猪干扰素研究进展

ainuo 《猪业科学〠2016-01-03 11:52:00
ã€å¯¼è¯»ã€ è¿‘å¹´æ¥ï¼ŒçŒªç—…çš„æµè¡Œä¸¥é‡åœ°åˆ¶çº¦ç€æˆ‘国养猪业的å‘展,并造æˆå·¨å¤§çš„ç»æµŽæŸå¤±ï¼›ç—…毒感染ã€å¯„生虫感染等是造æˆçŒªåªå‘病的主è¦åŽŸå› ã€‚虽然已有å„ç§ç–«è‹—得到广æ³?..

è¿‘å¹´æ¥ï¼ŒçŒªç—…çš„æµè¡Œä¸¥é‡åœ°åˆ¶çº¦ç€æˆ‘国养猪业的å‘展,并造æˆå·¨å¤§çš„ç»æµŽæŸå¤±ï¼›ç—…毒感染ã€å¯„生虫感染等是造æˆçŒªåªå‘病的主è¦åŽŸå› ã€‚虽然已有å„秌üu>疫苗得到广泛应用,但ä»ä¸èƒ½æœ‰æ•ˆæŽ§åˆ¶ç–¾ç—…çš„æµè¡Œï¼Œç ”å‘高效ã€å®‰å…¨çš„猪病防治制剂æˆä¸ºè¿«åˆ‡çš„需è¦ã€‚干扰素(Interferon, IFN) 通过激活细胞中多ç§åŠŸèƒ½åŸºå› çš„转录,调节å„ä¿¡å·ä¼ å¯¼é€šè·¯çš„ååŒä½œç”¨ï¼Œèƒ½å¤Ÿå‘挥抖üu>病毒ã€æŠ—细èŒã€æŠ—寄生虫ã€?u>å…疫调节等多ç§ç”Ÿç‰©å­¦åŠŸèƒ½ï¼›æ­¤å¤–IFN 还具有广谱性和ç§æ—特异性,对å¥åº·çš„细胞无毒,使用安全。通过研究å‘现,猪干扰ç´?PorcineInterferon, PoIFN) 对体外抑制多ç§ç—…毒ã€å¯„生虫的增殖已åˆè§æˆæ•ˆï¼Œå¯¹æ²»ç–—细èŒã€ç—…毒的混åˆæ„ŸæŸ“也比较有效,因此研究PoIFN 对猪病的防治具有积æžçš„现实æ„义。目å‰å¸‚场上使用最多的PoIFN 是猪白细胞干扰素,其äº?997年获得我国农业部¡°æ–°å…½è¯è¯ä¹?rdquo;ã€?ldquo;生产批准文巡±ï¼ŒäºŽ1999 年获得国å®?ldquo;å‘明专利è¯ä¹¦¡±ã€‚此外,实验室正在å°è¯•æž„建动物PoIFN 基因é‡ç»„疫苗,其对æ高产é‡ã€å¢žå¼¹üu>å…疫效力ã€é™ä½Žç—…毒载体毒性等方é¢éƒ½æœ‰é‡è¦çš„æ„义ã€ü/p>

1 分类与æ¥æºü/p>

IFN 是å—体细胞分泌的一ç§å¹¿è°±æŠ—病毒糖蛋白,正常情况下IFN 基因处于被抑制状æ€ï¼Œåœ¨æœ‰è¯±å¯¼å‰‚çš„æ¡ä»¶ä¸‹è§£é™¤æŠ‘制而获得表达。诱导剂包括病毒或者核酸ã€ç»†èŒå†…毒素ã€ä¿ƒç»†èƒžåˆ†è£‚素等,此外现代中è¯ç ”究è¯å®žçŸ¥æ¯ã€æ¿è“根等也å¯è¯±å¯¼IFN 生æˆã€‚由于与人IFN 相似,根æ®åºåˆ—åŒæºæ€§ä»¥åŠä¿¡å·è½¬å¯¼å—体å¤åˆç‰©çš„ä¸åŒï¼ŒPoIFN å¯åˆ†ä¸ºâ… åž‹ã€â…¡åž‹å’Œâ…¢åž‹ï¼Œâ… åž‹åŒ…括PoIFN-¦Áã€?beta;ã€?delta;ã€?omega;ã€?tau;ã€?kappa; ;Ⅱ型åªæœ‰PoIFN-¦Ã ;Ⅲ型为PoIFN-¦Ëï¼ ä¹Ÿå¯ç»†åˆ†ä¸ºPoIFN-¦Ë1ã€?lambda;2ã€?lambda;3 ;其中Ⅰ型PoIFN 对酸的è€å—性最大,抗病毒作用最强。目å‰ä¸ºæ­¢ç ”究比较多的主è¦ä¸ºPoIFN-¦Áã€?beta;ã€?omega; å’ŒPoIFN-¦Ãã€ü/p>

