氧化劑和免疫增強劑，具有明顯的增強疫苗的免疫效果和提高機體的免疫水平的作用，對機體也有重要的保護作用[19]。（2）通過對奶牛日糧中添加黃芪多糖探討黃芪多糖對奶牛口蹄疫疫苗免疫抗體水平的影響。在試驗初期各喂藥組與對照組亞洲I型口蹄疫抗體水平差異并不顯著；接種疫苗后各組奶?？谔阋叩目贵w水平均有增高。試驗第25天時各喂藥組亞洲I型抗體水平已高于對照組。試驗第32～104天各喂藥組亞洲I型口蹄疫抗體效價顯著的高于對照組，其中低劑量組高于對照組1個滴度左右，中劑量組和高劑量組高于對照組1個滴度以上；而在46d時對照組保護率已降低到80%。黃芪多糖能延長亞洲I型口蹄疫的抗體效價的平臺期，而在衰退期使亞洲I型口騎疫的抗體保持在高位水平，從而增強口蹄疫疫苗的保護力度。同樣在試驗初期各喂藥組與對照組O型口蹄疫抗體水平差異也不顯著；試驗第32～104d時，黃芪多糖中、高劑量組的O型口蹄疫的抗體效價顯著高于空白對照組，且在此時間段內黃芪多糖中、高劑量組O型抗體水平高于對照組一個滴度以上，其中在第46天時黃芪多糖低劑量組O型口蹄疫抗體水平也高于對照組一個滴度以上。（3）從試驗結果中可以看出黃芪多糖可以減緩抗體水平增高的速度，延長増高的時間、提高增幅、延緩抗體下降，延長口蹄疫抗體的平臺期，在衰退期使口蹄疫的抗體保持在較高滴度水平，喂藥組口蹄疫抗體滴度比對照組高一個滴度以上，且與用藥的劑量之間存在量效關系。此外黃芪多糖除具有免疫增強作用外，在試驗前4d就開始對奶牛飼用黃芪多糖，可以提高奶牛的非特異性免疫，降低了接種時的應激反應，達到增強疫苗免疫的效果[20]。

4 分析與展望

（1）植物多糖對奶牛病毒病具有免疫調節(jié)的功效，植物多糖可以提高機體免疫力，提高奶牛的非特異性免疫，降低接種時的應激反應。隨著人們對奶牛產品的品質，食品安全的重視，利用植物多糖開發(fā)研制“綠色疫苗”顯然具有重要意義和廣闊的發(fā)展前景。（2）目前關于植物多糖免疫調節(jié)活性的相關基礎研究仍停留在初級階段，雖然研究表明植物多糖能夠增強奶牛免疫作用，但是免疫調節(jié)作用機制仍不明確，有待進一步深入研究。植物多糖研究目前主要停留在理論和實驗室階段，隨著研究的不斷深入，植物多糖無論在奶牛及其他動物疫病控制中，還是在人類癌癥及人類自身免疫缺陷等疾病的預防和治療方面都會開辟出一條新的途徑。