鱼类免疫研究

鱼类免疫研究

1.免疫球蛋白（immunoglobulin,简称Ig）是指存在于人和动物血液（血清）组

织液及其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。依据化学结构和抗原性差异，免疫球蛋白可分为IgG,IgM,IgA,IgE和IgD。[1]免疫球蛋白在免疫防御中起一定的作用。对它的研究既有助于人们对高等动物Ig的个体发生及系统发育的理解;又在鱼类免疫和鱼病防治方面有重要意义。鱼类对抗原刺激可以产生免疫应答，形成抗体。对各种鱼类的研究表明，鱼的免疫球蛋白主要是19S型，相当于人的IgM，是系统发育中最原始的免疫球蛋白。近年来，发现鱼的免疫球蛋白有同种异型，存在有IgD，并有膜型和分泌型两种形式。[1]现就国内外在这方面的研究进展综述如下。 ２ 鱼类血清Ig

在真骨鱼类血清中，目前多数人认为只存在1种Ig,类似于哺乳动物的IgM,它由2条轻链(L链)和2条重链(H链)所组成的单体通过连接链“J”将4个单体连接成一个四聚体[2]。在沟鲇、大鲮鲆、鲤和羊头鲷血清中皆发现血清Ig是四聚体，分子量700～800kD(1=1000Dalton),H链的分子量约为70kD[3-5]，也存在78kD(大鲮鲆)和45kD(羊头鲷)2种异型；L链的分子量约为19kD，但也存在25kD(鲤)、27kD(大鲮鲆)和22kD、24kD、26kD5种异型(羊头鲷)[6]。但也有人认为真骨鱼类血清中存在着2种以上的Ig，Trump等人[7]发现鲫血清中存在着抗原性和电泳图谱各不相同的2种Ig。

软骨鱼类血清中Ig软骨鱼类的血清中目前发现有2种Ig，大的Ig分子与人的IgM相似(分子量为900kD,19S)；小的Ig分子与人IgG类似(分子量为150kD，7S)；Clem等[8]发现鲨鱼、角鲨和沙洲鲨血清Ig具有19S的五聚体和7S的单聚体2种形式。这2种Ig皆由同一类L链和H链组成。从斑鳐的血清中也分离出2种Ig；高分子量免疫球蛋白(HWMIg)和低分子量免疫球蛋白(LWMIg)。HWMIg 为五聚体，分子量为840kD,沉降系数为18S；被认为是斑鳐的IgM，其H链分子量为70kD。LMWIg分子量为320kD,沉降系数是8.9S。它是由2个分子量为150kD的单体通过非共价键聚合而成，它的H链分子量为45～50kD，比HMWIg的H链的小，并且HMW和LMWIg的H链皆有自己的特异性抗原决定簇。说明斑鳐的血清中HMWIg和LMWIg不是同一种物质[9]。

3 鱼类粘液性Ig

鱼类的皮肤表面和消化道表面有一层丰富的粘液层水中的病原菌和碎屑接触到这层粘液时，就被粘连在一起阻止病原体的移动[10]，粘液中还含有丰富的溶菌和杀菌物质，如溶菌酶、水解酶等，它的屏障作用极为有效。重要的是这类粘液性物质中还含有特异性Ig，因其分布在器官表面直接与外界接触，因此对鱼类就具有更为重要的意义。

在粘液性Ig的研究中，皮肤粘液的Ig是研究最多的。Fletcher等[11]通过口服和注射途径免疫鲽鱼后，在皮肤粘液内发现有Ig存在，其含量高低因免疫途径不同而异。Lobb等[12]从羊头鲷的皮肤粘液中分离纯化出了2种类型的Ig：一种是四聚体，分子量为700Kd，由2条H链和2条L链组成。H链分子量为70kD,L链为25kD；另一种是二聚体，分子量为95kD。H链和L链的分子量分别是70kD和25kD。二聚体有2种聚合形式，一种通过共价键相连，另一种通过非共价键相连。

口服疫苗可使肠粘液中的特异性抗体比血清中增加多倍，肠粘液经Sephadex G-200层析后，可呈现典型的Ig吸收峰[11,13]。Lobb等[5]发现羊头鲷胆汁中含有Ig，抗原性同其血清中的四聚体高分子Ig相同，为二聚体结构，分子量320kD。在磷酸缓冲液中经SDS处理，成为分子量为160kD的单体，每条单体由H链和L链组成,H链的分子量为55kD介于血清Ig的H链(70kD)和L链(25kD)之间，表明胆汁中的Ig与血清Ig不完全相同。 4 鱼类粘液Ig与血清Ig的关系

