飼喂卵黃抗體對美洲鰻鱺抵御嗜水氣單胞菌感染的影響

張麗娟 ，陳強 ，楊金先 ，李英英 ，2，宋鐵英 ，葛均青 *

（1.福建省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所，福州350003；2.福建省特種水產(chǎn)配合飼料重點實驗室，福州350300）

鰻鱺是我國重要的淡水經(jīng)濟魚類之一，主要養(yǎng)殖區(qū)集中在福建省和廣東省，2021年產(chǎn)量達到255311t[1]。高密度集約化養(yǎng)殖模式導致病害發(fā)生越發(fā)頻繁。嗜水氣單胞菌（Aeromonashydrophila）是一種短桿狀的革蘭氏陰性兼性厭氧菌，隸屬于氣單胞菌科（Aeromonadaceae）氣單胞菌屬（Aeromonas），是鰻鱺等經(jīng)濟魚類的重要致病病原。感染嗜水氣單胞菌后，病魚體表充血，腹腔積水并伴溶血，引發(fā)敗血癥，發(fā)病率及致死率極高，給養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失[2]。目前，針對嗜水氣單胞菌病的防控主要是使用抗生素，迫切需要尋找抗生素替代藥物[3]。

卵黃抗體（Egg yolk antibody）是一種存在于免疫后母雞卵黃中的免疫球蛋白（Yolk Immunoglobu lin，IgY）。母雞經(jīng)免疫刺激后，產(chǎn)生的IgY會在卵黃成熟期從血液轉(zhuǎn)移并富集至卵黃中[4]。IgY具有特異性高、無毒性、產(chǎn)量高、成本低和理化性質(zhì)穩(wěn)定等特點[5]。研究表明，IgY能有效預防和控制細菌性疾病[6-8]。Cai Ruizhao等研究發(fā)現(xiàn)，特異性IgY可顯著降低小鼠感染創(chuàng)傷弧菌（Vibrio vulnificus）后腹腔和血液中TNFα的表達水平，降低炎癥反應，提高小鼠存活率[9]。Qin Zhendong等研究發(fā)現(xiàn)，特異性IgY具有保護團頭魴（Megalobrama amblycephala）免受嗜水氣單胞菌感染的潛力，并使腸道和脾臟免受細菌損傷[10]。

本研究將嗜水氣單胞菌免疫蛋雞，獲得含特異性抗體的卵黃漿，添加至鰻鱺飼料中，與添加對照卵黃漿的飼料及未添加卵黃漿的飼料分別飼喂美洲鰻鱺，并對美洲鰻鱺進行嗜水氣單胞菌攻毒，觀察攻毒后美洲鰻鱺組織的病理學變化情況，分析組織中細胞因子的表達情況，以評價卵黃抗體對美洲鰻鱺抵御嗜水氣單胞菌感染的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

嗜水氣單胞菌L316由本研究室分離并保存[11]；美洲鰻鱺（Anguilla rostrata）購自長樂某鰻鱺養(yǎng)殖場，規(guī)格為80～120 g/尾，常規(guī)飼料投喂，日常養(yǎng)殖水溫25℃；Trizol試劑（Invitrogen，Cat.No.15596026）購自賽默飛世爾科技（中國）有限公司，試劑盒Prime-Script RT reagent Kit with gDNA Eraser（Perfect Real Time）和 SYBR Premix Ex Taq II（TaKaRa）均購自寶日醫(yī)生物技術（北京）有限公司；MyD88、TGFβ、TNFα、IL-1β和18S引物由上海生工生物工程有限公司合成。

1.2 試驗方法

1.2.1 嗜水氣單胞菌特異性卵黃抗體制備及效價測定

嗜水氣單胞菌L316滅活疫苗根據(jù)參考文獻[12]進行制備，具體步驟如下：嗜水氣單胞菌L316在TSB培養(yǎng)基中25℃培養(yǎng)，以1%福爾馬林室溫滅活24 h，滅菌PBS清洗2次并將菌濃度調(diào)至1×109cfu/mL，再與完全弗氏佐劑或不完全弗氏佐劑以體積比1:1混勻、乳化。90日齡海蘭灰蛋雞80只隨機分成2組，試驗組蛋雞注射制備好的滅活疫苗，免疫間隔2周，對照組蛋雞未注射疫苗。在試驗組第3次免疫后，收集雞蛋，取蛋黃，氯仿抽提法提取卵黃抗體[13]；用間接ELISA檢測免疫后雞蛋卵黃中特異性抗體效價[14]，以嗜水氣單胞菌作為包被抗原，一抗為不同稀釋度的特異性卵黃抗體或?qū)φ章腰S抗體，二抗為1：5 000稀釋的羊抗雞IgY-HRP。酶標儀測定595 nm處吸光度值，以A試驗組/A對照組比值超過2.1為陽性標準。

1.2.2 美洲鰻鱺的卵黃抗體飼喂及嗜水氣單胞菌攻毒

取嗜水氣單胞菌特異性卵黃抗體效價達到1：10 000以上的試驗組雞蛋卵黃，以體積比1:1與生理鹽水（0.85%NaCl）混勻，制成特異性抗體卵黃漿（L316-IgY）。取對照組雞蛋卵黃按上述方法制成非特異性抗體卵黃漿（NS-IgY）。

