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摘 要 卵黄免疫球蛋白（IgY）是鸟类、两栖类和爬行类动物的主要免疫球蛋白。IgY稳定性好，具有不激活补体系统、不与类风湿因子和蛋白A、G结合等免疫学特性，且产量高、易提取纯化。该蛋白已广泛应用于兽医学、功能食品和生物制品等方面，且在疾病预防控制和治疗方面开发潜力广阔。本文就从IgY的生物学特性，以及其在免疫诊断和免疫治疗方面的应用作一综述。
关键词 卵黄免疫球蛋白 免疫 药理
1893年Klemperer提出母鸡血清中的抗体可通过产卵方式传给后代，在胚胎发育早期作为主要的免疫球蛋白为雏鸡提供被动的免疫保护。因该抗体蛋白与哺乳动物IgG分子类似，故称其为鸟类IgG。而1969年Leslie等[1]的实验证明，鸟类IgG与哺乳动物IgG的分子不同，所以又提出了卵黄免疫球蛋白（IgY）这个概念。由于当时IgY提取困难，故未受到重视。直到1990年后，Akita等[2]建立了水稀释法，使IgY的提取变得简单易行，从而掀起了IgY制备和应用的热潮。鉴于IgY具有产量高、稳定性好、免疫学特性独特等优点，该蛋白被称为最具潜力的哺乳动物抗体替代品。1996年欧洲实验方法替换确认中心（EC-VAM）推荐使用IgY替代哺乳动物IgG。1999年出于对动物保护的考虑，IgY技术被瑞士联邦政府接受。德国、日本、瑞典和南非等国家对IgY的研究也明显领先，这些研究进展将使多克隆抗体的生产进入无害化、易操作的新时代，鸡也被称作新一代的抗体“加工厂”[3]。
IgY的来源和产量
IgY来源于鸡卵黄。与哺乳动物（兔、牛等）相比，产蛋母鸡成本低，是有效的多克隆抗体生产者。Li等[4]研究证实，卵黄的重量与母鸡产蛋天数的百分比是IgY产量的2个重要因素。母鸡初次免疫10天后，即可获得高浓度的抗体，且效价稳定，可持续6～28周。另外，免疫鸡的饲养简单，花费少，且符合3R[替代（replacing）、减少（reducing）、改善（refining）]的动物保护原则[5]。IgY在鸡卵黄中的浓度约为5～20 mg/ml，每枚鸡卵黄中可提纯100～150mg，12枚鸡卵黄约可提纯1g的IgY，与100 ml血清中所含IgG的含量相当。每只母鸡每年可产卵280枚，即可生产约40 g的IgY；而每只兔每2～3周抽血1次，一年仅可生产1.3 g抗体，所以1只鸡的年产蛋量所获得的IgY可相当于40只兔的年产抗体量。
理化性质
IgY为可溶性蛋白，亲水性比IgG好，且等电点较IgG低，约为5.2。IgY化学性质稳定：①耐酸性好，pH值<3时失活。②耐碱。③稳定性好，在pH为8时，IgY与乳胶的复合物稳定性很好，可作为制备亲和层析柱纯化所需蛋白。Akita等[2]使用IgY制备的亲和层析柱分离乳清和初乳中的IgG，1年多使用50余次，其结合力仅略有降低。④热稳定性好，巴氏消毒不会使其失活，-30℃和45℃亦不能使其变性。有研究表明，高糖溶液可有效提高IgY在高温（75～80℃）、高压（5000kg/cm2）和低pH值（pH 3）环境中的稳定性[6]。
免疫学特性
Kronvall等[7]和Akerstrom等[8]分别证明，IgY不与蛋白A和蛋白G结合，是单克隆抗体和多克隆抗体检测的有力工具。20世纪90年代，研究者又发现IgY的其他免疫学特性：①不与类风湿因子结合。类风湿因子是一种自身抗体，可与IgG的Fc片段结合，产生假阳性反应。类风湿因子的干扰使免疫测定中易产生交叉反应。Larsson等[4]利用夹心ELSIA证明，类风湿因子不与IgY结合，使用IgY作免疫检测可避免假阳性。②不激活补体系统。新鲜的血清样品均含未激活的补体系统，通常IgG会激活补体系统，激活的补体组分与抗体结合，阻碍了抗体结合表位。而IgY则不激活补体系统，使用IgY可避免补体系统对固相免疫测定的干扰[4]。③不结合细菌和哺乳动物细胞表面Fc受体，使得IgY在双重免疫组化方面比IgG更具优势[9]。④与IgG几乎无交叉反应，常用于循环复合物的测定[10]。⑤使用少量抗原即可产生大量抗体。高度保守的哺乳动物蛋白在兔中不能引起免疫应答，但在鸟类中却很容易获得抗这些蛋白的抗体。对各种哺乳动物的抗原均有效，如总量30～475μg增殖细胞核抗原可产生鸡抗弱免疫原性RNA多聚酶Ⅱ的抗体[11]。