Lobb等[12]将放射性标记的Ig注射入羊头鲷血液中后,并未在粘液中找到标记物产物，因而认为皮肤粘液Ig、胆汁Ig与血清Ig之间在代谢上没有联系。口服及浸泡途径免疫鱼类后，在皮肤粘液及胆汁中发现有特异性抗体存在，而在血清中却很少或检测不到这种抗体。Rombout等[4]利用单克隆抗体技术对鲤鱼皮肤粘液和血清Ig的研究表明，皮肤粘液Ig与血清Ig在抗原性上不完全相同。表明粘液Ig和血清Ig之间存在着差异。但也有资料表明：粘液性Ig和血清Ig在许多方面是相同的。Lobb等[14]将沟鲇浸泡在含有DNP化的马血清蛋白溶液中，刺激沟鲇产生特异性抗白蛋白-DNP的抗体，结果发现从皮肤粘液中纯化的抗白蛋白-DNP抗体和血清中的Ig不论在半体(HL)的共价结合方式还是在H链或L链等方面都没有明显的区别。 5 鱼类免疫球蛋白基因结构

硬骨鱼类种系(germline)免疫球蛋白重链基因是以“易位子”(translocon)的方式排列[15]，即多个可变区基因片段(variablesegment,V)、多样性基因片段(diversitysegment,D)、连接区基因片段(joiningsegment,J)和3’末端编码恒定区的基因片段(constantsegment,C)依次排列连接。而其轻链基因中只有可变区基因片段(V)、连接区基因片段(J)和恒定区基因片段(C)相互连接。软骨鱼类中板鳃亚纲的免疫球蛋白基因是“聚簇”结构(multicluster)[16]，其可变区基因(V)、多样性基因(D)、连接区基因(J)和恒定区基因(C)的片段聚合排列成簇，作为一个整体在基因组中多次复制，在种系中,大约半数的聚簇表现出重链的VH-D-JH连接，并且具有功能。但是不同鱼类免疫球蛋白基因结构上的差别不是绝对的，硬骨鱼类的轻链也具有“聚簇”结构，形成VL-JL-CL聚簇[17]，不完全相同的是硬骨鱼类轻链VL片段的转录方向和JL、CL片段相反。而软骨硬鳞类的西伯利亚鲟鱼(Acipenser baeri)，其轻链基因座具有“易位子”结构,在其轻链的C基因片段上游有多个V基因片段和至少7个J基因片段[18]。种系鱼类免疫球蛋白基因的结构是鱼类免疫球蛋白多样性产生的基础[19]。 6 鱼类产生Ig的基本过程和一般规律

鱼类和哺乳动物一样，抗原最初侵入机体后出现一潜伏期，这时血清中Ig很少或没有。抗原进入后通过巨噬细胞的吞噬或胞饮作用，送至肾和脾吸收、积累。信息传递给淋巴细胞后，使淋巴细胞增殖,从而形成抗体生成细胞。刺激后大约2～3月，被免疫了的鳟鱼血清中，开始出现特异性Ig。Ig产生细胞在这期间充分发挥其产生特异性Ig的功能。随后血清中Ig量保持一稳定时期，而后逐渐减弱，直至刺激源再次侵入，才能再开始产生特异性Ig。相同免疫原不同的侵入途径，可能对鱼类产生不同免疫效应，如口服疫苗可使肠粘液中Ig含量比血清中Ig含量高出4倍；注射疫苗可使血清中Ig的含量比肠粘液中高128倍，浸泡途径可使皮肤粘液中的Ig量明显提高。与哺乳动物相比,鱼类的免疫应答一般较缓慢，Ig的产生受温度影响较大。在最适温度，接种抗原7～10d后，Ig产生细胞才出现，7～14d后血清中才出现Ig。造成这种现象的主要原因：首先，低温能阻止或延缓鱼类免疫应答的产生，各种鱼类都有不同的免疫临界温度。一般来说温水性鱼类的高，冷水性鱼类的低。在低于临界温度时鱼类的免疫应答机制可能丧失[20]；其次，低温会限制浆细胞释放抗体，鱼类的免疫记忆比哺乳动物弱，并且同样受到温度影响[21]。综上所述，人们已初步了解部分鱼类Ig的结构、理化特性。但无论是从鱼类免疫还是鱼病防治方面来看，对鱼类Ig的

了解，特别是对粘液性Ig的一些理化特性、免疫特性、及和血清Ig之间的关系等方面的了解还远远不够，仍有待于进一步的深入研究。

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