中草药对水产动物免疫促进作用的研究进展

 免疫是机体识别自身物质和排除非自身物质的一种保护性生理反应,具有维持机体稳定、防止传染和免疫监视的作用。鱼的免疫系统是机体保护自身的防御性结构,它包括免疫器官、淋巴细胞、免疫球蛋白以及一些体液淋巴因子等。在高密度和规模化的养殖环境下,鱼的非特异性免疫下降,从而导致其对病原的敏感性大大提高,极易造成鱼类传染病的发生和流行。目前在鱼病临床上经常使用一些化学药物和抗生素类药物来进行预防和治疗,其残留量大,既危害人类的健康,又污染环境。而中草药克服了化学药物和抗生素类药物的缺陷,具有来源广泛、价廉效优、毒副作用小、不易形成机体药物残留和影响水产品质量、提高水产动物免疫力和抗病力等优点,在我国养殖业集约化追求绿色、环保、生态的浪潮推动下,其以提高免疫功能方面的独特优势,得到了越来越普遍的推广和应用。为了促进中草药在水产动物免疫中的研究与应用,笔者对近年来中草药对水产动物机体免疫促进作用的研究进展进行了综述。

    1　水产动物免疫系统概述

    和哺乳动物一样,鱼的免疫保护也分为非特异性免疫和特异性免疫两大类。非特异性免疫也称为先天性免疫,是在长期的进化过程中逐渐建立起来的天然防御能力,它受遗传因素控制,具有相对稳定性。鱼的非特异性免疫物质包括溶菌酶、干扰素、凝集素、壳质酶、溶血素、沉降素等。特异性免疫称为获得性免疫,指抗原物质刺激宿主免疫系统产生免疫应答,对异物的侵入可发挥清除或杀伤效应,同时具有一定的记忆作用。鱼的免疫应答区主要在前肾、脾脏、胸腺以及消化道淋巴组织与血液淋巴等,它们主要依靠非特异性免疫系统来保护自身,并凭借其强大的抗氧化防御系统来防止自由基对组织和细胞造成损伤。

    较哺乳动物相比,鱼类的免疫系统发育相对不完善。比如软骨鱼仅有细胞免疫反应,而没有体液免疫的能力;硬骨鱼类虽然兼备细胞免疫和体液免疫,但体液免疫很不完善,只能产生一种抗体IgM,而缺乏大多数哺乳类能够产生的IgG、IgA、IgD、IgE其他4种抗体。

    2　对水产动物有免疫活性的中草药

    在现代医学领域里,中药指纹图谱已经被公认为是中草药质量控制最有效的研究方法和手段。我国中草药的品种已达5 767种,居于世界之首。现已证明200余种中草药显示出良好的免疫活性,能影响和调节动物机体的免疫功能。美国学者DP·安德森认为,鱼的免疫应答类型与人类似,徐延震提出,人以及哺乳动物免疫所用的中草药大多数也适用于鱼类。

    2. 1　单味中草药　提高淋巴母细胞分化能力的中草药有黄连、黄芪、黄芩、蒲公英、金银花、地丁、五味子、川芎、红花、柴胡、白芍、生地等。促进抗体生成的中草药包括洋金花、千金藤、红花、川芎、大蒜、猪苓、黄连、黄芩、鱼腥草、白花蛇舌草等。诱生干扰素和促进产生免疫球蛋白的中草药则有刺五加、黄芪、龙胆草、瓜蒌皮、石斛、丝瓜等。

    简纪常等研究了中草药对建鲤非特异性免疫功能的影响,结果显示黄连、黄芩、鱼腥草、大蒜、白花蛇舌草、千金藤、大黄、白术、防己、杜仲、甘草、穿心莲、金银花、大青叶、一支黄花等单味中药能够明显提高建鲤白细胞的吞噬能力。陈孝煊等报道,苦参、银耳、巴戟天、鸡血藤、女贞子、熟地、小茴香、淫羊霍、板蓝根多糖、三颗针、汉防己、补骨脂等具有显著增强淡水虾血细胞吞噬活性的功效。而冬虫夏草、黄芪、党参、板蓝根等对水生动物的免疫器官有促进作用。