IgY在医学领域中的应用
IgY在人类医学、兽医学、食品科技和生物制剂等方面应用广泛。IgY可作为特异抗体已成为医学领域中新的研究热点[12～14]。
IgY在疾病相关蛋白检测中的应用：血浆白蛋白（HSA）和IgG等10种高浓度蛋白约占血浆总蛋白的90%，由于部分低浓度蛋白很可能是癌症、心肌梗塞等重大疾病的关键指示分子。如何祛除高浓度蛋白，检出低浓度蛋白，在疾病的早期诊断和疗效考核中具有重要意义。制备抗HSA和IgG的鸡卵黄抗体（IgY），金磁微粒载体固定，可特异结合HSA和IgG，以便除去血浆中大部分的HSA和IgG，使低丰度蛋白富集，有效提高低丰度蛋白的检出率，这为血浆蛋白质组学研究提供了一种新的方法[15]。Hb Bart’S胎儿水肿综合征是最严重的一种α型地中海贫血病。从该病患者的红细胞溶解液中提取γ链四聚体（γ4，Hb Bartt’S），免疫鸡获得特异IgY抗体，该抗体可特异结合γ球蛋白、Hb Bartt’S和血红蛋白F，用直接ELISA检测336份人红细胞溶血产物，其敏感性高达100%，特异性为96%，比传统渗透脆性试验法的特异性（约86%）高。该方法的建立有利于在地中海贫血病流行的国家简单快速的检测α型地中海贫血病[16]。
IgY在病原体检测中的应用：疗效考核是目前日本血吸虫病免疫诊断的瓶颈，建立有效的评价方法是寄生虫学界广泛关注的问题[17]。近两年已有研究者使用IgY以改进血吸虫病免疫诊断方法。即用纯化的抗可溶性虫卵抗原（SEA）的IgY为捕捉抗体，以酶标抗SEA单克隆抗体为检测抗体的双抗体夹心酶联免疫吸附试验（S-ELISA）检测急性血吸虫病患者、慢性血吸虫病患者和健康人的血清，其中急性血吸虫病患者和慢性血吸虫病患者的血清循环抗原的阳性率分别为100%（9/9）和84.4%（38/45），特异性为96%（48/50）[18]。而常用的间接血清凝集试验（IHA）的敏感性和特异性分别为69.6%和89.4%[19]。可見前者比后者更具敏感性和特异性，为解决血吸虫病疗效考核的问题带来了希望。 IgY在胃肠道疾病中的应用：最新研究显示，通过口服抗菌抗体或抗病毒抗体可替代抗生素药物而有效预防胃肠道感染。但传统的抗体生产工艺复杂，价格昂贵。而IgY因其来源便宜、易制备、稳定性好、耐酸和耐胃蛋白酶等优点成为制备口服抗体的最佳选择。如轮状病毒是致婴幼儿秋冬季腹泻的主要病原体，全球每年约有100万儿童患轮状病毒性腹泻，至今尚缺乏有效的治疗手段。新药百贝宁主要成分是抗轮状病毒抗体（IgY），治愈率高达88.9%，在临床应用中未发现有不良反应[20]。
IgY在呼吸道传染病中的应用：Nilsson等[21]在瑞典对17例胆囊纤维症患者给予口服IgY以预防铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），通过长达12年的观察，发现17人中仅有2人有铜绿假单胞菌慢性植入情况，而对照组23人中却有7人。所有试验组患者肺功能均正常，且身体质量指数正常或接近正常。表明抗铜绿假单胞菌的特异IgY能有效预防铜绿假单胞菌引起的呼吸道传染病。
