運輸應激對家畜免疫機能的影響機制及應對措施

劉延鑫，孫 宇，高騰云

（1．河南中醫學院基礎醫學院，河南 鄭州450008；2．河南農業大學牧醫工程學院，河南 鄭州450002）

隨著我國畜牧業快速發展，家畜貿易日益繁榮，但運輸應激已成為制約我國畜牧業快速發展的因素之一。運輸過程中很多因素，如驅趕、裝卸、碰撞、饑渴等因素導致家畜發病或死亡，造成了巨大的經濟損失［1－2］。本文介紹了運輸應激對家畜免疫機能的影響機制，并提出了應對運輸應激的措施，以期為緩解運輸應激給畜牧業造成的不利影響提供參考依據。

1 運輸應激對家畜免疫機能的影響

國內外研究已經證明，應激能使家畜免疫機能下降，進而導致家畜對疾病的易感性增加。一般來講，運輸應激對家畜免疫機能的影響可以分為對體液免疫和細胞免疫兩個方面。

1．1 運輸應激影響家畜的體液免疫 通常，當應激因素較弱時，家畜會加強自身的體液免疫，但當應激因素較強并持續時間較長時，家畜的體液免疫反而會出現下降。Mackenzie等［1］通過測定運輸過程中斷奶犢牛血清中IgG1、IgG2、IgA和IgM 的水平，來研究運輸應激對其的體液免疫反應影響，結果表明斷奶犢牛在運輸后第10天血液中IgG1和IgG2水平顯著低于運輸前，運輸后30d血液中的IgA和IgM含量顯著低于無運輸組，由此可見運輸應激降低了家畜的體液免疫機能。

1．2 運輸應激影響家畜的細胞免疫 家畜的細胞免疫同樣也會受運輸應激影響。Stanger等［2］研究表明成年婆羅門牛在72h的運輸后，白細胞尤其是嗜酸性粒細胞數量較運輸前48h顯著降低，淋巴細胞的免疫功能下降，而在運輸后6d才恢復到正常水平，但其體質明顯下降，變得更易感染病菌。Buckham Sporer等［3］發現青年公牛在9h運輸應激后，血液中嗜中性粒細胞數量顯著增高，嗜中性粒細胞中與凋亡相關Fas基因表達量急劇下降，表明運輸應激后機體首先調動自身適應性以提高應對不良環境的能力。張彩霞等［4］發現經過2h運輸的豬血清，經倍比稀釋后仍能顯著提高正常豬外周血T淋巴細胞增殖活性（P＜0．05），表明2h運輸可增強仔豬的免疫狀態，使機體代償性地調動應急機制來應對不良環境。呂瓊霞等［5］發現經1、2、4h的運輸應激后，1∶32稀釋的受試豬血清對T、B淋巴細胞轉化能力均有影響，都是先升高，并以1h運輸豬血清的刺激能力最強（P＜0．05），隨后開始下降，到4 h時降到最低，說明運輸可引起免疫功能變化，而且運輸應激與機體免疫功能之間存在著明顯的時效關系，只有運輸時間超過了機體的可調范圍，才會導致明顯的免疫抑制效應。以上可見運輸應激影響細胞免疫，短暫運輸產生的免疫刺激使免疫細胞增加，免疫機能增強，但經過長時間的運輸則會造成免疫抑制。

2 運輸應激影響家畜免疫機能的機制

2．1 細胞因子對運輸應激的調控作用 應激對家畜機體的各系統有廣泛的影響，包括改變物質和能量代謝，改變神經內分泌，改變動物免疫功能等，并常伴有組織器官的病理性損傷。Besedovsky［6］曾提出了神經－內分泌－免疫網絡假說，揭示神經內分泌系統與免疫系統之間存在的雙向生物作用，并且指出這個作用最關鍵的問題就是應激對這個網絡的影響。研究已經證實，神經內分泌系統是調節機體內環境和溝通各系統之間關系的重要系統，而免疫系統作為機體防御屏障，二者之間存在著相互關系，這種聯系是以共有的化學信息分子（神經遞質、神經肽、細胞因子等）及其受體來實現的［1，7］。

