段雪磊,馬奎紅(河北農業大學動物醫學院,河北 保定 071000)
中草藥免疫增強劑的免疫機制及在畜禽業的應用
段雪磊,馬奎紅
(河北農業大學動物醫學院,河北 保定071000)
中草藥免疫增強劑能非特異性地改變或增強機體對抗原的特異性免疫應答,增強相應抗原的免疫原性或改變免疫反應類型,在治療、預防動物機體疾病和動物疫苗免疫過程中發揮著重要的作用。文章對中草藥免疫增強劑的免疫機制和在畜禽業中的應用進展進行了綜述,以期為中草藥免疫增強劑在畜禽業中的應用提供理論參考。
中草藥免疫增強劑;免疫機制;畜禽業
近年來,隨著畜禽業現代化、集約化、規模化發展,人們為提高養殖效益,抗生素、化學藥物、激素類藥品被長期大量濫用,嚴重破壞了畜禽機體的免疫系統,加劇了免疫抑制病的發生,造成畜禽機體免疫力下降、生產性能降低,甚至引發毒副作用和藥物殘留,造成環境污染。中草藥具有毒副作用小、無污染、無抗藥性、無殘留、不易產生耐藥性等優點,不僅能顯著增強畜禽機體的免疫力,還可作為免疫佐劑來提高疫苗的保護力,并能有效地治療部分細菌性和病毒性疾病。因此,開發出廉價、高效、無毒、穩定的中草藥免疫增強劑成為擺在國內外畜牧科技工作者面前緊迫的課題。
1.1對免疫器官的影響
免疫器官是動物機體實現免疫功能的器官或組織,免疫器官的發育狀況與動物機體免疫力的高低直接相關。
屈長青等[1]將500 mg/ml沙棘葉水提物分別按高、中、低劑量組(10 mg/ml、20 mg/ml、30 mg/ml)給小鼠灌胃,連續用藥10 d,結果發現高、中劑量組小鼠脾指數明顯增高,中劑量組小鼠胸腺指數顯著增高。王君巧等[2]研究發現免疫抑制模型對照組小鼠脾臟指數明顯低于正常組小鼠,當灌胃黑靈芝多糖后,小鼠的脾臟指數隨著灌胃劑量的升高而增加。杜志強等[3]通過試驗證實猴頭菇多糖在200 mg/kg、400 mg/kg劑量時均能顯著提高幼年小鼠的胸腺指數(P<0.05)。高旭等[4]把小鼠隨機分為黃芪多糖對照組和大、小劑量組,試驗結果顯示試驗組小鼠脾臟和胸腺重量增加,與對照組相比具有顯著差異,證實黃芪多糖具有增加免疫器官重量而增強免疫調節功能的作用。
1.2對骨髓造血、增殖、分化的影響
骨髓造血干細胞是多功能造血干細胞,其分化過程是各種血細胞成熟的過程,而免疫細胞均為血細胞,所以骨髓造血干細胞對動物機體免疫力影響很大。
王曉玲等[5]采用當歸補血湯載藥血清對體外培養的骨髓基質細胞進行干預,發現當歸補血湯載藥血清能夠促進骨髓基質細胞的增殖以及造血生長因子GM-CSF和IL-3的分泌,作用機制可能是通過中藥中的某些有效成分直接刺激骨髓基質細胞增殖,同時促進造血生長因子GM-CSF和IL-3的分泌,間接發揮造血調控的作用。
1.3對單核吞噬細胞系統功能的影響
單核巨噬細胞是體內非常重要的免疫細胞,在抗感染免疫和腫瘤免疫等方面都起著重要的作用,可通過釋放可溶性因子和處理抗原來調節機體免疫功能。