IgY在免疫治疗中的应用：因鸡抗体耐酸、耐热且性能稳定，可经口服用于预防或治疗年幼动物或人类的肠道传染病，如婴儿防病食品、龋齿预防、新生乳猪致死性大肠杆菌感染的预防以及鱼病治疗等。特别是抗生素或其他药物的使用存在问题时，IgY成为首选。在非典流行期间，鸡卵黄抗体还被研制用于抑制SARS病毒。
在人类保健上的应用：大量研究结果显示，鸡IgY对病原体感染的防御无动物的种属差异，故应用鸡高免IgY防治婴幼儿疾病是完全可行的。随着SPF鸡群的使用，用卵黃研制安全可靠的人用抗病（尤其是肠道疾病）生物制品必将获得广泛的应用。由修正药业生产的口服免疫球蛋白——修正修修爱优尔胶囊，其主要有效成分即为免疫球蛋白，且含量高，每100g中含有19.8gIgG，，对提高免疫力低下人群的抵抗力具有很好的效果。
中毒解救：针对蛇毒、蜘蛛毒等生物毒素的lgY与药物开发已开展多年。王桂平等[22]使用嗜硫色谱法提纯抗眼镜蛇王毒素lgY，在小鼠试验中，体外6mglgY中和4LD50毒素（约1.6mg/kg），体内可有效中和约3LD50毒素（约1.2mg/kg）。Paul等[23]使用免疫亲和层析纯化抗蝰蛇毒素lgY，对小鼠进行皮下注射免疫保护试验，可中和2LD50毒素，保护率为100%。Meenatchisundara等[24]制得纯化的抗蝰蛇毒素lgY和鳞状蝮蛇毒素lgY，能够中和蝰蛇和鳞状蝮蛇毒素，同时有抑制水肿、减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镜蛇毒素的lgY，1440μg的lgY能够中和62.2LD50的毒素，同时使用抗毒液的lgY几乎没有免疫副作用。
结语和展望
经过20多年的发展，IgY已在世界范围引起重视。国内外研究文献数量不断增多，IgY的应用也日益广泛。特异IgY的制备为治疗和诊断各类疾病提供了新的思路。在免疫诊断方面，IgY是传统哺乳动物抗体最好的替代品，它改进了现代免疫诊断检测方法，已在蛋白质印迹分析、免疫组化、胶体金标记和免疫电泳等检测方法中广泛应用。在免疫治疗方面，IgY是抗生素药物最好的替代品，在寻找药物靶位和肿瘤治疗中应用前景广阔，但在目前均处于实验研究阶段，距临床应用还较遥远。但相信，IgY凭借其自身优势，将会在医学领域中发挥更大的作用。
参考文献
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关键词 卵黄免疫球蛋白 免疫 药理
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IgY的来源和产量
IgY来源于鸡卵黄。与哺乳动物（兔、牛等）相比，产蛋母鸡成本低，是有效的多克隆抗体生产者。Li等[4]研究证实，卵黄的重量与母鸡产蛋天数的百分比是IgY产量的2个重要因素。母鸡初次免疫10天后，即可获得高浓度的抗体，且效价稳定，可持续6～28周。另外，免疫鸡的饲养简单，花费少，且符合3R[替代（replacing）、减少（reducing）、改善（refining）]的动物保护原则[5]。IgY在鸡卵黄中的浓度约为5～20 mg/ml，每枚鸡卵黄中可提纯100～150mg，12枚鸡卵黄约可提纯1g的IgY，与100 ml血清中所含IgG的含量相当。每只母鸡每年可产卵280枚，即可生产约40 g的IgY；而每只兔每2～3周抽血1次，一年仅可生产1.3 g抗体，所以1只鸡的年产蛋量所获得的IgY可相当于40只兔的年产抗体量。
理化性质
IgY为可溶性蛋白，亲水性比IgG好，且等电点较IgG低，约为5.2。IgY化学性质稳定：①耐酸性好，pH值<3时失活。②耐碱。③稳定性好，在pH为8时，IgY与乳胶的复合物稳定性很好，可作为制备亲和层析柱纯化所需蛋白。Akita等[2]使用IgY制备的亲和层析柱分离乳清和初乳中的IgG，1年多使用50余次，其结合力仅略有降低。④热稳定性好，巴氏消毒不会使其失活，-30℃和45℃亦不能使其变性。有研究表明，高糖溶液可有效提高IgY在高温（75～80℃）、高压（5000kg/cm2）和低pH值（pH 3）环境中的稳定性[6]。
