钟土木1,蔡鑫华2,曾钊泉2
(1.浙江加华种猪有限公司,浙江金华
2.华南农业大学实验兽药厂,广东广州)
摘要:免疫抑制性疾病逐渐成为养猪的新话题,猪传染性免疫抑制性疾病一直是养猪最为重要的疾病。猪繁殖与呼吸综合征、传染性胸膜肺炎、支原体肺炎等都与免疫抑制有密切的关系。本文将从机体细胞免疫机理与各种常见免疫抑制传染性疾病之间的关系的角度论述两者的关系,介绍最新的防制方法。
关键词:细胞免疫;PRRSV;猪传染性胸膜肺炎;猪支原体;替米考星
近年来,猪传染性疾病出现多种病原混合感染或同时继发感染多种传染性疾病的现象显著增加,尽管用疫苗接种可以最大限度的预防传染病的发生,可是在实践生产中仍经常有各种疾病散发,甚至引发大流行。疾病复杂化、难以控制化的发展趋势给养猪业带来严重的经济损失。对此现象,许多研究及有关文献都指出,这种局面是由于猪群普遍存在免疫抑制性疾病,受感染猪群的免疫力下降,易感性增高。许多传染病的发生,如猪繁殖与呼吸综合征(Porcinereproductiveandrespiratorysyndrome,PRRS)、猪传染性胸膜肺炎(Porcinecontagiouspleuropneumonia,PCP)、猪支原体肺炎(Mycoplasmalpneumoniaofswine,MPS)等,都与免疫抑制有密切的关系。现代猪群处于严重的免疫抑制状态。
免疫抑制是动物免疫功能异常的一种表现,是指由于免疫功能系统受到损害而导致动物机体暂时性或永久性免疫应答功能不全以及对疾病的高度易感。引起猪免疫抑制病常见的病毒性因素有:猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪流感病毒(SIV)、猪圆环病毒Ⅱ型(PCV-Ⅱ)、猪瘟(HCV)、猪伪狂犬病毒(PRV)、猪细小病毒(PPV)等;细菌性病原主要有:猪传染性胸膜肺炎放线杆菌(APP)、猪支原体(MPS)、猪附红细胞体(E.suis)、猪沙门氏菌、猪大肠杆菌、猪弓形体等;另外,霉菌毒素、重金属、部分药物、应激性因素都会造成免疫抑制。但在临床上,许多疾病都是由多种致病因子共同作用的结果,或多种病毒、或多种细菌,或多种细菌和多种病毒共同引起,而且疾病发生时往往存在传染性免疫抑制性病,这使疾病难以控制。
由于猪传染性免疫抑制性疾病越来越引起重视,对许多免疫抑制性传染性疾病的研究也越来越深入。在目前最主要的研究都集中在机体细胞免疫机理与各种常见免疫抑制传染性疾病之间的关系。
1、机体免疫系统
高等动物在长期进化形成的巧妙而复杂的免疫系统维护着机体的健康。机体存在三种防御机制:上皮防御机制、非特异性防御机制、特异性防御机制。三种机制互相补充、互相协作,共同构成机体完整的免疫系统。动物机体能否充分发挥对病原微生物感染的抵抗力,取决于机体整个免疫系统防御能力的强弱。当免疫功能正常时,能充分发挥对病原微生物感染的抵抗力;当免疫状态低下或免疫不全时,机体会出现反复感染,即出现免疫抑制;当免疫异常亢进时,又将导致传染变态反应。