馬紅梅等[6]研究發現,藏蒲公英多糖(TP)和藏蒲公英多糖納米乳(TP-NE)在試驗期內均提高了小鼠巨噬細胞的吞噬率和吞噬指數,結果發現TP-NE的作用效果強于TP,表明TP有增強小鼠腹腔巨噬細胞吞噬功能,進而提高機體非特異性免疫的作用,而TP-NE的作用效果更加顯著。黃芪多糖可以使免疫小鼠腹腔巨噬細胞吞噬綿羊紅細胞的作用增強,明顯頡頏環磷酰胺或強的松龍所致的單核巨噬細胞系統吞噬功能的抑制[7]。江振友等[8]研究報道,靈芝多糖能增加小鼠腹腔巨噬細胞對雞紅細胞的吞噬百分率,增強網狀內皮系統的功能,加速碳粒的清除。
1.4對NK細胞的影響
NK細胞是機體重要的免疫細胞,對T細胞、B細胞等均有調節作用,在機體抗腫瘤、抗病毒、抗感染中發揮著重要作用。
邵書軍等[9]研究表明,牛膝多糖能對抗環磷酰胺(CY)所致的小鼠外周血中NK細胞活性降低,還能提高正常小鼠外周血中NK細胞活性。人參多糖能增強單核巨噬細胞吞噬能力,并誘導機體效應細胞IL-1、IL-2、INF-r、mRNA的表達,增強NK細胞的活性,提高機體抗腫瘤的能力。韓紀舉等[10]研究結果發現,靈芝多糖可增強NK細胞對K562細胞的殺傷活性,認為可能是由于靈芝多糖激活了殺傷激活性NKCR所致。
1.5對細胞因子的影響
孫志良等[11]研究白毛藤生物堿能有效提高機體的免疫功能,黃芪多糖可以促進IL-2、IFN-r及TNF-amRNA的表達,可誘導巨噬細胞產生TNF-a、NF-kB及NO,可通過增強小鼠體內IL-2、IL-6、IL-12、TNF-a等細胞因子水平而提高免疫功能[12]。
1.6對補體系統的影響
補體系統是廣泛參與機體抗病原微生物防御反應和免疫調節,介導免疫病理反應,存在于血清和組織液中一組經活化后具有酶活性的蛋白質。補體含量或活性通常作為機體非特異性免疫功能的指標。
研究發現,適量的黃芪多糖注射液能提高犬的補體C3、C4水平和免疫球蛋白。向刺參體腔中注射相同體積(500 μl)的無菌黃芪多糖溶液后,補體C3含量在注射后第3天達到最高。雷公藤莖、葉、花均能顯著提高小鼠血清補體含量。
1.7對紅細胞免疫功能的影響
紅細胞免疫是機體的一種防御機制,包含許多與免疫相關的物質,并與其他免疫活性細胞有著密切聯系,是整體免疫系統中不可或缺的部分。
研究發現落葵多糖對紅細胞免疫有促進作用,采用小鼠肉瘤(S180)移植性腫瘤模型研究落葵多糖抗腫瘤及對S180小鼠紅細胞免疫功能的影響,結果落葵多糖對荷瘤小鼠的腫瘤生長均表現出顯著的抑制作用,抑瘤率達48.16%;與模型組比較,能明顯提高荷瘤小鼠的脾臟指數和胸腺指數,并可增加荷瘤小鼠腫瘤紅細胞花環率,提高紅細胞C3b受體花環促進率,降低紅細胞C3b受體花環抑制率。
1.8抗腫瘤
腫瘤是危害機體健康的一類惡性疾病。中草藥具有抗腫瘤的作用,其作用是多環節、多途徑、多靶點的,且不良反應較小。中草藥抗腫瘤近年來受到人們廣泛關注和研究。
有關專家從富硒靈芝中提取的一種多糖稱為SeGLP-2B-1,處理人乳腺癌細胞系MCF-7后,可以顯著提高細胞中Caspase-3、Caspase-8和Caspase-9的活性,導致裂解,而Caspase-3、Caspase-8和Caspase-9抑制劑可抵抗SeGLP-2B-1誘導的MCF-7凋亡,SeGLP-2B-1可能通過Caspase蛋白酶的活性誘導腫瘤細胞的凋亡。
