人參莖葉皂苷和硒溶液(GSe)增強豬偽狂犬病疫苗免疫反應

王 勇,袁麗佳，胡松華

(浙江大學 動物科學學院，浙江 杭州 310058)

偽狂犬病(pseudorabies，PR)是由偽狂犬病病毒(PRV)所引起的動物傳染病，PRV屬于皰疹病毒科、α皰疹病毒亞科、豬皰疹病毒屬。PRV對養(yǎng)豬業(yè)危害極大，成年豬呈隱形感染，長期帶毒排毒，這是導致PR長期流行、難以根除的重要原因，嚴重影響豬場的產(chǎn)能和效益，是制約我國養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展的重要疾病之一。接種疫苗是防控該病的重要措施。我國將PR列入優(yōu)先防制的動物疫病之一[1-3]。然而，在生產(chǎn)中，有些PR疫苗的免疫效果差，不能誘導動物產(chǎn)生有效的免疫反應，導致PR在一些豬場得不到有效控制[4]。因此，尋求提高豬PR疫苗免疫效果的方法，對臨床上控制PR具有重要意義。

人參莖葉皂苷(GSLS)是一種從人參的莖和葉中獲得的提取物。研究表明，GSLS對多種動物疫苗如口蹄疫疫苗、雞新城疫疫苗、H5N1禽流感滅活疫苗和PR弱毒疫苗等具有免疫增強作用[5-7]。以GSLS為主要成分的人參莖葉總皂苷顆粒已由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準為新獸藥((2017)新獸藥字證20號)上市[8]。硒(Se)作為一種微量元素，具有增強機體免疫的作用，廣泛應用在畜牧業(yè)生產(chǎn)中[9-10]。BABAR等[11]研究發(fā)現(xiàn)，給小鼠口服GSLS后接種添加了Se的PR疫苗能顯著提高疫苗的免疫效果。為了進一步豐富和優(yōu)化GSLS和Se在臨床上的應用，本試驗以小鼠為模型，研究一種含GSLS和Se的GSe溶液對PR疫苗的免疫增強作用，并探討其作用機理，為臨床上提高動物的抗病力提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物ICR小鼠，雌性，6～8周齡，購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司。小鼠自由采食與飲水，飼養(yǎng)于IVC獨立送風飼養(yǎng)籠具，室內(nèi)條件為溫度(25±1)℃，濕度50%±10%。小鼠于試驗開始前適應性飼養(yǎng)1周。

1.2 細胞、病毒和疫苗小鼠巨噬細胞系RAW 264.7由浙江大學動物科學學院中獸醫(yī)研究室保存；偽狂犬病病毒野毒株(fPRV)，由浙江省農(nóng)業(yè)科學院惠贈；PR疫苗購自武漢科前生物股份有限公司。

1.3 主要試劑和藥品豬PRV gB抗體檢測試劑盒購自美國IDEXX公司；胎牛血清購自浙江天杭生物科技股份有限公司；人參莖葉皂苷(GSLS)購自吉林宏久生物科技股份有限公司；亞硒酸鈉(Na2SeO3，Se)購自上海今品化學技術(shù)有限公司；刀豆蛋白(ConA)、脂多糖(LPS)和MTT購自Sigma公司；DMEM培養(yǎng)基、1640培養(yǎng)基、Hank’s液、胰酶消化液(0.25% 胰酶 + 0.02% EDTA)購自杭州吉諾生物醫(yī)藥有限公司；HRP標記山羊抗小鼠IgG1、IgG2a抗體購自Santa Cruz公司；紅細胞裂解液購自北京索萊寶生物科技有限公司；FITC標記的CD40 (Clone:HM40-3)、CD80 (Clone:16-10A1) 和CD86 (Clone:GL1)流式抗體購自ebioscience公司；小鼠 IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α和IFN-γ ELISA檢測試劑盒購自杭州聯(lián)科生物科技有限公司。

1.4 GSe注射次數(shù)對PR疫苗誘導抗體水平的影響將小鼠隨機分為8組，每組6只，第1～3組小鼠免疫PR疫苗前，分別肌肉注射0.2 mL GSe溶液(6 μg GSLS + 2 μg Se)1，2，3次；第4～6組小鼠免疫PR疫苗前，分別肌肉注射等量的生理鹽水1，2，3次；第7，8組小鼠分別為PR疫苗對照組和空白對照組。每只小鼠每次免疫稀釋100倍的PR疫苗0.1 mL(下同)，免疫2次，間隔2周二免，于二免后2周對小鼠進行眼眶靜脈叢采血，分離血清，使用ELISA檢測試劑盒檢測血清中g(shù)B抗體水平。

