卵黃抗體在疾病防治中應用的研究進展

安芳蘭　李菁　張榮　武發菊　武永淑　董文教　馬全英　王凡　劉學榮

摘要 卵黃抗體是一種多克隆抗體，由禽類經特異性抗原刺激后通過B淋巴細胞產生并運行至卵黃中所形成，具有強大的免疫功能。對卵黃抗體的結構特點、理化性質、作用機理及其在各類動物疾病治療預防方面的應用進行了綜述，并指出了目前存在的問題。

關鍵詞 卵黃抗體；免疫；疾病治療；應用

中圖分類號 S855.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）05-068-04

Abstract Egg yolk antibody is a kind of polyclonalantibody by specific antigen stimulation of poultry， which is produced by B lymphocyte and migrated to the yolk of polyclonal antibody， with a strong immune function. In this research， we reviewed the application of structural characteristics， physicochemical property and action mechanism of egg yolk antibody in prevention treatment of animal disease. The existing problems were pointed at present.

Key words Egg yolk antibody； Immunity； Disease treatment； Application

卵黃抗體（IgY）又稱為卵黃免疫球蛋白（Egg yolk immunoglobulin），是禽類經特異性抗原刺激，由B淋巴細胞產生并移行至卵黃中的多克隆抗體，大多數為IgG，具有強大的免疫功能。因其具有穩定性強、耐酸性、耐高溫、易于制備、可規模化生產等優點，目前卵黃抗體已被廣泛應用于生物制品、功能食品以及獸醫等領域，且在動物重大疾病的防控和治療方面具有非常廣闊的應用前景。筆者從卵黃抗體的形成過程、結構特點、理化性質、作用機理和方向等方面分析了卵黃抗體在被動免疫中的重要作用，并對其在各類動物和人類疾病防治中的應用進行了闡述，并指出了目前存在的問題。

1 卵黃抗體

1.1 卵黃抗體的形成

卵黃抗體是從免疫禽蛋中提取出的、針對特定抗原的抗體。法氏囊通過控制體液免疫應答，誘導B細胞分化和成熟最終形成抗體，其大致過程如下：禽類受到外界抗原刺激后，體內免疫系統會被激活，針對入侵的抗原會發生一系列免疫反應并產生大量的特異性抗體。隨著血液循環，抗體流入到身體各個部位抑制抗原，保護機體免受危害。用同種抗原多次刺激母雞后，體內產生的抗體會隨血液循環流經卵巢，在卵巢受體的介導作用下抗體會逐步進入到卵巢濾泡和輸卵管中，最終在卵黃中積聚并形成卵黃抗體[1]。

1.2 卵黃抗體的結構

卵黃抗體（IgY）是卵生動物所具有的免疫球蛋白，結構呈Y字形，分子質量約180 ku，包括2條相同的重鏈（H鏈）和2條相同的輕鏈（L鏈），通過二硫鍵將二者結合在一起。L鏈分子量為22～30 ku，H鏈分子量為60～70 ku，包括1個可變的VH區和4個不變區（CH1、CH2、CH3和CH4），沒有鉸鏈區，但是它含有鄰近包含脯氨酸和甘氨酸的CHlCH2和CH2CH3區域的邊界區域以及甘氨酸殘基，使得IgY的結構更穩定。

1.3 卵黃抗體的理化性質

卵黃抗體（IgY）的等電點為5.7～7.6，對壓力穩定，當壓力高達4 000 kg/cm2時IgY的活性仍較高。IgY用不同的溫度熱處理不同時間后發現，隨著溫度和處理時間的增加，IgY與抗原結合的活性會降低，在60～70 ℃范圍內比較穩定，70 ℃下加熱90 min后活性顯著下降，高于80 ℃時大部分IgY已經變性[2]。當pH為3.5～11.0時，IgY活性比較穩定，高于或低于這個范圍時IgY活性會迅速下降，這是因為在強酸或強堿環境中IgY上包括抗原結合位點的Fab部分構象發生變化和破壞。當IgY與胃蛋白酶發生反應時活性不變，但與胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶發生反應時活性會顯著降低。此外，卵黃抗體能耐受高滲環境且具有反復凍融的特性[3]。