取養(yǎng)殖的健康美洲鰻鱺，隨機分為3組，每組30尾。L316-IgY組飼喂的飼料添加5%L316-IgY，NS-IgY組飼喂的飼料添加5%NS-IgY，Ctr組飼喂的飼料為未添加卵黃漿的常規(guī)飼料。每日投餌率0.5%，持續(xù)喂食，第31天，3組美洲鰻鱺腹腔注射嗜水氣單胞菌L316，劑量為1×106cfu/尾。

1.2.3 美洲鰻鱺組織的病理學觀察

攻毒后第7天，取L316-IgY組、NS-IgY組和Ctr組美洲鰻鱺，經(jīng)MS-222麻醉后，解剖取鰓、腸道、肝臟和腎臟等組織，以4%多聚甲醛固定液固定24 h，梯度乙醇脫水，二甲苯透明后浸蠟與包埋，切片機切片，石蠟切片脫蠟并水化，再依次經(jīng)蘇木素、伊紅（hematoxylin-eosin，H.E）染色后脫水封片[15]，顯微鏡下觀察并采集圖像。

1.2.4 美洲鰻鱺組織細胞因子的表達水平分析

攻毒后第3天和第7天，取L316-IgY組、NSIgY組和Ctr組美洲鰻鱺各4尾，經(jīng)MS-222麻醉后，采集鰓、腸道、肝臟和腎臟等組織，Trizol法提取組織總RNA，用NanoDrop Spectrophotometer ND-1000測定RNA濃度。根據(jù)GeneBank上發(fā)表的鰻鱺基因序列設計 MyD88、TGFβ、TNFα 和 IL-1β 引物。取 1μg RNA， 用 PrimeScript RT reagent Kit with gDNA Eraser（Perfect Real Time）試劑盒反轉(zhuǎn)錄為cDNA，再利用SYBR Premix Ex Taq II試劑盒進行MyD88、TGFβ、TNFα 和 IL-1β 的定量 PCR， 以 18S為內(nèi)參基因，2-△△ct法計算 MyD88、TGFβ、TNFα 和IL-1β的相對表達量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL進行數(shù)據(jù)處理，顯著性水平采用GraphPad Prism 8.0軟件進行雙因素方差分析（Two-Way ANOVA），結果以平均值±標準誤（mean±SEM）表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 嗜水氣單胞菌卵黃抗體對美洲鰻鱺的組織病理學影響

嗜水氣單胞菌攻毒L316-IgY組、NS-IgY組及Ctr組美洲鰻鱺后，第7天的組織病理學觀察顯示，3組鰓和腸道均無顯著病變；L316-IgY組的肝臟無明顯病變、細胞排列緊密，NS-IgY組的肝臟細胞間隙增大，Ctr組肝臟細胞間隙增大、肝索與肝組織分離；L316-IgY組和NS-IgY組的腎臟無顯著病變，細胞排列緊密，組織結構完整，Ctr組的腎臟出血、空泡，腎小管腫脹等（圖1）。

圖1 嗜水氣單胞菌攻毒后美洲鰻鱺的組織病理變化

2.2 嗜水氣單胞菌卵黃抗體對美洲鰻鱺鰓細胞因子表達的影響

L316-IgY組、NS-IgY組及Ctr組美洲鰻鱺飼喂第31天進行嗜水氣單胞菌攻毒，定量PCR對鰓組織的細胞因子表達情況的分析結果顯示：攻毒后第3天，L316-IgY組和NS-IgY組MyD88表達顯著下調(diào)，但兩組之間差異不顯著；L316-IgY組TGFβ表達顯著上調(diào)，NS-IgY組的TGFβ表達量在L316-IgY組和Ctr組之間，但無顯著差異；L316-IgY組TNFα表達顯著上調(diào)，并且顯著高于NS-IgY組的表達，NS-IgY組TNFα表達與Ctr組相當；攻毒后第7天，3組鰻鱺鰓中相關細胞因子的表達水平無顯著差異（圖 2）。

圖2 嗜水氣單胞菌攻毒后美洲鰻鱺鰓細胞因子的表達

2.3 嗜水氣單胞菌卵黃抗體對美洲鰻鱺腸道細胞因子表達的影響

美洲鰻鱺腸道細胞因子表達的定量PCR分析顯示：與Ctr組相比，攻毒后第3天，L316-IgY組和NS-IgY組MyD88表達顯著下調(diào)，兩組之間差異不顯著；攻毒后第7天，MyD88的表達無顯著差異，但L316-IgY組MyD88表達較NS-IgY組顯著降低；L316-IgY組和NS-IgY組IL-1β的表達均高于Ctr組，但L316-IgY組與Ctr組的差異不顯著，NS-IgY組較Ctr組相比差異顯著，而L316-IgY組和NS-I-gY組間差異不顯著（圖3）。