    2. 2　复方中草药　除了单味中药外,一些复方中草药也具有提高水产动物机体免疫力的能力。刘华忠等把不同配比浓度的复方中草药添加到彭泽鲫的基础日粮中,结果表明,饲料系数比对照组降低了10%左右,说明其复方中草药能够促进日增重和提高水产动物的饵料利用率,同时能够增强水产动物的繁殖性能。孟庆大等研究了复方中草药免疫增强剂用于预防和治疗刺参腐皮综合症。通过选用补气理气、补血活血的复方中药,筛选出用于刺参养殖的中草药复方免疫增强剂,提高了刺参的非特异性免疫力。潘开宇将大黄、黄芩、党参、板蓝根等十余味中草药粉碎过筛后制成复方添加剂添加于基础饲料中制成颗粒药饵投喂青虾,结果表明,青虾血细胞吞噬百分比和吞噬指数、血清溶菌酶活力均显著提高。

    3　中草药免疫的活性成分

    3. 1　多糖　多糖是大多数植物中草药的主要免疫活性成分,具有促进胸腺反应、刺激巨噬细胞吞噬功能的作用,特别是黄芪多糖,能促进T淋巴细胞和B 淋巴细胞分化,诱生抗生素,有抗病毒作用。从中草药中提取的多糖很多,如黄芪多糖、人参多糖、鹿茸多糖、枸杞多糖、香菇多糖、灵芝多糖、猪苓多糖、云芝多糖、当归多糖等,已相继报道过100多种具有增强机体免疫功能的中草药多糖。一些研究揭示了多糖结构与其免疫活性在构效上存在一定的关系,即:具有不同类型不同组分的甙键接连的多聚糖;多聚糖键上的β-甙键多为活性所必需,此键的存在对活性有益;存在三级结构;分子量2万以上。药理研究表明,结构较复杂的植物多糖通常显示出较高的免疫促进活性。

    3. 2　甙类　也称为配糖体,是由各种糖及其非糖部分构成的化合物。甙类的范围较广,其对免疫的作用功效也是多方面的。免疫甙类可加强网状内皮系统吞噬功能,并能促进抗体生成,促进抗原抗体反应和淋巴细胞转化。如人参皂甙是人参的有效活性成分,具有显著增强动物机体免疫功能的作用;淫羊藿甙、甘草甙则有促进吞噬细胞功能、淋巴细胞转化、抗体和干扰素的产生等作用。

    3. 3　生物碱、有机酸及挥发性成分　生物碱是一类来源于生物界的含氮有机物,多数生物碱含杂环结构,具有增强体液和细胞免疫功能、刺激巨噬细胞的吞噬功能等特殊生物活性。如大蒜中提取的大蒜素能增强巨噬细胞的吞噬功能;大黄素、丹参素参与激活单核巨噬细胞分泌炎性细胞因子,从而增强固本的免疫功能;苦豆草中分离到的生物碱有增强体液免疫和细胞免疫的作用。有机酸主要作用是调节胃肠内的pH值,防止有害细菌的繁殖及提高酶的活性,促进水产动物体内正常的新陈代谢,从而提高营养物质的利用率,促进其生产性能的发挥。中草药中的挥发成分比较复杂,一般在机体免疫调节中起到多方面作用。如关木通、马兜铃等能增强巨噬细胞的吞噬功能;桂皮中挥发成分有升高血液中白细胞数量的作用;鱼腥草素能增强网状内皮系统功能和增强白细胞吞噬功能。

    4中草药免疫促进作用及机理

     4. 1　促进免疫器官的发育　鱼的免疫器官通常包括前肾、脾脏、胸腺以及消化道淋巴组织与血液淋巴等中枢免疫器官,它们的发育状况直接影响到机体免疫力的高低。目前,研究较多的主要为中草药对动物胸腺和脾脏的影响。王健等研究了艾叶在养殖业中的应用,结果显示艾叶能够明显刺激免疫器官的发育,同时增加脾、胸腺等免疫器官的相对重量。

    4. 2　促进特异性免疫　特异性免疫是在抗原刺激下,机体产生致敏淋巴细胞,通过免疫活性细胞对抗原分子的识别、活化、增生、分化,最终发生免疫反应的复杂生物学过程,包括细胞免疫和体液免疫2种。

    4. 2. 1　细胞免疫。细胞免疫是机体免疫功能的重要组成部分,它是由T细胞介导的一种重要免疫反应。细胞免疫可以抵抗细胞内微生物如病毒和宿主细胞内增生的细菌感染,可促进在细胞内将微生物破坏或溶解感染的细胞。王立芹等报道淫羊霍多糖能明显提高植物凝集素刺激的T淋巴细胞转化率,促进刀豆蛋白A和植物血凝素介导的3H-TdR参与小鼠胸腺和脾脏细胞的作用,增强T淋巴细胞增殖能力,从而具有提高细胞免疫的功能。