細胞因子主要由免疫細胞生成，是一些具有調節免疫功能的蛋白質［8］。由于細胞因子在中樞神經系統、內分泌系統及免疫系統之間發揮著重要的信使作用，所以細胞因子的變化可能是運輸應激導致免疫機能變化的原因之一。呂瓊霞等［5］發現豬運輸過程中免疫功能和細胞因子的變化并不是單純的上升和下降，而是一個動態過程。血清IL－2、IL－6、IL－10的含量變化均是在運輸后1h時達到最高，隨后開始下降并在4h時降到最低，其中IL－6、IL－10在4h時和對照組相比呈極顯著的下降（P＜0．01）。呂瓊霞等［9］研究表明，運輸應激能改變豬脾臟中相關細胞因子的mRNA的表達，經1、2h、4h運輸應激后，豬脾臟表達的三種因子mRNA顯著變化，均在2h時達最大值，隨后又逐漸下降，說明運輸應激在影響免疫機能的同時，可以通過細胞因子的釋放控制損傷的發生和發展。此外，呂瓊霞等［10］研究表明經1、2和4h的運輸應激，腸系膜淋巴結中3種細胞因子IL－2、IL－6和IL－10的轉錄均發生了顯著變化，且均是4h時達到最大值，并極顯著高于對照組、1h組和2h組（P＜0．01）。

Buckham（2007）［11］等研究表明，青年公牛血液中的一種反映機體抗感染能力的蛋白質BPI（Bactericidal permeability increasing protein，BPI）基因表達在經過9h運輸應激后在顯著上調，增強抗炎及抗感染水平，并以此提高機體應對運輸應激的能力。以上表明，細胞因子參與了調控家畜運輸應激免疫機能的機制。

2．2 熱休克蛋白家族在運輸應激中的表達規律熱休克蛋白（Heat shock proteins，Hsps）是動物在受到應激原的刺激后誘導機體細胞內產生的一類高度保守的蛋白質。細胞在正常情形下Hsps表達量固定，但一旦細胞面臨脅迫狀態時，細胞Hsps表達量就會大量上升，以穩定改變了的細胞內環境，維持細胞的生存［12］。Hsps根據其相對分子質量不同，可分為 Hsp27、Hsp40、Hsp60、Hsp70、Hsp90和Hsp110等6個家族，其中Hsp70可以維持細胞內穩態，促進細胞增殖、具ATPase水解作用、參與細胞骨架的形成與修復、調節酶的活性，以分子伴侶的形式參與其他蛋白質的代謝和功能等［13］；而Hsp90更趨向于與一些功能蛋白如酶、激素受體結合形成復合物，調節它們的活性［14］。

國內外學者圍繞熱休克蛋白家族在運輸應激過程中的表達規律進行了大量的研究。郁紅［15］（2007）發現2h的運輸應激以后，抗應激的二花臉仔豬Hsp70mRNA轉錄量升高的同時Hsp70的表達量也升高，而應激敏感豬皮特蘭仔豬在運輸應激后雖然其Hsp70mRNA發生了顯著性升高，但其Hsp70在不同臟器并未出現相一致的表達量的增加，提示了熱休克蛋白Hsp70在運輸應激中在發揮保護作用。

需要注意的是，不同家族的Hsps表達量在機體受到應激時表現出不同的變化趨勢。Lee等［14］在分析兩例死于伴有心臟疾患的長途運輸豬的心肌組織內各種病理生理指標改變的過程中，偶然發現Hsp90的表達明顯減少。鮑恩東等［16］（2001）發現運輸應激時，豬腎臟Hsp90和Hsp70的含量明顯下降，而Hsp27的含量卻升高。同年，鮑恩東等［17］報道，運輸應激6h時，豬骨骼肌中Hsp70有所增加，而Hsp90卻減少。Hsp90家族在長途運輸應激后，出現表達量的進行性降低，提示Hsp90可能作為判斷應激損傷的指征。鮑恩東等［18］研究表明，長途運輸試驗豬肝臟Hsp70家族的Hsp70和Hsp72的表達沒有明顯的升高（P＞0．05），Hsp90家族的Hsp90的表達出現極顯著的增加（P＜0．01），然而，Hsp90家族的Hsp86和小分子量家族的Hsp27的表達量呈現明顯的下降（P＜0．05）。李玉保等［19－20］研究表明，運輸應激可以導致豬組織損傷和Hsps mRNA轉錄水平的變化，并且對不同家族的Hsps mRNA轉錄水平的影響不同，其中Hsp70mRNA的轉錄水平隨著應激時間的延長一直呈現出上升的趨勢，而且Hsp90mRNA的轉錄水平與組織損傷也有著良好的相關性，建議將二者作為豬運輸應激的判定指標之一。國外研究表明，組織細胞中Hsps的量發生變化的原因可能是應激時Hsps基因轉錄水平的變化，也可能是Hsps表達與消耗速度的變化，還可能是增多的Hsps來源于其他組織或細胞［21］。