免疫学特性
Kronvall等[7]和Akerstrom等[8]分别证明，IgY不与蛋白A和蛋白G结合，是单克隆抗体和多克隆抗体检测的有力工具。20世纪90年代，研究者又发现IgY的其他免疫学特性：①不与类风湿因子结合。类风湿因子是一种自身抗体，可与IgG的Fc片段结合，产生假阳性反应。类风湿因子的干扰使免疫测定中易产生交叉反应。Larsson等[4]利用夹心ELSIA证明，类风湿因子不与IgY结合，使用IgY作免疫检测可避免假阳性。②不激活补体系统。新鲜的血清样品均含未激活的补体系统，通常IgG会激活补体系统，激活的补体组分与抗体结合，阻碍了抗体结合表位。而IgY则不激活补体系统，使用IgY可避免补体系统对固相免疫测定的干扰[4]。③不结合细菌和哺乳动物细胞表面Fc受体，使得IgY在双重免疫组化方面比IgG更具优势[9]。④与IgG几乎无交叉反应，常用于循环复合物的测定[10]。⑤使用少量抗原即可产生大量抗体。高度保守的哺乳动物蛋白在兔中不能引起免疫应答，但在鸟类中却很容易获得抗这些蛋白的抗体。对各种哺乳动物的抗原均有效，如总量30～475μg增殖细胞核抗原可产生鸡抗弱免疫原性RNA多聚酶Ⅱ的抗体[11]。
IgY在医学领域中的应用
IgY在人类医学、兽医学、食品科技和生物制剂等方面应用广泛。IgY可作为特异抗体已成为医学领域中新的研究热点[12～14]。
IgY在疾病相关蛋白检测中的应用：血浆白蛋白（HSA）和IgG等10种高浓度蛋白约占血浆总蛋白的90%，由于部分低浓度蛋白很可能是癌症、心肌梗塞等重大疾病的关键指示分子。如何祛除高浓度蛋白，检出低浓度蛋白，在疾病的早期诊断和疗效考核中具有重要意义。制备抗HSA和IgG的鸡卵黄抗体（IgY），金磁微粒载体固定，可特异结合HSA和IgG，以便除去血浆中大部分的HSA和IgG，使低丰度蛋白富集，有效提高低丰度蛋白的检出率，这为血浆蛋白质组学研究提供了一种新的方法[15]。Hb Bart’S胎儿水肿综合征是最严重的一种α型地中海贫血病。从该病患者的红细胞溶解液中提取γ链四聚体（γ4，Hb Bartt’S），免疫鸡获得特异IgY抗体，该抗体可特异结合γ球蛋白、Hb Bartt’S和血红蛋白F，用直接ELISA检测336份人红细胞溶血产物，其敏感性高达100%，特异性为96%，比传统渗透脆性试验法的特异性（约86%）高。该方法的建立有利于在地中海贫血病流行的国家简单快速的检测α型地中海贫血病[16]。
IgY在病原体检测中的应用：疗效考核是目前日本血吸虫病免疫诊断的瓶颈，建立有效的评价方法是寄生虫学界广泛关注的问题[17]。近两年已有研究者使用IgY以改进血吸虫病免疫诊断方法。即用纯化的抗可溶性虫卵抗原（SEA）的IgY为捕捉抗体，以酶标抗SEA单克隆抗体为检测抗体的双抗体夹心酶联免疫吸附试验（S-ELISA）检测急性血吸虫病患者、慢性血吸虫病患者和健康人的血清，其中急性血吸虫病患者和慢性血吸虫病患者的血清循环抗原的阳性率分别为100%（9/9）和84.4%（38/45），特异性为96%（48/50）[18]。而常用的间接血清凝集试验（IHA）的敏感性和特异性分别为69.6%和89.4%[19]。可見前者比后者更具敏感性和特异性，为解决血吸虫病疗效考核的问题带来了希望。 IgY在胃肠道疾病中的应用：最新研究显示，通过口服抗菌抗体或抗病毒抗体可替代抗生素药物而有效预防胃肠道感染。但传统的抗体生产工艺复杂，价格昂贵。而IgY因其来源便宜、易制备、稳定性好、耐酸和耐胃蛋白酶等优点成为制备口服抗体的最佳选择。如轮状病毒是致婴幼儿秋冬季腹泻的主要病原体，全球每年约有100万儿童患轮状病毒性腹泻，至今尚缺乏有效的治疗手段。新药百贝宁主要成分是抗轮状病毒抗体（IgY），治愈率高达88.9%，在临床应用中未发现有不良反应[20]。