2 生物活�/p>

2.1 广谱抗病毒作�/p>

与人的IFN 相åŒï¼ŒPoIFN 主è¦é€šè¿‡é—´æŽ¥åœ°æŠ‘制病毒的增殖æ¥å‘挥抗病毒作用。病毒的感染导致细胞产生PoIFN ï¼›PoIFN åˆéšè¢«æ„ŸæŸ“细胞的死亡和崩解而释出,并éšè¡€æ¶²å¾ªçŽ¯åˆ°è¾¾å…¨èº«ã€‚之åŽPoIFN 与猪体内细胞膜上æ•æ„Ÿå—体结åˆï¼Œè¯±å¯¼è¯¥ç»†èƒžè½¬å½•å‡ºäº”ç§æŠ—病毒蛋白(Antiviral Protein,AVP), 分别为åŒé“¾RNA ä¾èµ–性蛋白激酶(PKR,常称为P1/eIF-2A)ã€?',5' 腺苷酸åˆæˆé…¶ï¼?',5'-Oligoadenylate synthetase,OAS)ã€è…ºè‹·è„±æ°¨é…¶ï¼ˆI Adenosinedeaminase 1,ADAR1)ã€GTP 结åˆè›‹ç™½ï¼ˆMx 蛋白)ã€æ°®æ°§åŒ–物åˆæˆé…¶ï¼ˆNitricoxide synthease,NOS),并分别å‘挥抗病毒作用。当猪é­å—病毒攻击åŽï¼Œå¦‚果病毒还未在细胞内大é‡ç”Ÿé•¿ç¹æ®–,å¯ç«‹å³ä½¿ç”¨PoIFN,以ä¿æŠ¤æ­£å¸¸ç»†èƒžï¼›ä½†å¦‚果机体大部分细胞都é­å—病毒攻击并é­åˆ°ä¸¥é‡ç ´å时,å³ä½¿æ³¨å°„PoIFN 也ä¸èƒ½äº§ç”Ÿè¶³å¤Ÿçš„AVP 以ä¿æŠ¤ç»†èƒžï¼›å› æ­¤åœ¨ä¸´åºŠåº”用上应尽早用è¯ã€ü/p>

2.2 抗寄生虫作用

PoIFN 主è¦é€šè¿‡åŠ å¼ºç»†èƒžæ¯’效应和é™ä½Žç»†èƒžçš„活性æ¥å‘挥它的抗寄生虫活性作用。CD8+T 细胞能够识别利什曼原虫ã€å¼“形虫等特异性组织相容性å¤åˆç‰©â… (MHC â… ) 类抗原,并产生PoIFN ;研究结果表明PoIFN 通过激活M¦µ æ¥è¯±å¯¼æ°§è‡ªç”±åŸºæ”»å‡»è„‚质膜与NO 抑制é¶ç»†èƒžçš„DNA åˆæˆå’Œçº¿ç²’体的呼å¸ä½œç”¨ï¼Œä»Žè€Œç ´å寄生虫体并导致病原体活力下é™ï¼Œå¯„生虫死亡。åŒæ—¶PoIFN 还能够诱导é¶ç»†èƒžå†…池的色氨酸é™è§£ï¼Œä»Žè€ŒæŠ‘制寄生虫ç¹æ®–。相比于所有PoIFN,PoIFN-¦Ã 抗寄生虫活性最强ã€ü/p>

