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中图分类号:S816.79 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2015)11-0086-02
4 新生仔猪中鸡卵黄免疫球蛋白对ETEC的被动保护作用
Yokoyama 等使用鸡卵黄抗体控制大肠杆菌引起的腹泻进行了一项卓越的研究。选择大肠杆菌产毒菌株(K88、K99和987P),在实验室发酵罐中扩繁、分离和纯化含有粘附素的棒状纤毛。将纤毛注射给蛋鸡,在抗体滴度较高时分离卵黄中的抗体(IgY)并喷雾干燥。将仔猪感染不同菌株的大肠杆菌,并使用适当的抗体。
所有仔豬接受不同大肠杆菌菌株感染后12 h内均发生轻度至重度的腹泻。用156和625滴度的抗体处理,对攻毒后1 d内的腹泻没有影响(P>0.05)。然而,对照仔猪与高滴度抗体(2 500,P<0.01)抗体治疗的仔猪之间粪便一致性评分存在显著的差异。通常到第5天存活仔猪痊愈,第3天处理的效果在第1天和第5天之间。对照组超过 80 %的仔猪死亡,而以滴度为625或2 500的抗体治疗的仔猪无一死亡(表2)。
在所有仔猪的直肠拭子培养物中分离出大肠杆菌菌株K88、K99和987P(表3)。结果表明,接受抗体的较少试验组仔猪排出大肠杆菌,排出的大肠杆菌随着抗体滴度增加和试验持续时间延长而下降。
这些研究结果表明,以大肠杆菌纤毛抗原免疫的母鸡制备卵黄抗体可保护仔猪免受同源ETEC菌株的感染。在所有研究中,它们均减轻了腹泻的严重程度和死亡率。
5 曼尼托巴大学对大肠杆菌K88 的研究
一项针对21日龄仔猪进行的研究评估了以当地K88 菌株纤毛ETEC(Manitoba,Canada)作为抗原免疫母鸡获得卵黄抗体的保护效果(Kim等,1996;Marquardt等,1999)。在该试验中生成两种类型的抗体,一种来源于以减毒完整细菌接种母鸡,另外一种使用ETEC纤毛。从表4可以看出,在使用纤毛而非完整细胞时,抗体滴度要高得多。抗体纯化也会显著提高滴度。不过抗体纯化并非必需,因为卵黄中的抗体与纯化抗体同样有效。此外,蛋黄是高营养的。
在动物饲养研究中,对21日龄仔猪用高剂量ETEC[1012菌落形成单位(CFU)]攻毒。一半仔猪(10头)接受安慰剂处理(脱脂奶 来源于未免疫母鸡的卵黄抗体),另一半接受脱脂奶 来源于免疫母鸡的抗体(IgY)。每天3次给仔猪奶中喂养抗体,为期2 d。以安慰剂处理的对照仔猪在12 h内发生严重腹泻并在48 h内发生脱水、失重,30 %的仔猪死亡。与此相反,以免疫母鸡抗体处理的仔猪在处理后24 h或48 h内未表现出腹泻症状,体重增加,无仔猪发生死亡(表5)。结果表明,使用免疫ETEC母鸡卵黄抗体的21日龄仔猪获得100 %的保护。
另一项研究清楚地表明,抗大肠杆菌K88 纤毛的纯化卵黄抗体能够阻断大肠杆菌K88 与黏膜受体的结合。抗体与这种大肠杆菌菌株的相互作用相当迅速,在至少15 min内提供最大的保护。卵黄抗体抑制ETEC粘附的有效性受两个因素影响:抗体剂量和ETEC浓度。当卵黄抗体稀释50~100倍时对浓度为109 CFU/mL的大肠杆菌K88具有强烈抑制能力(粘附力<6 %)。但当大肠杆菌K88浓度为1010 CFU/mL时,100倍稀释的卵黄抗体不能抑制大肠杆菌粘附到肠道黏膜。
该项研究还表明,一旦大肠杆菌K88 与受体结合,抗体将不能替换大肠杆菌K88 。这表明,抗体与受体的亲和力低于K88 纤毛。然而,这可能是因为持续暴露的黏膜对抗体和大肠杆菌K88的抗粘附力和体外孵育的病原体和卵黄抗体的抗粘附力不一样。由于卵黄抗体不会清除预先与黏膜结合的大肠杆菌K88 ,建议预防性使用卵黄抗体。然而,如前文所述,卵黄抗体在控制大肠杆菌K88引起的仔猪腹泻中的治疗效果也得到了很好的证明。Jin等的研究表明,卵黄抗体抑制大肠杆菌粘附到仔猪黏膜中。但延长孵育卵黄抗体的时间未能进一步降低大肠杆菌粘附程度,一旦大肠杆菌附着于小肠黏膜,卵黄抗体将不能替代大肠杆菌。
