卵黃免疫球蛋白在醫學領域中的應用

高嵩等

摘 要 卵黃免疫球蛋白（IgY）是鳥類、兩棲類和爬行類動物的主要免疫球蛋白。IgY穩定性好，具有不激活補體系統、不與類風濕因子和蛋白A、G結合等免疫學特性，且產量高、易提取純化。該蛋白已廣泛應用于獸醫學、功能食品和生物制品等方面，且在疾病預防控制和治療方面開發潛力廣闊。本文就從IgY的生物學特性，以及其在免疫診斷和免疫治療方面的應用作一綜述。

關鍵詞 卵黃免疫球蛋白 免疫 藥理

1893年Klemperer提出母雞血清中的抗體可通過產卵方式傳給后代，在胚胎發育早期作為主要的免疫球蛋白為雛雞提供被動的免疫保護。因該抗體蛋白與哺乳動物IgG分子類似，故稱其為鳥類IgG。而1969年Leslie等[1]的實驗證明，鳥類IgG與哺乳動物IgG的分子不同，所以又提出了卵黃免疫球蛋白（IgY）這個概念。由于當時IgY提取困難，故未受到重視。直到1990年后，Akita等[2]建立了水稀釋法，使IgY的提取變得簡單易行，從而掀起了IgY制備和應用的熱潮。鑒于IgY具有產量高、穩定性好、免疫學特性獨特等優點，該蛋白被稱為最具潛力的哺乳動物抗體替代品。1996年歐洲實驗方法替換確認中心（EC-VAM）推薦使用IgY替代哺乳動物IgG。1999年出于對動物保護的考慮，IgY技術被瑞士聯邦政府接受。德國、日本、瑞典和南非等國家對IgY的研究也明顯領先，這些研究進展將使多克隆抗體的生產進入無害化、易操作的新時代，雞也被稱作新一代的抗體“加工廠”[3]。

IgY的來源和產量

IgY來源于雞卵黃。與哺乳動物（兔、牛等）相比，產蛋母雞成本低，是有效的多克隆抗體生產者。Li等[4]研究證實，卵黃的重量與母雞產蛋天數的百分比是IgY產量的2個重要因素。母雞初次免疫10天后，即可獲得高濃度的抗體，且效價穩定，可持續6～28周。另外，免疫雞的飼養簡單，花費少，且符合3R[替代（replacing）、減少（reducing）、改善（refining）]的動物保護原則[5]。IgY在雞卵黃中的濃度約為5～20 mg/ml，每枚雞卵黃中可提純100～150mg，12枚雞卵黃約可提純1g的IgY，與100 ml血清中所含IgG的含量相當。每只母雞每年可產卵280枚，即可生產約40 g的IgY；而每只兔每2～3周抽血1次，一年僅可生產1.3 g抗體，所以1只雞的年產蛋量所獲得的IgY可相當于40只兔的年產抗體量。

理化性質

IgY為可溶性蛋白，親水性比IgG好，且等電點較IgG低，約為5.2。IgY化學性質穩定：①耐酸性好，pH值<3時失活。②耐堿。③穩定性好，在pH為8時，IgY與乳膠的復合物穩定性很好，可作為制備親和層析柱純化所需蛋白。Akita等[2]使用IgY制備的親和層析柱分離乳清和初乳中的IgG，1年多使用50余次，其結合力僅略有降低。④熱穩定性好，巴氏消毒不會使其失活，-30℃和45℃亦不能使其變性。有研究表明，高糖溶液可有效提高IgY在高溫（75～80℃）、高壓（5000kg/cm2）和低pH值（pH 3）環境中的穩定性[6]。