2.3 抗细èŒä½œç”?/p>

PoIFN 主è¦æ˜¯æŠ—胞内èŒï¼Œå…¶ä¸»è¦é€šè¿‡è¯±å¯¼é¶ç»†èƒžè½¬å½•å‡ºæ¥çš„GBP1 蛋白,这是一ç§GTP 结åˆè›‹ç™½ã€‚胞内èŒé€šè¿‡åžå™¬ä½“进入细胞,其åŽç»­é€šè¿‡ç‰¹å®šé€”径进入细胞质进行å¤åˆ¶ã€‚研究å‘现GBP1å‘挥抗胞内èŒçš„机制是增强氧化æ€ä¼¤èƒ½åŠ›åŠä¿ƒè¿›è¿é€æŠ—èŒè‚½è‡³è‡ªå™¬ä½“而å‘挥æ€èŒæ•ˆåº”;此外还通过下调转é“蛋白å—体,å‡å°‘细èŒä¾›é“或诱导产生内æºæ€§NO 直接抑制细胞内细èŒç­‰ï¼Œè€Œä¸”该机制使得GBP1 具有广谱抗胞内èŒçš„能力ã€ü/p>

2.4 å…疫调节作用

PoIFN å¯å¢žåŠ IgG çš„Fc å—体表达,从而有利于巨噬细胞对抗原的åžå™¬ï¼ŒK 细胞ã€NK 细胞对é¶ç»†èƒžçš„æ€ä¼¤ä»¥åŠTã€B 淋巴细胞的激活,增强机体å…疫应答能力;但剂é‡è¿‡å¤§ä¼šèµ·æŠ‘制作用。I åž‹çš„å…疫调节作用比II 型强,两类PoIFN çš„ååŒè°ƒèŠ‚作用使机体处于最佳å…疫应答状æ€ã€ü/p>

2.5 其他生物学作�/p>

PoIFN 除了以上主è¦åŠŸèƒ½å¤–,还有其他一些功能:如对妊娠的识别åŠç»´æŒä½œç”¨ã€æŠ—肿瘤作用ã€æŠ—增殖活性等。PoIFN-¦Ó 作为一ç§æ—©æœŸæ€€å­•ä¿¡å·ï¼Œåœ¨èƒšæ³¡é™„æ¤å‰åŽäº§ç”Ÿï¼Œå¯èƒ½é€šè¿‡æŠ‘制å­å®«å†…膜对催产素的æ•æ„Ÿæ€§ã€é™ä½Žå‰åˆ—腺素的活性ã€é˜»æ­¢é»„体溶解,以达到维æŒå¦Šå¨ çš„作用识别阶段;此外,妊娠识别过程中也产生一ç§ç‰¹å¾æ€§çš„分泌蛋白,研究å‘现其结构类似PoIFN-¦Ó,但其具体作用机制有待进一步研究。PoIFN抗肿瘤主è¦è¡¨çŽ°åœ¨æŠ‘制肿瘤的增殖ã€æŠ‘制肿瘤细胞增生ã€æ”¹å˜ç˜¤ç»†èƒžè¡¨é¢çš„性能以易于被å…疫监视细胞识别和排斥ã€é€šè¿‡å…疫调节æ¥å¢žå¼ºæœºä½“抗肿瘤能力等。PoIFN-¦Á 还能针对细胞周期控制体中的特异因å­å‘生作用,包括通过作用于c-mycã€Prbã€D3 å’Œcdc25A 蛋白æ¥æŠ‘制细胞的增殖ã€ü/p>