6 总结与结论
ETEC菌株K88、K99和987P是仔猪腹泻的主要诱因之一。
ETEC能够定植于仔猪的肠道上皮,因为其含有粘附性(粘附于肠道表面)的棒状延伸(纤毛)会识别并与猪肠道壁上的特定受体结合。这是感染的先决条件。
由于可使用的抗生素品种减少、ETEC产生耐药性导致抗生素有效性下降以及早期断奶的趋势,腹泻问题在未来将变得更为严重。
早期断奶仔猪的特点是生长性能较差(迟滞期),可能是由于肠道感染所致。
在日粮中添加喷雾干燥血浆可显著减轻早期断奶(如15~21日龄)引起的仔猪生产性能下降。这可能是由于部分血浆蛋白中天然存在抗体。
用于仔猪被动免疫的抗体可从多个来源获得,卵黄抗体较之其他来源具有多项优势。
在日本做的卵黄抗体抗三种常见大肠杆菌菌株的研究表明,卵黄抗体可提供对新生仔猪致命性大肠杆菌病的被动保护。
曼尼托巴大学的类似研究也表明,纯化抗K88抗体对保护21日龄仔猪受大肠杆菌感染非常有效。
在其他动物的相同疾病或猪和其他动物的其他肠道疾病中很可能获得类似的结果。
这些结果表明,通过使用卵黄同源抗体,仔猪可获得产肠毒素性大肠杆菌(一种导致严重腹泻和死亡的微生物)的被动保护。抗体处理可以是治疗性的(口服给感染仔猪)或预防性的(长期在饲料中添加)。需要进行更多的研究来评估这种控制动物肠道疾病策略的经济和社会效益。
未来的研究应考虑日益严重的耐药性问题。由于重要的抗生素可能会禁用、早期断奶时间前移、使用抗体带来的动物性能和健康的显著改善以及其可持续性和环境友好性,我们应该考虑使用卵黄抗体。□□
原题名:Control of Intestinal Diseases in Pigs by Feeding Specific Chicken Egg Antibodies (英文)
原作者:R. R. Marquardt (加拿大曼尼托巴大学动物科学系)
4 新生仔猪中鸡卵黄免疫球蛋白对ETEC的被动保护作用
Yokoyama 等使用鸡卵黄抗体控制大肠杆菌引起的腹泻进行了一项卓越的研究。选择大肠杆菌产毒菌株(K88、K99和987P),在实验室发酵罐中扩繁、分离和纯化含有粘附素的棒状纤毛。将纤毛注射给蛋鸡,在抗体滴度较高时分离卵黄中的抗体(IgY)并喷雾干燥。将仔猪感染不同菌株的大肠杆菌,并使用适当的抗体。
所有仔豬接受不同大肠杆菌菌株感染后12 h内均发生轻度至重度的腹泻。用156和625滴度的抗体处理,对攻毒后1 d内的腹泻没有影响(P>0.05)。然而,对照仔猪与高滴度抗体(2 500,P<0.01)抗体治疗的仔猪之间粪便一致性评分存在显著的差异。通常到第5天存活仔猪痊愈,第3天处理的效果在第1天和第5天之间。对照组超过 80 %的仔猪死亡,而以滴度为625或2 500的抗体治疗的仔猪无一死亡(表2)。
在所有仔猪的直肠拭子培养物中分离出大肠杆菌菌株K88、K99和987P(表3)。结果表明,接受抗体的较少试验组仔猪排出大肠杆菌,排出的大肠杆菌随着抗体滴度增加和试验持续时间延长而下降。
这些研究结果表明,以大肠杆菌纤毛抗原免疫的母鸡制备卵黄抗体可保护仔猪免受同源ETEC菌株的感染。在所有研究中,它们均减轻了腹泻的严重程度和死亡率。
5 曼尼托巴大学对大肠杆菌K88 的研究
一项针对21日龄仔猪进行的研究评估了以当地K88 菌株纤毛ETEC(Manitoba,Canada)作为抗原免疫母鸡获得卵黄抗体的保护效果(Kim等,1996;Marquardt等,1999)。在该试验中生成两种类型的抗体,一种来源于以减毒完整细菌接种母鸡,另外一种使用ETEC纤毛。从表4可以看出,在使用纤毛而非完整细胞时,抗体滴度要高得多。抗体纯化也会显著提高滴度。不过抗体纯化并非必需,因为卵黄中的抗体与纯化抗体同样有效。此外,蛋黄是高营养的。