1.4 卵黃抗體的優點

IgY具有較多的抗原表位，哺乳動物抗原的抗體不會與之發生反應，也不會與Fc受體結合，因此不會在免疫檢測過程中產生假陰性或假陽性結果。IgY對疾病的治療具有療效高和作用快的特點，不會產生耐藥菌和繼發感染現象，對病原具有特異性。當IgY發生作用后，機體會當做營養物質將其分解吸收，無毒副作用，也不會有有害物質殘留。家禽發生有效免疫所需要的抗原劑量小，所產生的卵黃抗體在機體內能長時間維持在較高水平。此外，母雞飼養較為方便，且具有雞蛋均一性好、收集方便快捷和價格便宜等優點，并在提取卵黃抗體時無需采集動物血液，對動物不會造成任何損傷，也符合動物保護原則的要求。

1.5 卵黃抗體的作用機理

特異性IgY抵御病原保護機體健康，其作用機理主要有以下方面：

①抑制病毒感染細胞。卵黃抗體與病毒顆粒表面多個受體結合時會破壞病毒的結構，影響病毒膜與細胞表面的融合，抑制病毒核酸在細胞內的復制。IgY也可以黏附于病毒衣殼上，抑制病毒的生長繁殖。

②抑制病原菌。抗體分子黏附于病原菌的菌毛上，抑制病原菌在腸道壁上發揮作用，也使非腸道菌失去黏附宿主細胞的能力，將病原菌的完整性破壞并抑制其增殖。

③抗內毒素。卵黃抗體能夠中和細菌、霉菌等所產生毒素的毒性，抑制巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子，減輕炎癥反應，還會抑制內毒素與靶細胞之間的結合，避免不良后續反應與繼發感染的發生。

④其他作用。有的IgY可被腸道消化酶降解為結合片段，該片段中包含抗體易被腸道吸收的Fab，IgY進入血液后與特定病原菌黏附因子結合，穩定區保留在腸道內但會失去對易感細胞的致病性。

2 卵黃抗體在疾病防治中的應用

2.1 在人類疾病防治中的應用

目前，IgY被越來越廣泛地用于人的病毒性疾病與腫瘤的防治中，抗輪狀病毒雞卵黃免疫球蛋（百貝）對小兒輪狀病毒腸炎的治療效果很好[4]。Tsukamoto等[5]從禽流感病毒中提取生產的抗A/H1N1 2009的IgY，對人和豬的病毒株具有較強的交叉反應，能在體外中和A/H1N1病毒。幽門螺桿菌是誘發胃炎及胃潰瘍發生的主要病原體，耐藥菌株的出現給該病的治療帶來難度，抗幽門螺桿菌IgY可以阻斷該菌對胃黏膜的黏附及損傷。研究發現，16 mg/mL的IgY可以完全抑制細菌生長，有望成為替代抗生素的新型制劑[6]。Vaillant等[7]制備的抗人類免疫缺陷病毒（HIV）gp120IgY可特異性結合HIVgp120，為艾滋病的預防和治療帶來新途徑。IgY具有較高的特異性與穩定性，在對哺乳動物高保守蛋白的腫瘤靶向治療、疾病特異性檢測及放射免疫顯像與治療等方面的研究有望取得進展。

2.2 在豬病防治中的應用

仔豬腹瀉是困擾豬養殖業的難題之一，給養豬業帶來了巨大的經濟損失。以前，人們通過注射抗生素或疫苗治療預防仔豬腹瀉，但抗生素的長期使用容易產生耐藥性，導致其療效下降。仔豬通過母乳獲得被動免疫保護，但斷奶后母源抗體會急劇下降，導致其免疫力降低，極易感染大腸埃希菌或其他病原引發的仔豬腹瀉，通過在飼料中添加針對某些特定疾病的IgY，口服IgY使其獲得有效的被動免疫保護。用豬流行性腹瀉病毒（PEDV）對仔豬進行攻毒試驗，對腹瀉仔豬口服IgY，結果表明對照組呈水樣腹瀉直至脫水而死，病死率為100%，而服用IgY的仔豬的腹瀉癥狀顯著減輕，83.3%的仔豬在5 d后恢復正常[8]。