3 对猪病的防治

3.1 抗病毑ü/p>

IFN 由于抗病毒具有广谱性和安全性,被誉为最有希望治疗病毒病çš?ldquo;é’霉ç´?rdquo;。造æˆçŒªåªå‘病的病毒性病原主è¦æœ‰å£è¹„ç–«ç—…æ¯?FMDV)ã€?u>è“耳病病毒(PRRSV)ã€?u>猪瘟病毒(CSFV)ã€çŒªåœ†çŽ¯ç—…毒 (PCV2)ã€çŒªä¼ªç‹‚çŠ?/u>病毒(PRV)ã€çŒªä¼ æŸ“病胃肠炎病毒(TGEV)ã€çŒªæµè¡Œæ€?u>腹泻病毒(PEDV)ã€è½®çŠ¶ç—…æ¯?RV) 等。研究表明,PoIFN 对以上病毒å‡æœ‰è‰¯å¥½çš„抑制效果,因而越æ¥è¶Šå—到国内外学者的é’ç。早期的研究主è¦ä½¿ç”¨çŒªç™½ç»†èƒžPoIFN 防治猪病;éšç€ç ”究的深入,é‡ç»„干扰素得到了广泛地研究,通过毕赤酵æ¯ã€å·´æ–¯å¾·æ¯•èµ¤é…µæ¯ã€è…ºç—…毒ã€æ†çŠ¶ç—…毒ã€å®¶èš•æ†çŠ¶ç—…毒等载体,æˆåŠŸè¡¨è¾¾å¹¶å¾—到纯化出rPoIFN-¦Áã€rPoIFN--¦Âã€rPoIFN-¦Ãã€rPoIFN-¦Øï¼ ä¸ºä½“å†…å’Œä½“å¤–æŠ—ç—…æ¯’çš„ç ”ç©¶æ供了é‡è¦çš„ææ–™ã€ü/p>

3.2 抗寄生虫

马良ç­?1995) 在人脑微血管内皮细胞(HBMEC)的培养中加入过é‡çš„色氨酸能完全抑制IFN-¦Ãã€IFN-¦Á介导的抗弓形虫病作用。潘晓梅等(2008ï¼ åˆ©ç”¨é‡ç»„PoIFN-¦Ã 进行体外抗弓形虫感染,å‘现éšç€IFN-¦Ã 剂é‡çš„增大,巨噬细胞的抗弓形虫作用é€æ¸å¢žå¼ºï¼›ä¸ºåˆ©ç”¨PoIFN-¦Ã 预防弓形虫æ供了良好的方å‘ã€ü/p>

3.3 治疗多ç§ç—…原体混åˆæ„ŸæŸ’ü/p>

张真等用PoIFN 与阿莫西林ã€é»„æ°å¤šç³–è”åˆç”¨è¯ï¼Œæ²»ç–—已感染猪链çƒè‹ü/u>ã€å‰¯çŒªå—œè¡€æ†èŒã€PCV2 的病猪,阻止了病情的蔓延,疗效显著。张泉军ç­?2005) 通过实验和临床扩大试验å‘现猪白细胞IFN 对哺乲üu>仔猪和断奵üu>仔猪æŸäº›ç—…毒性腹泻ã€ç»†èŒæ€§è…¹æ³»ã€ç—…毒和细èŒæ··åˆæ„ŸæŸ“引å‘的腹泻,å‡æœ‰è‰¯å¥½çš„预防和治疗作用。龙庆军等(2008)采用PoIFN-¦Á 治疗混åˆæ„ŸæŸ“了PRRSVã€é™„红细胞体病ã€?u>链çƒè‹ü/u>的猪,结果显示病猪的病情明显好转ã€ü/p>

3.4 å…ç–«ä½å‰‚作用

20 世纪80 年代åˆç»†èƒžå› å­å¼€å§‹ä½œä¸ºä½å‰‚得到è¿ç”¨ï¼ŒIFN 具有较强的ä½å‰‚活性,并且对é™ä½Žå‰¯å应也有一定的功效。研究å‘现以é‡ç»„PoIFN-¦Ã 为疫苗ä½å‰‚,ä¸ä»…能特异性地增强疫苗的å…疫效果,而且å¯å¢žå¼ºæœºä½“抗感染的能力。窦永喜等(2004)研究å‘现PoIFN-¦Ã对猪囊虫全虫疫苗有良好的å…ç–«ä½å‰‚作用,优于传统使用的é“ç›å’?06 ä½å‰‚。马凤龙等(2005)实验è¯æ˜Žäº†ä¸åŒå‰‚é‡çš„é‡ç»„PoIFN-¦Ã 分别与猪瘟兔化弱毒苗ã€çŒªè“耳病弱毒苗和伪狂犬弱毒疫苗è”åˆåº”用,å¯æ高血清抗体水平,增强疫苗的å…疫效果。章红兵ï¼?013)研究å‘现在PCV2 å…ç–«æ—¶è”åˆPoIFN å¯ä»¥å‘挥ååŒä½œç”¨ï¼Œå¢žå¼ºå…疫效果,但与PoIFN 的剂é‡æœ‰ä¸€å®šå…³ç³»ã€ü/p>