運輸應激時Hsps在不同組織的表達也存在差異。李玉保等［22－23］研究了運輸應激對育肥豬的影響，隨著應激時間的延長，Hsp27，Hsp70和Hsp90在組織中的定位沒有發生肉眼可見的變化，但運輸應激可以導致Hsps mRNA在不同組織如腎臟、心肌和背最長肌的細胞漿或細胞核轉錄水平的變化，并且對不同家族的Hsps mRNA轉錄水平的影響不同

3 減少運輸應激的應對措施

3．1 選育抗應激新品種 減少運輸應激對家畜生產的影響，根本的解決途徑為選育抗應激品種。豬上面已經證明氟烷基因與豬的應激水平密切相關，經過運輸后，氟烷基因呈顯性的豬死亡率顯著高于攜帶氟烷基因的豬和無氟烷基因豬［24］。

近年來，研究人員在分子遺傳標記輔助選擇家畜抗應激性狀方面進行了探索，王曉娜等［25－26］在已知的應激性狀QTL座位區域內選擇了22個微衛星標記，并進行了相關性分析，結果表明，在應激QTL座位內5個微衛星標記對運輸后的豬肉品質存在顯著影響，11個微衛星標記與抗運輸應激性狀存在顯著影響。劉延鑫等［27］研究表明，與 Hsp70緊密連鎖的3個微衛星標記BMS468、BM1258和BM1815與奶牛耐熱指標存在顯著關聯。以上研究為分子標記輔助選育抗應激性強的家畜品種提供了科學依據。

3．2 加強管理，改善運輸環境 運輸前，要對動物圈舍內部、外周和運輸工具等進行充分消毒，檢查待運輸畜禽健康狀況，防止運輸過程中患病畜禽與健康畜禽間的交叉感染和疫情傳播。張林等［28］認為在合適的家畜裝載密度下，使用適當的運輸工具，保持較低車速，減少啟動和剎車頻率可減少家畜的運輸應激。楊高豐等［29］建議在氣溫稍高的季節，采用有蓬車廂運輸車進行肉牛的運輸對防制“肉牛運輸應激綜合征”有積極作用。鄧紅雨等［30］通過對有坡道和無坡道裝卸條件下牛的體溫和行為進行觀測，結果表明，有坡道和無坡道兩種裝卸方式對牛均有刺激，且有坡道組刺激更強烈，表現為體溫顯著升高和逃跑、攻擊和哞叫等應激行為反應。

3．3 藥物防治 近幾年，國內學者從營養補充劑、中藥方劑和抗生素幾個方面對減少家畜的抗應激作用進行了研究。高國柱等［31］通過對146頭經鐵路運輸供港活牛的試驗研究，證明口服補液鹽配合中藥粉（霍香正氣散加苦參、黃連、金銀花）用于防制牛運輸應激損失效果顯著，具有經濟、實用、簡便、易行等特點。Wei S等［32］發現，姜黃色素能夠緩解豬只由于運輸應激產生的不良反應。賀叢等［33］研究證實，采用抗應激藥物（肌肉注射科特壯）能有效降低運輸肉牛的發病率與死亡率。楊高豐等［34］研究表明，參苓白術散和四逆散均可使西門塔爾公肉牛運輸前后的激素水平、免疫功能指標變化緩和，有一定的抗應激作用，且參苓白術散的抗應激效果優于四逆散。王朝陽等［35］探討了延胡索酸泰妙菌素、泰樂菌素對經長途運輸后肉牛的抗應激和促生長作用及效果，結果表明，兩種抗生素對經長途運輸后肉牛的抗應激和促生長均有一定作用，且后者效果優于前者。此外，對已發生運輸應激綜合征的畜禽，應及時對癥治療，以把運輸應激綜合征的損失降到最低程度。

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