1.9對細胞免疫的影響
細胞免疫主要由T細胞介導,在特異性免疫應答中起關鍵作用。中草藥對活化的T細胞有促進作用,可通過促進有絲分裂作用,調控T細胞功能,從而發揮免疫調節作用。
研究表明,黃芪多糖能誘導脾臟樹突狀細胞分化,促使TH2向TH1轉化,從而增強T淋巴細胞免疫功能。研究發現距骨(紫云英屬)多糖可選擇性地增加CD4+T細胞的比例,促使CD4+/CD8+比值大大增加,使不穩定的CD4+/CD8+比率趨于平衡而發揮其免疫調節作用。研究證實白術能刺激Th1型淋巴細胞增殖,產生抗體,調節免疫反應。
1.10對體液免疫的影響
體液免疫是由B細胞產生抗體而達到保護目的的免疫機制,是由B細胞通過對抗原的識別、活化、增殖,最后分化成漿細胞并分泌抗體來實現。抗體是介導體液免疫的重要分子,抗體水平的高低直接影響著體液免疫。
通過研究白術多糖對小鼠免疫系統的影響,結果發現白術多糖抗原能刺激機體產生特異性IgG類抗體(P<0.05),一定程度上可激發非特異性IgG類抗體的產生。研究表明,黃芪多糖能明顯提高小鼠脾臟生成抗體細胞數,半數溶血值及巨噬細胞吞噬功能。有研究報道,刺五加多糖能直接刺激B細胞的增殖、分化及抗體產生,但對T細胞的增加及IL-2、IL-4、IL-6和IFN-r的表達無影響,是對B淋巴細胞的選擇性刺激。銀杏葉及其提取物可增加小鼠抗綿羊紅細胞抗體生成細胞數量并提高小鼠抗雞紅細胞抗體(溶血素)的水平。
2.1在家禽生產中的應用
2.1.1對家禽免疫功能的影響
研究表明,中草藥添加劑可提高肉仔雞血清總蛋白的含量和肉仔雞免疫器官指數。將中藥復方(由常山、白頭翁、黃芪、黨參、北烏梅和仙鶴草組成)對海蘭褐雛雞進行球蟲病預防試驗,結果表明該中藥復方制劑能通過抑殺球蟲、緩解消化道損傷而有效預防球蟲病,增強雞的抗病能力。在林下生態雞日糧中分別添加1%和2%的復方中草藥添加劑(黃芪、淫羊藿、厚樸和神曲等15味單體中藥組成),結果表明,該復方中草藥制劑能顯著提高林下生態雞的生長性能和HI抗體水平,增強機體免疫功能。應用免疫組織化學和組織化學方法對使用免疫增強劑的1日齡SPF雛雞接種IBD疫苗后,消化道和呼吸道局部黏膜免疫組織的T細胞和IgG、IgA和IgM生成細胞的數量指標均高于單獨免疫IBD疫苗的雛雞。
2.1.2對家禽生產性能的影響
研究表明,將黃芪、刺五加、神曲、當歸、陳皮等10味中草藥組成的添加劑添加到55周齡健康的海蘭褐蛋雞基礎日糧中,可以降低破(軟)蛋率和料蛋比,提高產蛋率。以鐵腳麻雞為研究對象,將黨參、黃芪、丹參等6味中藥粉碎,按不同比例添加于飼料中,結果發現試驗組增重極顯著高于對照組。研究表明,在白羽肉仔雞中添加0.3%水平的中草藥組方(黃芪、山楂、白術、丹參和神曲等11味中藥材組成)可顯著提高肉仔雞的活重、日增重和采食量,降低料重比。
2.2在豬業生產中的應用
2.2.1對豬免疫功能的影響