3.5 作为饲料添加å‰ü/p>

IFN 胶囊åŠçº³ç±³å¯ä»¥é€šè¿‡è¯ç‰©é‡ŠæŽ§æŠ€æœ¯ä¸Žç‰¹æ®Šè½½ä½“结åˆï¼Œä½œä¸ºä¿å¥åž‹é¥²æ–™çš„è¯ç‰©æ·»åŠ å‰‚。岑路(2010)等通过PoIFN-¦Á 在促进生长作用和预防病毒性疾病方é¢çš„临床试验表明,PoIFN-¦Á 对仔猪的生长有良好的促进作用,具有显著的紧急预防病毒性疾病的效果ã€ü/p>

4 基因工程

正常情况下动物体内IFN 表达é‡å¾ˆå°‘ã€éš¾ä»¥æå–和纯化,因此在临床生产中首先考虑高效的基因工程技术。通过基因工程生产的PoIFN 最开始在大肠æ†èŒä¸Šè¡¨è¾¾ï¼Œéšç€æå–工艺的ä¸æ–­å®Œå–„,目å‰PoIFN 蛋白æå–率å¯è¾?5% ï½ 97% ï¼›å¦3% ï½ 5% 是大肠æ†èŒæ‚蛋白,副作用较大,易引起使用对象å‘热ã€å‘烧ã€è¿‡æ•ç­‰ä¸è‰¯å应。为了表达出高效ã€å»‰ä»·ã€å‰¯ä½œç”¨å°çš„é‡ç»„PoIFN,科研工作者们还å°è¯•äº†åœ¨é…µæ¯èŒã€æ†çŠ¶ç—…毒ã€è…ºç—…毒等中表达PoIFN,并获得了æˆåŠŸã€‚从毕赤酵æ¯ä¸­è¡¨è¾¾å’Œçº¯åŒ–PoIFN-¦Á 效价高ã€æ¯’ç´ å«é‡ä½Žï¼Œæ›´ç±»ä¼¼äºŽå¤©ç„¶ç»“构的特点。在腺病毒上表达和纯化PoIFN,表达产物具有正确的活性,而且副产物少,易于纯化和å‡å°‘副作用;åŒæ—¶ç”±äºŽç¼ºé™·åž‹è…ºç—…毒的强力穿é€ã€ç›´è¾¾å·²æ„ŸæŸ“的细胞内,使è¯æ•ˆæ›´é•¿ä¹…,增强PoIFN 的使用效果。é‡ç»„PoIFN 最ç†æƒ³çš„剂型为IFN çš„èšä¹™äºŒé†‡åŒ–(Pegylated,PEG) å’ŒIFN 与载体脂质体(Liposome-IFN) 的结åˆï¼Œè¿™ä¸¤ç§æ˜¯å‰‚型能很好的延长IFN 在体内的åŠè¡°æœŸã€å¢žåŠ å…¶ç¨³å®šæ€§ã€é™ä½Žå…ç–«æºæ€§ã€‚PoIFN 基因工程的å‘展ä¸ä½†ä¸ºPoIFN 的大é‡ç”Ÿäº§æ供了新的方å‘,而且大大丰富了对PoIFN é—传结构和化学组æˆçš„认识,并å¯ä»¥é˜æ˜ŽPoIFN 的组æˆå’ŒåŠŸèƒ½çš„关系,有利于探索特殊功能的PoIFN。PoIFN 基因工程的进一步研究对构建动物IFN 基因é‡ç»„疫苗,æ高其å…疫效力,é™ä½Žç—…毒载体毒性等方é¢æœ‰ç€é‡è¦çš„æ„义ã€ü/p>