机体的抗病力主要受先天性免疫和后天免疫的协调作用。先天性免疫,为非特异性免疫,是防御的第一线,主要与噬中性粒细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、补体、干扰素、溶菌酶及急性蛋白因子有关。后天免疫,即获得性免疫,具有特异性,由抗原递呈细胞T淋巴细胞和B淋巴细胞及各种细胞因子共同作用产生,分为主动免疫和被动免疫。机体通过对非己物质的识别,激发免疫应答,包括体液免疫和细胞免疫,从而建立起针对该特定抗原的特异性免疫。
1.1细胞免疫
在机体细胞免疫应答中起主要作用的细胞是淋巴性细胞,包括T细胞、B细胞、无标志细胞(N细胞)、K细胞以及免疫应答过程中的过渡型细胞和终末效应细胞。目前所知的主要是T细胞、B细胞,而单核巨噬细胞系和粒细胞起主要的协同作用。
1.1.1T细胞和B细胞
T细胞、B细胞来源于淋巴系干细胞。淋巴系干细胞进一步分化定向干细胞,定向干细胞进入胸腺,即为T系淋巴干细胞。在髓质中受多种激素诱导继续发育成为胸腺依赖性淋巴细胞病被诱导分化成各种T细胞亚群。骨髓中出现的造血干细胞在骨髓和肠道相关淋巴组织诱导分化呈B淋巴细胞。在此后整个生命活动中,B细胞主要从骨髓中产生。
T淋巴细胞包括细胞毒性T细胞(Tc)、抑制性T细胞(Ts)和辅助性T细胞(TH)。Tc的杀伤作用不需要抗体的参与,直接破坏特异性抗原和携带特异性抗原的靶细胞,可识别携带与其相同的MHCⅡ类抗原的靶细胞,具有高度特异性,可连续杀伤3个靶细胞。Ts通过抑制TH对B细胞的分化及Tc的功能起抑制作用,从而调节和控制免疫应答,抑制体液免疫和细胞免疫,保持机体自身稳定性。缺少和数量减少,则可导致自身免疫病。外来的抗原入侵后,TH细胞启动和扩大免疫应答,产生效应细胞,消除外来抗原,与此同时,启动Ts细胞活化及分化,抑制Tc、B细胞及TH的功能,调节免疫应答。B细胞被激活后先转化为浆母细胞,进而增殖分化为浆细胞,产生抗体,参与体液免疫。
T细胞和B细胞表面存在许多中表面抗原和受体。T细胞表面主要有Thy-1抗原、TL抗原、CD抗原等;表面受体主要有T细胞受体(TCR),识别外来抗原并与之特异性结合。白细胞介素-2受体(IL-2R)是T细胞表面的一种标志。此外T细胞表面还有红细胞受体(ER)等。Ia抗原、Lyb抗原等是B细胞表面抗原。其中,Ia抗原在免疫应答中有重要作用,用抗Ia血清能抑制许多免疫应答,如阻断巨噬细胞向淋巴组织提供抗原等。分化成熟的B细胞的表面免疫球蛋白有IgM、IgD、IgG、IgA等,为B细胞表面的重要标志,此中抗原受体与淋巴细胞识别抗原有密切的关系。此外,B细胞的表面受体还有Fc受体,Fc受体能与靶细胞(如肿瘤细胞)上的抗体结合,借以杀死靶细胞,Fc受体还有利于捕捉有力的抗原抗体复合物。B细胞表面还有补体C3b的受体等。
1.1.2单核巨噬细胞系统
单核巨噬细胞系统是指体内具有强烈吞噬及防御能力的细胞系统,主要包括分散在全身各器官组织中的巨噬细胞、单核细胞及幼稚的单核细胞。它们具有很强的吞噬能力,不仅能主动地、非特异性地吞噬,而且在抗体和其他液体因子协同下,吞噬活动明显增高。