免疫學特性

Kronvall等[7]和Akerstrom等[8]分別證明，IgY不與蛋白A和蛋白G結合，是單克隆抗體和多克隆抗體檢測的有力工具。20世紀90年代，研究者又發現IgY的其他免疫學特性：①不與類風濕因子結合。類風濕因子是一種自身抗體，可與IgG的Fc片段結合，產生假陽性反應。類風濕因子的干擾使免疫測定中易產生交叉反應。Larsson等[4]利用夾心ELSIA證明，類風濕因子不與IgY結合，使用IgY作免疫檢測可避免假陽性。②不激活補體系統。新鮮的血清樣品均含未激活的補體系統，通常IgG會激活補體系統，激活的補體組分與抗體結合，阻礙了抗體結合表位。而IgY則不激活補體系統，使用IgY可避免補體系統對固相免疫測定的干擾[4]。③不結合細菌和哺乳動物細胞表面Fc受體，使得IgY在雙重免疫組化方面比IgG更具優勢[9]。④與IgG幾乎無交叉反應，常用于循環復合物的測定[10]。⑤使用少量抗原即可產生大量抗體。高度保守的哺乳動物蛋白在兔中不能引起免疫應答，但在鳥類中卻很容易獲得抗這些蛋白的抗體。對各種哺乳動物的抗原均有效，如總量30～475μg增殖細胞核抗原可產生雞抗弱免疫原性RNA多聚酶Ⅱ的抗體[11]。

IgY在醫學領域中的應用

IgY在人類醫學、獸醫學、食品科技和生物制劑等方面應用廣泛。IgY可作為特異抗體已成為醫學領域中新的研究熱點[12～14]。

IgY在疾病相關蛋白檢測中的應用：血漿白蛋白（HSA）和IgG等10種高濃度蛋白約占血漿總蛋白的90%，由于部分低濃度蛋白很可能是癌癥、心肌梗塞等重大疾病的關鍵指示分子。如何祛除高濃度蛋白，檢出低濃度蛋白，在疾病的早期診斷和療效考核中具有重要意義。制備抗HSA和IgG的雞卵黃抗體（IgY），金磁微粒載體固定，可特異結合HSA和IgG，以便除去血漿中大部分的HSA和IgG，使低豐度蛋白富集，有效提高低豐度蛋白的檢出率，這為血漿蛋白質組學研究提供了一種新的方法[15]。Hb BartS胎兒水腫綜合征是最嚴重的一種α型地中海貧血病。從該病患者的紅細胞溶解液中提取γ鏈四聚體（γ4，Hb BarttS），免疫雞獲得特異IgY抗體，該抗體可特異結合γ球蛋白、Hb BarttS和血紅蛋白F，用直接ELISA檢測336份人紅細胞溶血產物，其敏感性高達100%，特異性為96%，比傳統滲透脆性試驗法的特異性（約86%）高。該方法的建立有利于在地中海貧血病流行的國家簡單快速的檢測α型地中海貧血病[16]。

IgY在病原體檢測中的應用：療效考核是目前日本血吸蟲病免疫診斷的瓶頸，建立有效的評價方法是寄生蟲學界廣泛關注的問題[17]。近兩年已有研究者使用IgY以改進血吸蟲病免疫診斷方法。即用純化的抗可溶性蟲卵抗原（SEA）的IgY為捕捉抗體，以酶標抗SEA單克隆抗體為檢測抗體的雙抗體夾心酶聯免疫吸附試驗（S-ELISA）檢測急性血吸蟲病患者、慢性血吸蟲病患者和健康人的血清，其中急性血吸蟲病患者和慢性血吸蟲病患者的血清循環抗原的陽性率分別為100%（9/9）和84.4%（38/45），特異性為96%（48/50）[18]。而常用的間接血清凝集試驗（IHA）的敏感性和特異性分別為69.6%和89.4%[19]。可見前者比后者更具敏感性和特異性，為解決血吸蟲病療效考核的問題帶來了希望。