1.5 GSe注射劑量對PR疫苗誘導抗體水平的影響將小鼠隨機分為5組，每組6只，第1～3組小鼠免疫PR疫苗前，分別肌肉注射質(zhì)量濃度為(30 mg/L GSLS + 10 mg/L Se)的GSe溶液 0.1，0.2，0.3 mL；第4，5組小鼠分別為PR疫苗對照組和空白對照組。每只小鼠免疫2次，間隔2周二免，于二免后2周對小鼠進行眼眶靜脈叢采血，分離血清，使用ELISA檢測試劑盒檢測血清中g(shù)B抗體水平。

1.6 動物分組及免疫將小鼠隨機分為3組，每組6只，第1組小鼠免疫PR疫苗前，肌肉注射1次GSe溶液0.2 mL(30 mg/L GSLS + 10 mg/L Se)，第2，3組小鼠分別為PR疫苗對照組和空白對照組。每只小鼠免疫2次，間隔2周二免，于二免后1，2，3周對小鼠進行眼眶靜脈叢采血，分離血清，使用ELISA檢測試劑盒檢測血清中g(shù)B抗體及其亞類水平。二免后3周分離脾臟，制備脾淋巴細胞，檢測淋巴細胞增殖反應和細胞因子水平。

1.7 gB抗體及其亞類檢測按ELISA檢測試劑盒說明檢測血清中特異性PRV gB抗體水平。使用同樣的ELISA檢測試劑盒，向試劑盒包被板中加入100 μL/孔的待檢測血清(1∶2稀釋)，室溫條件下孵育60 min，洗滌液洗板3～5次，將板拍干，每孔加入100 μL HRP標記的山羊抗鼠IgG1或IgG2a抗體(1∶1 000)，37℃孵育60 min;洗滌液洗板3～5次，將板拍干，每孔加入100 μL TMB底物溶液，室溫條件孵育15 min后每孔加入50 μL終止液，在酶標儀上測定D450 nm值。

1.8 攻毒保護試驗小鼠加強免疫后2周，腹腔注射致死劑量的fPRV(5×105TCID50)，連續(xù)觀察10 d，并記錄小鼠臨床癥狀和死亡情況。

4月18日，水利部抗震救災前方領(lǐng)導小組組長、青海省水利廳抗震救災前線指揮部總指揮于叢樂廳長、副總指揮張世豐、張偉副廳長分別帶領(lǐng)搶險分隊深入一線，詳查供水設(shè)施、禪古電站安全隱患，巡查巴塘河、扎西科河兩岸滑坡淤塞河道情況，研究應急供水和禪古電站水庫大壩應急處置方案。

1.9 淋巴細胞增殖試驗將小鼠斷頸處死，于75%酒精浸泡5 min；無菌條件下分離脾臟，加入5 mL完全Hank's液，使用研缽研磨后過200目銅網(wǎng)，濾液離心(1 500 r/min，10 min)，棄上清，向底物中加入3 mL紅細胞裂解液，輕輕振蕩混勻；4℃靜止3 min，1 500 r/min離心5 min，棄上清，向沉淀物中加入3 mL RPMI-1640完全培養(yǎng)基，重懸后進行細胞計數(shù)，并調(diào)整細胞濃度至5×106個/mL，加入到96孔細胞培養(yǎng)板中，100 μL/孔。隨后，分別使用5 mg/L Con A、5 mg/L LPS和5×105TCID50/mL滅活fPRV (水浴56℃滅活30 min)抗原刺激小鼠脾淋巴細胞，在恒溫培養(yǎng)箱中37℃、5% CO2培養(yǎng)44 h，向每孔中加入20 μL MTT(5 g/L)后繼續(xù)培養(yǎng)4 h后，離心培養(yǎng)板(1 800 r/min 10 min)并小心棄掉上清液，每孔加入150 μL DMSO，避光振蕩溶解結(jié)晶后置于酶標儀上測量D570 nm。刺激指數(shù)(SI)的計算公式如下：SI=(刺激孔D值-空白孔D值)/(未刺激孔D值-空白孔D值)。