5 存在问题

研究认为在兽医临床上PoIFN 对畜禽机体副å应一般比较轻,但éšç€æµ“度的增加和疗程的延长,肌注å¯èƒ½å¼•èµ·å‘热ã€çº¢æ–‘åŠç–¼ç—›ã€‚由于PoIFN 在治疗畜禽疾病主è¦è¿˜å¤„试验阶段,具体的毒副作用并未完全显现出æ¥ã€‚ç›®å‰å½±å“PoIFN 临床è¿ç”¨çš„除了毒副作用外,还主è¦å­˜åœ¨ä»¥ä¸‹é—®é¢˜ï¼šç¬¬ä¸€ï¼Œç›®å‰ä¸åŒPoIFN 的组织亲和性和生物学作用亦有待深入研究和了解。第二,PoIFN çš„æ纯和测定方法尚ä¸å¤Ÿç¨³å®šå’Œç®€åŒ–。第三,使用PoIFN 治疗åŒä¸€ç–¾ç—…的疗效并ä¸ä¸€è‡´ï¼Œæ‰€ä»¥ä¸€èˆ¬éœ€ç”¨è¾ƒå¤§å‰‚é‡ï¼Œä¸”疗效呈剂é‡ä¾èµ–性,但éšç€å‰‚é‡çš„增加毒副作用也增加。第四,é‡ç»„PoIFN 在治疗过程中有时会产生抗体,如果å‘现抗体产生,应改用其他亚型的PoIFN。第五,在猪的治疗主è¦å±€é™åœ¨è¯•éªŒé˜¶æ®µï¼Œå…¶ä¸Žä¸åŒè¯ç‰©æœ€ä½³é…ä¼ç­‰é—®é¢˜éœ€æŽ¢ç´¢ã€ü/p>

6 展望

éšç€æ–°ç—…原株ã€å˜å¼‚株的ä¸æ–­å‡ºçŽ°ï¼Œç›®å‰è®¸å¤šè¯ç‰©å¯¹æŸäº›çŒªç—…å·²ç»éš¾ä»¥æ˜¾ç¤ºå‡ºæ»¡æ„的防治效果。大é‡ç ”究è¯æ˜ŽPoIFN 对å¨èƒé‡å¤§çš„夙üu>ç§çŒªç—…å‡å…·æœ‰è‰¯å¥½çš„防治作用,给猪病防治æ供了新的手段,有望创造巨大的ç»æµŽæ•ˆç›Šå’Œç¤¾ä¼šæ•ˆç›Šã€‚传统生产PoIFN 有æˆæœ¬é«˜ã€äº§å“è´¨é‡éš¾æŽ§åˆ¶åŠä¸´åºŠç–—效ä¸ç¨³å®šç­‰é—®é¢˜ï¼›å»ºç«‹è§„模化生产体系ã€åˆ©ç”¨åŸºå› å·¥ç¨‹æŠ€æœ¯ç”Ÿäº§é‡ç»„PoIFN 是一æ¡å分有效途径,但对于其中一些关键技术问题如PoIFN 的表达水平ã€é«˜å¯†åº¦å‘酵工艺ã€ç”Ÿç‰©å­¦æ´»æ€§ä»¥åŠä¸´åºŠåº”用方法等诸多环节ä»éœ€è¿›è¡Œæ·±å…¥ç ”究。大é‡è¯•éªŒè¯å®žPoIFN 与牛ã€ç¾Šç­‰åŠ¨ç‰©ä¹‹é—´å­˜åœ¨äº¤å‰æ´»æ€§ï¼ŒPoIFN ä¸ä»…对猪病疗效良好,对牛病毒性腹泻ã€å°é¹…瘟ã€ç¾”羊腹泻等都具有ä¸é”™çš„疗效,研究PoIFN 对防治牛羊等动物的疾病也具有积æžçš„æ„义。此外,将生产的PoIFN 作为增强剂,与ä¸åŒçš„ç–«è‹—è”åˆåº”用或与ä¿æŠ¤æ€§æŠ—原基因èžåˆè¡¨è¾¾ï¼Œå¯ä»¥å¢žå¼ºç–«è‹—çš„å…疫效果,将对猪病防治产生积æžçš„å½±å“。å¦å¤–,中è¯è¯±ç”ŸIFN 也已æˆä¸ºå¹¿å¤§å­¦è€…关注的热点之一。PoIFN 的临床治疗效果已ç»å¾—到å„界专家的肯定,基于其广阔的å‘展å‰æ™¯ï¼ŒPoIFN 值得我们进一步关注和研究ã€ü/p>

本文选自《猪业科学ã€?015年第11æœ ¡°çŒªç¾¤ä¿å¥¡±æ ç›®ä¸­P104-105,作者:å“秀èï¼Œæœ çŽ²ï¼Œå¾å¿—æ–†ü/p>

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