豬傳染性胃腸炎（TGE）是另一個困擾養豬業的難題。TGE可致2周齡的仔豬大量死亡，在發生TGE的2個豬場口服IgY的仔豬死亡率僅為17.65%，對照組為63.16%，差異顯著[9]。引起TGE的主要病原菌之一就是幽門螺旋桿菌，研究表明口服幽門螺旋桿菌IgY可以減輕腸道炎癥。

豬鏈球菌主要感染豬的消化道、上呼吸道和生殖道，臨床病癥為敗血性和局灶性淋巴結化膿。豬鏈球菌IgY的研制也為豬鏈球菌病的防治提供了新手段，可用地方流行性的豬鏈球菌制備疫苗免疫雞獲得特定的高免IgY，專門針對地方流行性鏈球菌，具有高效、方便的特點。用豬鏈球菌ST17I株活菌免疫母雞后，其IgY的免疫效價可達1∶210，對發病豬注射豬鏈球菌高免IgY，可以有效控制豬鏈球菌病的發生，保護率可達100%[10]。豬圓環病毒病可以引起斷奶仔豬多系統衰竭綜合征，是引起豬免疫障礙重要傳染病之一。索江華等[11]制備的豬圓環病毒2型高免IgY，對攻毒豬圓環病毒病豬的治愈率可達96%。綜上所述，抗菌性IgY的研制在一定程度上解決了抗生素依賴性問題，顯著降低了抗生素的使用率，為預防與治療細菌性疾病提供新視角。

2.3 在牛病防治中的應用

引起奶牛乳腺炎病的主要致病菌有金黃色葡萄球菌、無乳鏈球菌和大腸桿菌。奶牛乳腺炎是奶牛養殖業中最嚴重疾病之一：發病率最高、流行最快、損失最大。目前常用的防治手段是注射抗生素，但是這會使其抗藥性和耐藥性增強，并且會造成動物體內藥物的殘留，間接危害人類健康。王林會等[12]評價了金黃色葡萄球菌外毒素特異性卵黃抗體（IgYtoxins）及5、8、336型金黃色葡萄球菌莢膜特異性卵黃抗體（IgYT5、IgYT8及IgYT336）聯合使用對奶牛乳房炎的治療效果。此外，口服IgY除了對腸道疾病有很好的效果，對非腸道疾病也有顯著效果。Dahlen等[13]應用含IgY的全蛋口服治療小牛的乳房炎，療效顯著。輪狀病毒可以感染豬、牛、犬、貓等的幼齡動物，德國和日本分別研制抗輪狀病毒和抗大腸桿菌多價卵黃抗體，經口服后可以很好地治療牛輪狀病毒腹瀉病和犬、貓等的輪狀病毒腹瀉病[14]。

2.4 在禽類疾病防治中的應用

目前，國內應用IgY防治禽類疾病的成功案例越來越多，雞養殖業中最為常見的疾病是傳染性法氏囊（IBD）和新城疫（ND），二者對雞的混合感染率高達70%～80%，致死率在80%以上。張倫[14]制備的抗IBD病毒的卵黃抗體用于動物的攻毒保護試驗，結果發現發病雞的保護率在80%以上，可以防止同舍傳染，臨床上用該卵黃抗體對某雞場的11批自然發病雞進行治療，對發病動物的保護率與張倫[14]的動物攻毒保護試驗結果相吻合，且發病后治療越早效果越好。王帥等[15]對雞免疫接種ND病毒，檢測其抗體效價，確定了制備抗雞IBD與ND高免卵黃抗體的最佳免疫程序，制備的高免卵黃抗體具有很好的臨床試驗治療效果。宋陽[16]用新城疫油佐劑滅活疫苗和新城疫高免卵黃抗體聯合免疫雞群，24 h后連續7 d檢測免疫雞體內的抗體水平，發現自免疫24 h后體內的抗體處于較高水平，且能維持較長時間，與單獨使用疫苗免疫組相比，不會出現抗體陰性期，因此該方法可起到治療和緊急預防的目的，但IgY與疫苗聯合免疫時會出現所用疫苗不被抗體中和的現象。