1.10 細胞因子檢測按1.9方法收集脾細胞，調(diào)整細胞濃度至5×106個/mL，5×105TCID50/mL滅活fPRV (水浴56℃滅活30 min)抗原刺激小鼠脾淋巴細胞，于37℃、5% CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h后，收集上清液，按ELISA試劑盒說明書操作步驟，檢測IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-6和IL-10的分泌水平。

1.11 GSe對巨噬細胞的影響將巨噬細胞RAW 264.7按5×105個/孔加到24孔培養(yǎng)板中，在37℃、5% CO2條件下培養(yǎng)24 h后，使用GSe(60 μg/L GSLS + 20 μg/L Se)和LPS(100 μg/L)刺激細胞；只加DMEM完全培養(yǎng)基的為細胞對照組，在37℃、5% CO2條件下培養(yǎng)24 h后，離心收集細胞上清液，使用ELISA檢測試劑盒測定細胞因子IL-6、IL-10和TNF-α水平。收集細胞，使用1% BSA-PBS將細胞洗2次后，用CD16/CD32抗體阻斷FcR 10 min，并將細胞用FITC標記的CD40、CD80 和 CD86避光條件下染色30 min。染色結(jié)束后，1 500 r/min 離心8 min， 收集細胞，將細胞用PBS重懸后，上機檢測細胞表面共刺激分子的表達水平。

2 結(jié)果

2.1 注射不同次數(shù)的GSLS-Se對PR疫苗誘導抗體反應的影響由圖1A可知， 與PR疫苗組和免疫前注射生理鹽水組相比，PR疫苗免疫前分別肌肉注射0.2 mL含6 μg GSLS + 2 μg Se的GSe溶液1，2，3次(0.2 mL·次-1·d-1)均能顯著提高二免后2周小鼠血清中PRV特異性gB抗體水平(P<0.05)。

圖1 注射不同次數(shù)(A)和不同劑量(B)GSLS-Se對PR疫苗抗體反應的影響

2.2 注射不同劑量GSLS-Se對PR疫苗誘導抗體反應的影響由圖1B可知，與PR疫苗組相比，PR疫苗免疫前分別肌肉注射0.1，0.2 mL GSe溶液(30 mg/L GSLS+10 mg/L Se)，能夠顯著提高小鼠血清中PRV特異性gB抗體水平(P<0.05)，當注射體積為0.3 mL時， gB抗體水平只是較疫苗對照組在數(shù)值上有所提高(P>0.05)。

2.3 GSe提高小鼠血清特異性PRV gB抗體及其亞類水平由圖1結(jié)果可知，確定免疫前給小鼠肌肉注射1次GSe溶液(0.2 mL含6 μg GSLS+2 μg Se的溶液)為最終注射方案。由圖2A～C可知，與疫苗組相比，免疫前注射GSe溶液(GSe/pre-PR)能誘導小鼠產(chǎn)生更高水平的血清PRV特異性IgG及其亞類(P<0.05)。

2.4 GSe提高PR疫苗免疫小鼠的攻毒保護作用在攻毒試驗中，攻毒fPRV后48 h，空白對照和GSe對照組小鼠首先出現(xiàn)啃咬后背、瘙癢、抽搐、共濟失調(diào)和癱瘓等明顯的神經(jīng)癥狀，并在攻毒后60～72 h全部死亡。疫苗對照組小鼠在攻毒后60～72 h開始死亡，最終小鼠存活率為40%(4/10)，這一結(jié)果低于GSe/pre-PR組小鼠的70%(7/10)(圖2D)。

圖2 GSe對PRV 特異性IgG及其亞類水平(A～C)和免疫小鼠攻毒后生存率(D)的影響

2.5 GSe增強免疫小鼠脾淋巴細胞增殖反應能力由圖3知，與PR疫苗組相比，GSe/pre-PR組小鼠脾淋巴細胞經(jīng)ConA、LPS和PRV抗原刺激后的增殖能力顯著提高(P<0.05)。

2.6 GSe提高免疫小鼠脾淋巴細胞細胞因子水平由圖4可知，與PR疫苗組相比，GSe/pre-PRV能夠顯著增強免疫小鼠脾淋巴細胞經(jīng)PRV抗原刺激后Th1型(IFN-γ和IL-2)和Th2型(IL-4、IL-6、IL-10)細胞因子的分泌能力(P<0.05)。