研究發現,與生理鹽水組比較,把黃芪多糖和白花蛇舌草多糖作為免疫增強劑聯合高致病性豬藍耳病滅活疫苗免疫26日齡斷奶仔豬,結果發現黃芪多糖和白花蛇舌草多糖均能極顯著促進外周血淋巴細胞的增殖,使抗體提早產生并提高抗體滴度和IL-2表達水平,并且能增強豬對高致病性豬藍耳病滅活疫苗的免疫應答能力。在仔豬飼糧中添加復方中草藥制劑(黨參、炒白術、茯苓、甘草、黃芪等四君子湯加味),能顯著提高仔豬機體免疫功能,減少斷奶而引起的應激。給仔豬免疫豬瘟疫苗的同時,將1%的中藥免疫增強劑(由黃芪、黨參、何首烏、淫羊藿、女貞子等11味中草藥組成)添加到仔豬日糧中進行飼喂,結果發現,試驗組豬瘟抗體水平顯著高于對照組,且試驗組抗體生成快、持續時間長;接種疫苗15、45 d后,試驗組T淋巴細胞百分率顯著高于對照組,表明中藥免疫增強劑具有促進T淋巴細胞增殖和加強細胞免疫功能的作用。
2.2.2對豬生長性能的影響
中草藥多糖(白術、黃柏、黨參、蒼術、陳皮、山楂、馬齒莧)能提高斷奶仔豬增重和免疫器官指數,復合多糖對斷奶仔豬生長性能和免疫器官指數的提高均優于單一多糖和抗生素,且以在飼糧中添加0.6%和0.9%的中草藥復合多糖效果較好。將中草藥免疫增強劑添加到仔豬日糧中,結果發現加藥組仔豬日增重比對照組提高了19.87%(P<0.05),血清總蛋白含量增加了17.60%(P<0.05),說明中草藥免疫增強劑能夠促進仔豬采食,提高消化率,增加飼料利用率,降低料重比。
2.3在漁業生產中的應用
將試驗魚按照1.1g/kg體質量口灌復方A(由紫草、桑葉等組成),每日口灌給藥1次,連續給藥7 d;試驗結束后,取半數試驗魚高溫30℃熱刺激2 h后,與常溫22℃給藥的試驗組共同采樣。結果表明,復方A能有效促進鱘魚生長,在維持魚體內環境穩定的同時,能有效控制高溫條件下尿酸的升高,保護腎臟免受高溫損傷,并能促進血清內堿性磷酸酶活性升高,有效提高機體免疫能力。在鯉魚飼料中添加黃芩、板藍根、黃芪、茯苓和魚腥草,經過25 d飼養試驗,結果表明,5種中藥均使鯉魚腸內細菌數增加,并對其組成產生了影響,使有益菌增加,并抑制了大部分條件致病菌的生長。將黃芪、黨參、大黃、板藍根等10余味中藥制成顆粒藥餌,投喂羅氏沼蝦,結果表明,羅氏沼蝦血細胞吞噬百分比和吞噬指數、血清溶菌酶活力及酚氧化酶活力均顯著提高,經嗜水氣單胞菌攻毒后,各試驗組的免疫保護率也明顯提高。以中藥復合免疫藥物蝦康素連續投喂中國對蝦,能顯著提高血淋巴的髓過氧物酶(MPO)、無酚氧化酶(PO)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活力。
我國中草藥資源豐富、品種繁多,價格低廉、毒副作用小,部分中草藥免疫增強劑已被廣泛應用,并表現出良好的效果。因此,合理使用中草藥免疫增強劑不僅能促進畜禽的健康生長和提高機體免疫力,而且可有效減少或避免畜禽藥物殘留的發生。盡管中草藥免疫增強劑研究仍處于起步階段,在畜禽業實際生產中應用的種類有限,許多種類還有待開發;但隨著科學技術的進步和祖國醫學的發展,大力開發中草藥免疫增強劑,將會發揮其顯著的經濟效益和社會效益,并推動畜牧業的健康發展。
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2015-04-20)