单核巨噬细胞来源于骨髓多能干细胞。该细胞的表面标志有Ia抗原、IgGFc受体、IgMFc受体、补体C3b受体、补体C3d受体、T细胞受体、B细胞受体、各种淋巴因子(MIF、CSF等)受体、聚合蛋白受体、乳铁蛋白受体、胰岛素受体、激素受体等。这些抗原及受体使单核巨噬细胞在抗体和其他液体因子协同下,吞噬活动明显增高。巨噬细胞分为Ia+巨噬细胞和Ia-巨噬细胞两个群。其中,Ia+巨噬细胞的主要作用是递呈抗原,数量较少。Ia-巨噬细胞为杀伤性巨噬细胞,体积较大,数量很大,能吞噬、吞饮和降解抗原物质或异物,起到清除异物的作用。
免疫抑制性因素主要通过损伤免疫组织器官或影响免疫细胞活性,干扰抗原的递呈,抑制或阻断免疫抗体的形成等途径而导致机体抗病能力下降或免疫应答不完全,造成低致病力的病原体或弱毒疫苗也可能感染发病。
2、细胞免疫与几种常见猪传染性免疫抑制性疾病
2.1PRRSV引发的免疫抑制与细胞免疫
国内外都有不少研究试验揭示了PRRSV感染对巨噬细胞、T细胞以及B细胞的影响和作用。
单核巨噬细胞具有强大的吞噬作用,是机体防御功能的重要组成部分,起到消灭病原体、消除异物、消除体内衰老死亡细胞以及吞噬处理抗原等。但是,对于某些微生物病原,被巨噬细胞吞噬后,病原体不被杀死,反而在细胞内繁殖。如PRRSV,就能在在单核巨噬细胞系统内复制,尤其是肺巨噬细胞。SuarezP和Sirinarumitr等的研究试验检测了感染PRRSV的病猪肺部细胞凋亡,包括肺巨噬细胞、血管内巨噬细胞和单核细胞;在淋巴结中也可检测到发生了细胞凋亡的实质巨噬细胞和单核细胞。Thanawongnuwech等研究表明,猪血管巨噬细胞对PRRSV极为敏感,表现为直接导致受感染的巨噬细胞对血液中异常颗粒物质的清除能力降低;同时通过肺泡洗液检查证实巨噬细胞数量明显减少,正常猪肺泡洗液巨噬细胞占所见细胞的95%,PRRSV感染则降为50%,而且剩下的PAM的非特异性杀菌活性明显受到抑制。
近来研究发现PRRSV的ORF5编码的糖蛋白GP5在COS-1细胞表达时能诱导体外培养的细胞发细胞凋亡。在国外,Oleksiewica等做了体外Eu-PRRSV(欧洲型-PRRSV)感染巨噬细胞后的功能分析,发现在感染后具有吞噬能力的细胞总数下降了40%。在国内,张晓梅等通过实验发现Am-PRRSV(美州型-PRRSV)感染早期可以诱导受感染猪外周血单核细胞和肺泡巨噬细胞的细胞凋亡,此凋亡可能是导致PRRSV相关病变及免疫抑制的重要机制。
淋巴结和脾含有丰富的血管及大量的游离或固定的巨噬细胞。马德慧的研究揭示,由于淋巴结、淋巴小结和副皮质区及脾白髓都受到了广泛性的破坏,致使机体的体液免疫和细胞免疫能力降低。
PRRSV感染对T细胞也有不少研究报道。李华等的研究认为PRRSV感染仔猪后,外周血CD3+、CD4+、CD8+和LA-DR+表达细胞在感染早期比例下降;感染猪扁桃体的CD3+、CD4+、CD8+细胞亚群比例下降;肠系膜淋巴结的CD3+细胞亚群在感染后下降,但是SLA-DR+细胞亚群有逐渐升高的趋势。表明仔猪感染PRRSV病毒后淋巴细胞各亚群的比例下降可能会抑制机体对其它病原体的免疫反应,扁桃体的细胞比例变化有利于其它呼吸道病原体的混合感染或继发感染。Shimizu等检测了自然感染和人工感染Am-PRRSV日本分离株的SPF猪淋巴细胞亚群的变化,发现CD2+和CD8+T细胞增多,CD4+T细胞和CD4+/CD8+比值下降。CD4+T细胞数量的下降(包括TH,参与免疫记忆)至少可持续14d。CD8+T细胞(Tc的标志,可识别病毒感染细胞)数量上升,在28~35d时达到高峰。