A.ConA;B.LPS;C.PRV

圖4 GSe/pre-PR對小鼠脾淋巴細胞細胞因子水平的影響

2.7 GSe增強巨噬細胞細胞因子分泌水平由圖5可知，與細胞對照組相比，當使用含60 μg/L GSLS和20 μg/L Se的GSe刺激RAW264.7細胞24 h后，細胞因子IL-6、IL-10和TNF-α的分泌水平顯著提高(P<0.05)。

圖5 GSe對巨噬細胞RAW264.7細胞因子分泌的影響

2.8 GSe提高巨噬細胞表面共刺激分子的表達水平由圖6可知，與細胞對照組相比，當使用含60 μg/L GSLS和20 μg/L Se的GSe刺激巨噬細胞RAW264.7 24 h后， GSe能夠顯著提高細胞表面共刺激分子CD40、CD80和CD86的表達水平(P<0.05)。

圖6 GSe對巨噬細胞RAW264.7細胞表面共刺激分子表達的影響

3 討論

體液免疫在宿主防御PRV過程中發(fā)揮著重要的作用[12]。作為一種PRV囊膜表面的糖蛋白，gB能夠有效誘導機體產(chǎn)生具有保護性的抗體，可作為評價接種PR疫苗后誘導產(chǎn)生的體液免疫水平[13]。本試驗中，GSe溶液能夠顯著提高免疫小鼠血清gB抗體及其亞類(IgG1和IgG2a)水平，說明GSe能增強PR疫苗誘導產(chǎn)生的體液免疫水平。細胞免疫在機體抗病毒免疫中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通常，淋巴細胞增殖反應和細胞因子水平可作為評價細胞免疫水平的指標。對淋巴細胞而言，Con A主要刺激T細胞，LPS主要刺激B細胞[14]。本研究結(jié)果顯示，與對照組相比，GSe/pre-PR能顯著提高脾淋巴細胞對Con A、LPS和PRV抗原刺激后的增殖能力。細胞因子在Th細胞分化過程中起重要作用，可誘導Th細胞分化產(chǎn)生Th1和Th2型等細胞因子。其中，Th1型免疫主要產(chǎn)生IFN-γ、IL-2、IL-12和IgG2a，Th2型主要產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IgG1[15]。本研究結(jié)果顯示，GSe/pre-PR能夠顯著提高小鼠淋巴細胞Th1型(IFN-γ、IL-2)和Th2型(IL-4、IL-6、IL-10)細胞因子水平，說明GSe/pre-PR能夠提高小鼠Th1/Th2型細胞免疫水平。此外，攻毒試驗是評價疫苗對機體保護力的重要指標。在本試驗中，GSe/pre-PR組小鼠攻毒后的最終存活率為70%，高于PR疫苗組的40%。綜上說明，GSe溶液能同時提高PR疫苗誘導動物產(chǎn)生有效的體液免疫和細胞免疫水平。

作為一種抗原提呈細胞(APC)，巨噬細胞是連接固有免疫和適應性免疫的重要免疫細胞。T細胞經(jīng)“MHC-抗原肽-TCR”作為第一信號刺激后，還需APC表面的共刺激分子如CD40、CD80、CD86等作為第二信號刺激后才能活化[16]?；罨腡細胞可促進APC活化并表達更多的共刺激分子，進一步促進T細胞活化和增殖[17]。激活的巨噬細胞可分為M1型和M2型，M1型細胞分泌IL-6和TNF-α等促炎細胞因子參與Th1型免疫；M2型細胞主要發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，可分泌抗炎細胞因子IL-10、TGF-β和一些趨化因子，促進Th2型細胞免疫應答反應[18]。本研究結(jié)果顯示，GSe能通過提高IL-6、IL-10和TNF-α的分泌水平來促進RAW264.7細胞的活化，說明GSe能夠同時激活M1和M2型巨噬細胞。此外，GSe可通過提高CD40、CD80和CD86的表達水平增強巨噬細胞的抗原提呈能力。由此說明， GSe溶液對PR疫苗的免疫增強作用與其提高巨噬細胞的活性有關(guān)，而GSe能同時誘導動物產(chǎn)生Th1和Th2型免疫應答反應，很可能與GSe能誘導平衡的M1/M2巨噬細胞分化相關(guān)。

本試驗結(jié)果表明，GSe溶液能提高小鼠對PR疫苗的體液和細胞免疫應答水平，并增強免疫動物對PRV的抵抗能力。同時，GSe可通過提高巨噬細胞細胞因子水平和抗原提呈能力發(fā)揮其免疫增強作用。但GSe溶液在臨床上如何提高動物抵抗疫病方面還有待進一步研究。