在动物饲养研究中,对21日龄仔猪用高剂量ETEC[1012菌落形成单位(CFU)]攻毒。一半仔猪(10头)接受安慰剂处理(脱脂奶 来源于未免疫母鸡的卵黄抗体),另一半接受脱脂奶 来源于免疫母鸡的抗体(IgY)。每天3次给仔猪奶中喂养抗体,为期2 d。以安慰剂处理的对照仔猪在12 h内发生严重腹泻并在48 h内发生脱水、失重,30 %的仔猪死亡。与此相反,以免疫母鸡抗体处理的仔猪在处理后24 h或48 h内未表现出腹泻症状,体重增加,无仔猪发生死亡(表5)。结果表明,使用免疫ETEC母鸡卵黄抗体的21日龄仔猪获得100 %的保护。
另一项研究清楚地表明,抗大肠杆菌K88 纤毛的纯化卵黄抗体能够阻断大肠杆菌K88 与黏膜受体的结合。抗体与这种大肠杆菌菌株的相互作用相当迅速,在至少15 min内提供最大的保护。卵黄抗体抑制ETEC粘附的有效性受两个因素影响:抗体剂量和ETEC浓度。当卵黄抗体稀释50~100倍时对浓度为109 CFU/mL的大肠杆菌K88具有强烈抑制能力(粘附力<6 %)。但当大肠杆菌K88浓度为1010 CFU/mL时,100倍稀释的卵黄抗体不能抑制大肠杆菌粘附到肠道黏膜。
该项研究还表明,一旦大肠杆菌K88 与受体结合,抗体将不能替换大肠杆菌K88 。这表明,抗体与受体的亲和力低于K88 纤毛。然而,这可能是因为持续暴露的黏膜对抗体和大肠杆菌K88的抗粘附力和体外孵育的病原体和卵黄抗体的抗粘附力不一样。由于卵黄抗体不会清除预先与黏膜结合的大肠杆菌K88 ,建议预防性使用卵黄抗体。然而,如前文所述,卵黄抗体在控制大肠杆菌K88引起的仔猪腹泻中的治疗效果也得到了很好的证明。Jin等的研究表明,卵黄抗体抑制大肠杆菌粘附到仔猪黏膜中。但延长孵育卵黄抗体的时间未能进一步降低大肠杆菌粘附程度,一旦大肠杆菌附着于小肠黏膜,卵黄抗体将不能替代大肠杆菌。
6 总结与结论
ETEC菌株K88、K99和987P是仔猪腹泻的主要诱因之一。
ETEC能够定植于仔猪的肠道上皮,因为其含有粘附性(粘附于肠道表面)的棒状延伸(纤毛)会识别并与猪肠道壁上的特定受体结合。这是感染的先决条件。
由于可使用的抗生素品种减少、ETEC产生耐药性导致抗生素有效性下降以及早期断奶的趋势,腹泻问题在未来将变得更为严重。
早期断奶仔猪的特点是生长性能较差(迟滞期),可能是由于肠道感染所致。
在日粮中添加喷雾干燥血浆可显著减轻早期断奶(如15~21日龄)引起的仔猪生产性能下降。这可能是由于部分血浆蛋白中天然存在抗体。
用于仔猪被动免疫的抗体可从多个来源获得,卵黄抗体较之其他来源具有多项优势。
在日本做的卵黄抗体抗三种常见大肠杆菌菌株的研究表明,卵黄抗体可提供对新生仔猪致命性大肠杆菌病的被动保护。
曼尼托巴大学的类似研究也表明,纯化抗K88抗体对保护21日龄仔猪受大肠杆菌感染非常有效。
在其他动物的相同疾病或猪和其他动物的其他肠道疾病中很可能获得类似的结果。
这些结果表明,通过使用卵黄同源抗体,仔猪可获得产肠毒素性大肠杆菌(一种导致严重腹泻和死亡的微生物)的被动保护。抗体处理可以是治疗性的(口服给感染仔猪)或预防性的(长期在饲料中添加)。需要进行更多的研究来评估这种控制动物肠道疾病策略的经济和社会效益。
未来的研究应考虑日益严重的耐药性问题。由于重要的抗生素可能会禁用、早期断奶时间前移、使用抗体带来的动物性能和健康的显著改善以及其可持续性和环境友好性,我们应该考虑使用卵黄抗体。□□
原题名:Control of Intestinal Diseases in Pigs by Feeding Specific Chicken Egg Antibodies (英文)
原作者:R. R. Marquardt (加拿大曼尼托巴大学动物科学系)