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口服精制卵黄抗体在家禽养殖中的应用原理

口服精制卵黄抗体在家禽养殖中的应用原理

【摘要】:
近年来,随着集约化养殖的快速发展,尤其是肉鸡笼养的规模化发展,注射给药途径给养殖场带来极大不便,并且注射时抓鸡造成的应激很大程度上影响其生产性能。

抗体,是迄今为止预防和治疗疾病的最佳天然药物。—引自《生物工程论》
近年来,随着集约化养殖的快速发展,尤其是肉鸡笼养的规模化发展,注射给药途径给养殖场带来极大不便,并且注射时抓鸡造成的应激很大程度上影响其生产性能。因此,在研发新产品时必须考虑到产品使用的便利性和有效性,站在养殖场的需求角度研发产品成为必然,可饮水或口服的产品将成为研发的主要方向。
一、卵黄免疫球蛋白的结构特异性
卵黄抗体是产蛋鸡受特定抗原免疫后产生的特异性抗体,并转移、贮存在卵黄中的免疫球蛋白-IgG,但是由于禽类卵黄抗体与哺乳动物IgG在结构和生物特性上存有诸多差异,为区分两种抗体,Leslie和Clem将其单独命名为 IgY禽IgY是由两条轻链(2L)和两条重链(2H)组成的,IgY的稳定性远高于哺乳动物的IgG。


图1
二、禽类消化道消化酶及内环境
1、胃蛋白酶的消化作用


图2
胃蛋白酶作用于铰链区的重链间二硫键近C端侧,水解Ig后可获得1个F(ab’)2片段和一些小片段pFc’(图2)。F(ab’)2是由2个Fab及铰链区组成,由于免疫球蛋白(Ig)分子的两个臂仍由二硫键连接,因此F(ab’)2片段为双价,可同时结合两个抗原表位,故与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应。由于F(ab’)2片段保留了结合相应抗原的生物学活性的功能片段F(ab’)2,因而被广泛用作生物制品。
2、胰蛋白酶的消化作用


图3
图3数据展示,卵黄抗体在胰蛋白酶2小时、4小时、8小时处理后,活性稳定,基本保持在较高的水平,经过实验验证,IgY能抵抗胰蛋白酶的水解作用(马春全等)。
3、胃酸PH值对卵黄抗体的影响


图4
由于IgY缺少铰链区,抵抗动物胃酸的能力较高,同时对于胰蛋白酶和胰乳酶等也有一定的抗酶解降解能力,实验证明IgY分别与胰蛋白酶和胰乳酶温浴8小时后,IgY仍有活性。说明卵黄抗体能耐受PH值=3-11的考验(马春全等)
4、鸡体内温度
鸡体温在37-42℃之间,图5数据展示经过实验验证,卵黄抗体能抵抗65℃以下的温度的考验。


图5
以上研究证明:抗体口服不受胃蛋白酶、胰蛋白酶和胃酸以及温度的影响。
三、卵黄抗体饮水预防和治疗禽类病毒病
特异性卵黄抗体在禽新城疫、禽流感、传染性支气管炎、小鹅瘟等禽病的防治方面发挥了重要作用(马鲜平等,2011)。
因蛋鸡在整个生命周期免疫程序比较健全,蛋黄中富含了新城疫(ND)、H9、传支(IB)、法氏囊(IBD)、腺病毒(FAdV)及H5、H7亚型禽流感等多种抗体,另外可通过特异性加强免疫,进行相应抗体的进一步提升。因此,从鸡蛋中提取的卵黄抗体属于多联多价抗体,可以有效预防和治疗多种家禽病毒性疾病。
NDV、H9、IBV、FAV、IBD等多种常见致病病原可通过多种途径感染鸡群,其中肠道和呼吸道是最为常见的途径。病原在肠道中快速复制并持续存在,引起肠道淋巴系统等免疫器官的损伤,并可通过粪便方式向体外大量排泄病毒,使环境中病毒载量的急剧上升,造成鸡群更广泛的感染和发病。因此,对于这类病原,若能从肠道途径入手,减少其复制,并降低其在环境中的病毒载量,即可显著降低疫病的发生和传播机率,口服卵黄抗体可有效清除肠道病毒,降低环境中病毒载量,预防疾病的发生。