圖3 嗜水氣單胞菌攻毒后美洲鰻鱺腸道細胞因子的表達

2.4 嗜水氣單胞菌卵黃抗體對美洲鰻鱺肝臟細胞因子表達的影響

肝臟細胞因子表達的定量PCR分析顯示，攻毒后第3天，飼喂卵黃組TGFβ表達顯著下調(diào)，但兩組之間差異不顯著；L316-IgY組TNFα表達顯著上調(diào)，但與NS-IgY組無顯著差異；攻毒后第7天，L316-IgY組TGFβ表達顯著上調(diào)，而NS-IgY組的表達與Ctr組無顯著差異；L316-IgY組TNFα表達與Ctr組相比無顯著差異，但顯著高于NS-IgY組，而NS-IgY組的表達與Ctr組相比無顯著差異（圖4）。

圖4 嗜水氣單胞菌攻毒后美洲鰻鱺肝臟細胞因子的表達

2.5 嗜水氣單胞菌卵黃抗體對美洲鰻鱺腎臟細胞因子表達的影響

腎臟細胞因子表達的定量PCR分析顯示：與Ctr組相比，攻毒后第3天，L316-IgY組MyD88表達顯著下調(diào)；NS-IgY組TNFα表達顯著上調(diào)；飼喂卵黃組IL-1β的表達顯著上調(diào)，但兩組間差異不顯著；攻毒后第7天，L316-IgY組和 NS-IgY組MyD88、TGFβ和TNFα的表達均顯著上調(diào)，但兩組間差異不顯著（圖5）。

圖5 嗜水氣單胞菌攻毒后美洲鰻鱺腎臟細胞因子的表達

3 討論

卵黃抗體由于其理化性質(zhì)穩(wěn)定、安全、產(chǎn)量大且特異性強等優(yōu)勢，在防治畜禽及水產(chǎn)疾病的應用中受到越來越多的關注[16]。卵黃抗體可特異性結合抗原從而達到治療疾病的效果；馬有智等發(fā)現(xiàn)，注射嗜水氣單胞菌卵黃抗體可提高棘胸蛙感染嗜水氣單胞菌的存活率，保護率可達到100%，并且可加快感染損傷的恢復[17]。本研究的組織病理學觀察顯示，飼喂含特異性抗體的卵黃漿后，降低了嗜水氣單胞菌攻毒造成的美洲鰻鱺肝臟和腎臟損傷。

王仁寶等研究發(fā)現(xiàn)，通過口服特異性卵黃抗體，能夠顯著提升對蝦的免疫酶活力和免疫基因表達水平，提高了對蝦抗病毒和細菌感染的能力[18]。MyD88表達下調(diào)，可保護機體免受內(nèi)毒素休克的影響[19]。吳家玉等研究發(fā)現(xiàn)，異育銀鯽下調(diào)機體MyD88、NF-κB等細胞因子的表達，可降低感染嗜水氣單胞菌組織的損傷[20]。嗜水氣單胞菌可造成機體急性炎癥反應[21]，組織中MyD88下調(diào)表達，可抑制美洲鰻鱺急性炎癥反應。TGFβ具有調(diào)節(jié)炎癥發(fā)生和降低炎癥的作用[22]；TNFα在炎癥、細胞增殖、分化和凋亡中都發(fā)揮了重要作用[23]；IL-1β是一種多效的促炎細胞因子，參與機體多種生理和病理過程，可引發(fā)炎癥反應[24]。TGFβ、TNFα、IL-1β 上調(diào)表達，可促使機體炎癥反應的發(fā)生，從而清除病原菌。本研究中飼喂含特異性抗體的卵黃漿后，顯著提高了組織中TGFβ、TNFα、IL-1β的表達，攻毒后第3天顯著降低了組織中MyD88的表達水平，而在攻毒后第7天上調(diào)了腎臟中MyD88的表達水平。組織中相關細胞因子的表達水平改變，提升了攻毒美洲鰻鱺的免疫保護力，增強了其抵御嗜水氣單胞菌感染的能力。

本研究顯示，飼喂非特異性卵黃漿也能有效降低美洲鰻鱺感染嗜水氣單胞菌造成的腎臟損傷；飼喂非特異性卵黃漿顯著上調(diào)組織中TGFβ、TNFα、IL-1β的表達，顯著下調(diào)MyD88的表達。卵黃中含有的卵磷脂、膽固醇、葉黃素、可溶性蛋白等可影響促炎和抗炎途徑[25]。 IgY、α-、β-、γ-livetin 等可促進機體對多種病原體的被動免疫[26]，通過調(diào)節(jié)細胞因子的表達發(fā)揮抗炎作用[27]。

本研究表明，飼喂嗜水氣單胞菌特異性抗體卵黃漿或非特異性卵黃漿均可減輕美洲鰻鱺對嗜水氣單胞菌攻毒的組織病變程度，增強美洲鰻鱺抵御嗜水氣單胞菌感染的能力，并調(diào)節(jié)美洲鰻鱺組織中細胞因子的表達水平，其中特異性卵黃抗體對美洲鰻鱺抵御感染能力的提升作用更顯著。