IgY在胃腸道疾病中的應用：最新研究顯示，通過口服抗菌抗體或抗病毒抗體可替代抗生素藥物而有效預防胃腸道感染。但傳統的抗體生產工藝復雜，價格昂貴。而IgY因其來源便宜、易制備、穩定性好、耐酸和耐胃蛋白酶等優點成為制備口服抗體的最佳選擇。如輪狀病毒是致嬰幼兒秋冬季腹瀉的主要病原體，全球每年約有100萬兒童患輪狀病毒性腹瀉，至今尚缺乏有效的治療手段。新藥百貝寧主要成分是抗輪狀病毒抗體（IgY），治愈率高達88.9%，在臨床應用中未發現有不良反應[20]。

IgY在呼吸道傳染病中的應用：Nilsson等[21]在瑞典對17例膽囊纖維癥患者給予口服IgY以預防銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa），通過長達12年的觀察，發現17人中僅有2人有銅綠假單胞菌慢性植入情況，而對照組23人中卻有7人。所有試驗組患者肺功能均正常，且身體質量指數正常或接近正常。表明抗銅綠假單胞菌的特異IgY能有效預防銅綠假單胞菌引起的呼吸道傳染病。

IgY在免疫治療中的應用：因雞抗體耐酸、耐熱且性能穩定，可經口服用于預防或治療年幼動物或人類的腸道傳染病，如嬰兒防病食品、齲齒預防、新生乳豬致死性大腸桿菌感染的預防以及魚病治療等。特別是抗生素或其他藥物的使用存在問題時，IgY成為首選。在非典流行期間，雞卵黃抗體還被研制用于抑制SARS病毒。

在人類保健上的應用：大量研究結果顯示，雞IgY對病原體感染的防御無動物的種屬差異，故應用雞高免IgY防治嬰幼兒疾病是完全可行的。隨著SPF雞群的使用，用卵黃研制安全可靠的人用抗病（尤其是腸道疾病）生物制品必將獲得廣泛的應用。由修正藥業生產的口服免疫球蛋白——修正修修愛優爾膠囊，其主要有效成分即為免疫球蛋白，且含量高，每100g中含有19.8gIgG，，對提高免疫力低下人群的抵抗力具有很好的效果。

中毒解救：針對蛇毒、蜘蛛毒等生物毒素的lgY與藥物開發已開展多年。王桂平等[22]使用嗜硫色譜法提純抗眼鏡蛇王毒素lgY，在小鼠試驗中，體外6mglgY中和4LD50毒素（約1.6mg/kg），體內可有效中和約3LD50毒素（約1.2mg/kg）。Paul等[23]使用免疫親和層析純化抗蝰蛇毒素lgY，對小鼠進行皮下注射免疫保護試驗，可中和2LD50毒素，保護率為100%。Meenatchisundara等[24]制得純化的抗蝰蛇毒素lgY和鱗狀蝮蛇毒素lgY，能夠中和蝰蛇和鱗狀蝮蛇毒素，同時有抑制水腫、減少溶血和降低磷脂酶活性的作用。De Almeida等[25]使用抗非洲蝰蛇和眼鏡蛇毒素的lgY，1440μg的lgY能夠中和62.2LD50的毒素，同時使用抗毒液的lgY幾乎沒有免疫副作用。

結語和展望

經過20多年的發展，IgY已在世界范圍引起重視。國內外研究文獻數量不斷增多，IgY的應用也日益廣泛。特異IgY的制備為治療和診斷各類疾病提供了新的思路。在免疫診斷方面，IgY是傳統哺乳動物抗體最好的替代品，它改進了現代免疫診斷檢測方法，已在蛋白質印跡分析、免疫組化、膠體金標記和免疫電泳等檢測方法中廣泛應用。在免疫治療方面，IgY是抗生素藥物最好的替代品，在尋找藥物靶位和腫瘤治療中應用前景廣闊，但在目前均處于實驗研究階段，距臨床應用還較遙遠。但相信，IgY憑借其自身優勢，將會在醫學領域中發揮更大的作用。

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