卵黃抗體與滅活疫苗聯合免疫雞群可以消除疫苗免疫后的抗體空白期，對發病雞起到緊急治療和預防的作用。劉春紅等[17]采用高效價的禽流感（H5N亞型RE5株）卵黃抗體和禽流感（H5N亞型RE5株）滅活疫苗同時接種從未接受疫苗免疫的雞群后，連續檢測免疫雞體內抗體水平，發現這種聯合免疫方式彌補了單獨使用流感疫苗后6 d內的抗體空白期，起到了緊急預防的作用。目前，對卵黃抗體對疫苗免疫效果的影響仍在不斷研究中。

2.5 在水產動物疾病防治中的應用

目前，在水產動物養殖過程中抗生素的濫用不僅導致動物產品中的藥物殘留，而且增加了細菌對抗生素的抵抗力，尋找安全、高效的抗生素替代品迫在眉睫，用卵黃抗體防治水產動物疾病的研究報道較少，但因其具有療效確切、使用安全、無毒副作用、制備工藝簡單、生產成本低等優點，在防治水產動物疾病方面逐漸受到重視。經口感染是水產動物感染病原體的主要途徑之一，因此口服卵黃抗體在動物胃腸道中不僅可以直接中和病原體，而且在被胃蛋白酶和胰蛋白酶降解后，其具有免疫活性的Fab片段仍然能發揮免疫作用。大量研究表明，口服IgY對水產動物疾病有顯著療效。

吳建[18]闡述了IgY在水產動物易感的幾種病毒（如白斑綜合征病毒（WSSV）、嗜水氣單胞菌、遲緩愛德華菌及鰻利斯頓菌）中的應用，將提純的病毒或細菌接種蛋雞，收獲抗體后免疫水產動物螯蝦、大菱鲆和中華鱉等發現均具有有效的保護作用，免疫保護率達83.3%～100.0%。周永強等[19]用滅活的鰻利斯頓菌聯合弗氏佐劑分3次免疫蛋雞，收集卵黃并分離純化，得到濃度8.93 mg/mL、效價1∶1 024的IgY；攻毒試驗結果表明，混合注射鰻利斯頓菌和特異性IgY后，IgY的保護率為33.3%，說明抗鰻利斯頓菌IgY能一定程度延長鰻利斯頓菌感染后克氏原螯蝦的存活時間，并降低克氏原螯蝦的死亡率。

使用IgY替代哺乳動物血清、初乳的抗體及單克隆抗體可以降低治療成本。從IgY的來源來看，由于雞與哺乳動物有著明顯的種屬差異，禽類的病原體對哺乳動物通常無致病性，避免了使用哺乳動物血清抗體帶來的交叉感染；對哺乳動物蛋白而言，在禽體內能更高效地刺激其產生免疫應答，產生大量IgY。此外，IgY不能與人的Fc受體或哺乳動物體內的補體結合，因此應用IgY可以避免這些因素在疾病診斷過程中造成的干擾。

2.6 在毛皮動物疾病防治中的應用

目前，毛皮動物（包括兔、狐貍、水貂、貉）易感的幾種重大疾病尚無完全治療的有效藥物。兔瘟一般呈暴發性流行，是由兔瘟病毒引起的一種熱性、急性、敗血性和毀滅性的傳染病，發病率和死亡率都很高，使得每年養兔業遭受巨大的經濟損失。湯少偉[20]制備的兔瘟IgY顯示出較好的預防和治療效果，可以100%緊急預防兔瘟的發生，對兔瘟的早期治愈率可達80%。譚婷婷[21]采用分離株水貂細小病毒MEVZYL1免疫蛋雞，并利用CHCl3和飽和（NH4）2SO4結合的方法提純IgY，HI效價可維持在9log2以上，為水貂MEV的預防和治療奠定了基礎。莊金秋等[22]用水貂犬瘟熱CDV分離毒作為抗原免疫蛋雞制備IgY，結果表明IgY的最高抗體滴度與IgG接近，3免后3～5 d可開始持續收集卵黃制備IgY。應用IgY防治特種毛皮動物疾病，可以避免同源或近源材料帶毒而導致本動物發病的潛在危險，對于有效降低毛皮動物疾病爆發和減少經濟損失具有重要意義。