图6 卵黄抗体的形成机制
四、卵黄抗体口服的作用机理
1、肠道保健的“清道夫”
口服抗特定病原的卵黄抗体后,卵黄抗体能够直接与病原抗原结合位点结合,形成抗原抗体复合物,改变病原抗原位点的完整性,阻断病原结合肠道上皮细胞的通路,并且能够阻止病原体的生理功能的表达,使病原体溶解成无害物质,通过粪便排出体外。如通过口服复抗-新流抗体,抗体与新城疫和流感病毒特异性结合,形成抗原抗体复合物,使其失去侵染细胞的能力,随粪便排出体外,这样可以大大降低肠道内野毒载量,降低鸡群发病几率。


图7 卵黄抗体清除肠道病原机制

2、中和体内病毒
口服IgY后,在消化液中多种蛋白酶及胃酸使其变性的作用下,部分抗体裂解成Fab、F(ab′2)和Fc小肽片段(如图8所示),其中F(ab′2)和Fab片段具有中和抗原的位点。这些小肽片段仍具有三级结构,被小肠吸收后能够进入体液循环,到达组织各部位,与相应的病毒表位结合,产生中和病毒的效应。


图8 卵黄抗体经蛋白酶降解机制
五、卵黄抗体的应用时机
1、填补免疫空白期
尤其是在肉鸡上,肉鸡在21日龄左右,ND、H9和IB母源抗体已降至低谷,此时使用富含抗ND、H9和IB的卵黄抗体可以通过被动免疫有效补充ND、H9和IB抗体效价,达到预防疾病的目的。
2、肉鸡21日龄新城疫活苗有效替代品
众所周知,21-35日龄是肉鸡生长速度最快的阶段,同时也是ND、H9和IB母源抗体最低的阶段,此时免疫新城疫活苗比较容易引发呼吸道疾病,必须选择合适的免疫方式提升ND效价,口服ND、H9和IB抗体可有效补充鸡体抗体效价,可帮助家禽安全度过最关键和最危险的阶段。卵黄抗体保护期为7天左右,因此我们建议21日龄和28日龄分别口服一次卵黄抗体,帮助家禽渡过危险期。
3、用于协助治疗家禽病毒性呼吸道、支气管栓塞、气囊炎等疾病
家禽呼吸道、支气管栓塞和气囊炎等疾病主要由H9、ND和IB等病毒性疾病原发感染,后继发大肠杆菌或支原体等引起的一类在蛋/种鸡、肉鸡等较为常见的呼吸道问题,通过口服卵黄抗体,能够有效补充H9和IBV抗体,降低肠道病毒载量,中和体内病毒,协同治疗病毒性呼吸道、支气管栓塞、气囊炎等疾病。
六、抗体在其他领域中饮水免疫和治疗的实践应用
1、抗体饮水治疗猪流行性腹泻(PED)
Kweon等(2000)使用PEDV免疫鸡,然后提取和浓缩卵黄抗体(IgY),在仔猪人工感染PEDV后,口服IgY的仔猪,存活率达到85%,而对照组存活率仅为53%。目前已经有很多养猪公司应用此项技术。
2、哺乳动物中抗体的应用
哺乳动物吃初乳获得母源抗体,获得坚强的免疫力,是抗体口服有效的最好佐证;在猪的饲料中添加抗卵状病毒卵黄抗体粉可有效预防猪发生腹泻(Hiraga et al., 1990; Ebina et al.,1990);国内医药公司利用卵黄抗体技术制备了抗白色念珠球菌卵黄抗体,生产研发了以该抗体为主要成分的药物,用于治疗妇科炎症(傅颖媛,2007)。
家禽养殖疫病发生往往都是综合和混感,抗体口服中和消化道的病毒和血液中游离病毒,同时杀灭大量肠道内有害菌,减少细菌在鸡体内的含量(病原菌达到一定的数量时才会致病,而不是携带就致病),减少混感的可能性,减轻疫病导致的损伤,降低感染死亡几率。
目前,卵黄抗体以其独特的优势在动物疾病的治疗中得到了广泛的应用。利用卵黄抗体来预防或治疗动物疾病,不仅成本较低,而且治疗效率和安全性都比较高。因此,随着人们对卵黄抗体更加深入地研究,在未来动物疾病的紧急预防或治疗中,口服卵黄抗体将会发挥更大的作用。

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