B细胞与体液免疫应答密切相关。有报道说某些猪感染了PRRSV后,产生强烈的体液免疫应答的同时,仍可检出PRRSV持续存在,出现这一现象的确切机制有待进一步研究。
2.2PCV-Ⅱ引发的免疫抑制与细胞免疫
圆环病毒(PCV-Ⅱ)复制的靶细胞包括单核细胞、巨噬细胞和抗原递呈细胞以及肾小管、支气管的上皮细胞、内皮细胞、肝细胞和淋巴细胞。病毒使发病猪血液中单核细胞和未成熟粒细胞增加,CD4+T细胞(具有CD3+、CD4+、CD8+的T细胞简称)和B细胞数量减少,表明病猪的T细胞和B细胞的免疫功能受到影响,不能产生有效免疫应答。有研究者利用流式细胞计数仪分析感染猪外周血液中白细胞数变化,发现PCV-Ⅱ阳性猪CD8+、DP(Double-positive)细胞亚群明显减少,而且淋巴组织中PCV-Ⅱ基因组数量与该组织细胞损伤程度及IgM+、CD8+细胞相对减少程度有关。
PCV-Ⅱ能引起淋巴细胞凋亡,抗原递呈细胞递呈抗原能力减弱,同时降低B淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞机能,使病猪处于免疫抑制状态,机体状况下降。
2.3细胞免疫与APP引发的免疫抑制
猪传染性胸膜肺炎放线杆菌主要定居于猪的呼吸道并具有高度的宿主特异性。实验证实该菌定居于扁桃体,并可粘附到肺泡上皮,可被肺巨噬细胞迅速吞噬或吸附并产生毒素,这些细胞毒素对肺巨噬细胞、肺内皮细胞及上皮细胞有潜在的毒性。
2.4细胞免疫与MPS引发的免疫抑制
猪肺炎支原体主要感染呼吸道,损伤纤毛和上皮细胞,其致病的一个重要的潜在因素是支原体与淋巴细胞的互相作用。在体外,支原体膜是猪淋巴细胞的促有丝分裂剂。MPS可使上呼吸道的纤毛系统凝集、脱落,削弱和抑制纤毛系统清除异物和病原体的能力,使病原体通过呼吸道下沉到肺脏;同时,肺炎支原体能改变肺泡巨噬细胞的吞噬功能,抑制肺脏的免疫应答,造成免疫抑制,使其对其他疫苗的免疫产生干扰作用,也为其他病原的入侵创造了有利条件。患猪容易继发多杀巴氏杆菌肺炎和大叶性放线杆菌胸膜肺炎,加重病情。
3、防治
从这些研究当中可以发现,机体细胞免疫在整个免疫系统中起着非常重要的作用,它不但是一些病源攻击的靶细胞,也是机体抵抗病源的一道最重要防线之一。如何保护巨噬细胞也成了突破免疫抑制的重要一环。
预防猪的免疫抑制,首先要从生产管理做起:全方位最大限度地减少应激,做好免疫预防,坚持科学的消毒等。其中药物预防显得尤其重要,特别是当猪群出现免疫耐受,对疫苗不产生免疫应答或对疫苗接种效果不佳的时候。
近年来,国内外专家对替米考星的研究不断深入。替米考星(tilmicosin)是泰乐菌素的合成衍生物,是目前一种较新的大环内酯类畜禽专用抗生素,具有与泰乐菌素类似的分子结构和抗菌谱。据资料报道,替米考星对革兰氏阳性菌及某些阴性菌、霉形体、螺旋体等均有良好的抑制作用而且具有比泰乐菌素更强的抑菌活性。同时,由于其特殊的药动学特征引起各方的娌荤櫧鐧滈鍝鍖婚櫌濂?鐢叉哀娌欐灄鏄笉鏄不鐤楃櫧鐧滈鐨勮嵂鐗?