2.7 在被動免疫防治細菌性腸道感染中的應用

引起腸道感染的致病菌很多，且在臨床上被不斷發現。國內常見的引起腸道感染的致病菌包括沙門氏菌屬、鄰單胞菌屬、致病性大腸桿菌（EPEC）和金黃色葡萄球菌等，而沙門氏菌引起的腸道感染在世界范圍內是一個重大的公共衛生難題。

被動免疫是有活性的體液免疫以現成的抗體形式從一個個體轉移到另一個個體。被動免疫可以自然發生，從母體轉移到后代，也可以人工誘導，使得特定病原體或毒素的高水平抗體從免疫個體中獲得或從感染的病人中獲得。來自被動免疫的免疫力一般持續的時間較短，只要抗體還在有機體內，它會提供直接保護，在人類和其他動物中為了建立抵抗病毒和細菌性病原體的保護性免疫力，最好的方法就是預先形成特定的抗體，控制耐藥生物數量的增加。此外，被動免疫也可以用來抵抗對抗生素治療沒有響應的有機體。IgY在被動免疫中的使用已經被廣泛研究。KovacsNolan J等[23]利用從免疫母雞卵黃中制備的免疫球蛋白，預防和治療感染彎曲桿菌空腸的雞，結果表明口服抗彎曲桿菌空腸IgY可能是工業或農業上消除這種感染的主要預防和治療方法。Si W等[24]研究了口服抗腸炎卵黃抗體對沙門氏菌污染的蛋雞的影響，結果表明口服包含腸炎沙門氏菌特異性抗體的全蛋粉會減少腸炎沙門氏菌污染蛋雞的概率，并且為控制沙門氏菌腸炎感染提供一個潛在工具。Cook M E等[25]研究了腸炎沙門氏菌特異性IgY的接種對細菌排泄物脫落的影響，結果表明腸炎沙門氏菌特異性IgY在減少沙門氏菌對市場上老齡化肉雞的侵入具有良好效果。盡管IgY用于禽類被動免疫的實例很多，但是因為標準化IgY的生產成本較高，因此用最有效的方式生產高度特異性的IgY是證明其規模化應用的關鍵，如通過提高免疫刺激性效果和佐劑的選擇來實現。這可能需要開發IgY對家禽常見病原體的混合性微生物。隨著對微生物抗生素研究阻力的增大，加強特異性IgY抵抗病原微生物方面的研究已經成為最亟待解決的問題。

3 存在問題及展望

IgY作為一種新型抗體，已用于各種病原的檢測、疾病的預防及治療中。然而，對IgY的臨床推廣應用還存在一系列問題。

研究表明，IgY對革蘭氏陰性菌有抑制作用，然而對革蘭氏陽性菌的研究卻鮮少報道，其作用效果還需要深入研究。半衰期短是IgY臨床應用所面臨的另一個瓶頸，IgY在新生仔豬血清中的半衰期只有1.85 d，遠遠小于哺乳動物IgG的半衰期（12～14 d），仔豬對IgY的吸收量會隨著日齡的增加而逐漸減少。此外，IgY含有大量的脂類和雜蛋白，無法直接注射進仔豬體內并使之吸收，還會引起過敏反應等問題，IgY的分離需要除去脂蛋白并恢復水溶性部分（WSF），然后從其他卵黃球蛋白中純化出IgY，提取質量（抗體活性的保存、抗體的純度和恢復）、提取規模（實驗室或工業）、成本效益和提取技術等都會影響IgY的純度。大規模的生產工藝及產品質量標準的制訂，因為IgY具有較短的半衰期，需要將其制成緩釋制劑才能獲得預期效果。隨著對 IgY 研究的不斷深入，如何將其成本最小化等問題將會逐漸得到解決，IgY在水產動物疾病防治中的應用前景也將越來越廣闊。因此，研究一種經濟、簡單且有效的提取方法是將卵黃抗體在疾病治療方面得到應用推廣的關鍵問題之一。

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