IgY在呼吸道传染病中的应用：Nilsson等[21]在瑞典对17例胆囊纤维症患者给予口服IgY以预防铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），通过长达12年的观察，发现17人中仅有2人有铜绿假单胞菌慢性植入情况，而对照组23人中却有7人。所有试验组患者肺功能均正常，且身体质量指数正常或接近正常。表明抗铜绿假单胞菌的特异IgY能有效预防铜绿假单胞菌引起的呼吸道传染病。
IgY在免疫治疗中的应用：因鸡抗体耐酸、耐热且性能稳定，可经口服用于预防或治疗年幼动物或人类的肠道传染病，如婴儿防病食品、龋齿预防、新生乳猪致死性大肠杆菌感染的预防以及鱼病治疗等。特别是抗生素或其他药物的使用存在问题时，IgY成为首选。在非典流行期间，鸡卵黄抗体还被研制用于抑制SARS病毒。
在人类保健上的应用：大量研究结果显示，鸡IgY对病原体感染的防御无动物的种属差异，故应用鸡高免IgY防治婴幼儿疾病是完全可行的。随着SPF鸡群的使用，用卵黃研制安全可靠的人用抗病（尤其是肠道疾病）生物制品必将获得广泛的应用。由修正药业生产的口服免疫球蛋白——修正修修爱优尔胶囊，其主要有效成分即为免疫球蛋白，且含量高，每100g中含有19.8gIgG，，对提高免疫力低下人群的抵抗力具有很好的效果。
中毒解救：针对蛇毒、蜘蛛毒等生物毒素的lgY与药物开发已开展多年。王桂平等[22]使用嗜硫色谱法提纯抗眼镜蛇王毒素lgY，在小鼠试验中，体外6mglgY中和4LD50毒素（约1.6mg/kg），体内可有效中和约3LD50毒素（约1.2mg/kg）。Paul等[23]使用免疫亲和层析纯化抗蝰蛇毒素lgY，对小鼠进行皮下注射免疫保护试验，可中和2LD50毒素，保护率为100%。Meenatchisundara等[24]制得纯化的抗蝰蛇毒素lgY和鳞状蝮蛇毒素lgY，能够中和蝰蛇和鳞状蝮蛇毒素，同时有抑制水肿、减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镜蛇毒素的lgY，1440μg的lgY能够中和62.2LD50的毒素，同时使用抗毒液的lgY几乎没有免疫副作用。
结语和展望
经过20多年的发展，IgY已在世界范围引起重视。国内外研究文献数量不断增多，IgY的应用也日益广泛。特异IgY的制备为治疗和诊断各类疾病提供了新的思路。在免疫诊断方面，IgY是传统哺乳动物抗体最好的替代品，它改进了现代免疫诊断检测方法，已在蛋白质印迹分析、免疫组化、胶体金标记和免疫电泳等检测方法中广泛应用。在免疫治疗方面，IgY是抗生素药物最好的替代品，在寻找药物靶位和肿瘤治疗中应用前景广阔，但在目前均处于实验研究阶段，距临床应用还较遥远。但相信，IgY凭借其自身优势，将会在医学领域中发挥更大的作用。
参考文献
1 Leslie GA，Clem LW.Phylogeny of immunoglobulin structure and function[J].J Exp Med，1969，130（6）：1337-1352.
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11 Carroll SB，Stollar BD.Antibodies to calf thymus RNA polymer-aseⅡfrom egg yolks of immunized hens[J].J Biol Chem，1983，258（1）：24-26.
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