    4. 2. 2　体液免疫。体液免疫是由B淋巴细胞所介导的机体的另一种重要的免疫反应,它能够防御细胞外细菌、病毒、毒素等各种对机体有害的因素。抗体和补体水平的高低通常可以用来评价体液免疫力。张耀红等研制了以黄芪为主的复方中草药添加剂对中华鳖免疫功能的影响,血清凝集效价用药组显著高于对照组,说明此复方中草药添加剂能够明显提高中华鳖的体液免疫水平。一些研究发现,许多中草药,如黄芪、当归、香菇、艾叶、柴胡、石香菜、人参等多糖均有激活补体的作用。

    4. 3　促进非特异性免疫　非特异性免疫是机体对各种抗原物质的一种天然生理性防御机能,包括物理屏障作用、血液与组织中吞噬细胞的吞噬作用和各种细胞因子的杀菌解毒作用等。提高非特异性免疫是增强机体抵抗力非常重要的一方面。溶菌酶是存在于鱼类的粘液、血清以及吞噬细胞中的一种特殊的水解酶,它对各种微生物病原体具有重要的防御作用,该酶活性大小是机体的非特异性免疫优劣的主要标志之一。Jichang Jian等用中药黄芪根与当归根以重量5∶1的比例,添加到切碎的鱼肉中投喂大黄鱼。添加量为1.0%和1.5%,投喂20、25、30d后,NBT阳性细胞和溶菌酶活性显著增加(P<0.05 ), 15d后补体活性明显增强(P<0.05)。顾雪飞等研究具有免疫增强作用的中草药对鲤鱼血清和免疫器官溶菌酶活性的影响,结果表明,用添加刺五加、蒲公英、枸杞子、金银花和大蒜等单味中草药的配合饲料饲喂鲤鱼后, 30d时各组均能够增强其免疫器官(头肾、中肾、脾)的溶菌酶活性。

    4. 3. 1　促进白细胞及单核-巨噬细胞系统免疫。单核-巨噬细胞系统包括血液中单核细胞和各种组织中固定和游走的巨噬细胞,它们具有强大的吞噬能力,是机体履行非特异性防御功能的重要组分。中草药的功能主要是通过增加白细胞或巨噬细胞数量、提升吞噬能力来实现的。梁思析等报道,在饲料中添加5～10mg/kg甘草酸,对鱼类的血细胞比容和血清蛋白量有增加的趋势;随着甘草酸添加量的增加,溶菌酶活性、补体价、巨噬细胞的吞噬率以及凝集抗体价等均有不同程度的上升,说明添加甘草酸可明显增强鱼体免疫力。周显青等研究表明,黄芪能提高中华鳖的血细胞吞噬率及血清的溶菌活力、杀菌活力,提高非特异性免疫功能。Friedl等研究发现人参的水提产物人参皂苷在体外巨噬细胞的培养中能够促进NO的合成, 从而增强巨噬细胞功能。李义等用含0.5%虫草菌粉的药饵投喂罗氏沼虾,结果其吞噬百分比提了19.7%,吞噬指数由1.140增至1.694,说明其能显著提高罗氏沼虾的吞噬活力。
 
    4. 3. 2　对细胞因子的影响。细胞因子是淋巴细胞、单核-巨噬细胞以及相关免疫细胞产生的具有免疫调节功能的一类蛋白类物质,它们是介导特异性免疫与非特异性免疫的主要小分子。通常细胞因子主要包括干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、白介素(L)、淋巴毒素(LT)、集落刺激因子(CSF)等。这些细胞因子大多具有多重的免疫调节作用。如L-6除了是调节细胞因子网络的关键成分外,还对骨髓造血、干细胞定向分化起到重要作用。

    5　结语

    我国中草药资源极其丰富,经过了几千年筛选后保留下来的具有较好药效的中草药以其品种多、价格低廉、副作用小等优点而著称于世。近年来,分子生物学和免疫药理学以及中药免疫学等飞速发展,给中草药的研究带来了巨大的推动力。但中草药用作水产动物免疫促进剂的研究还处于起步阶段。随着水产集约化程度的不断发展,人们在片面追求产量的同时降低了其自身的免疫力,导致各种水产动物病害泛滥。因此,在养殖中通常使用大量抗生素及一些化学药物,严重威胁着水产动物甚至人类自身的健康。寻找能够替代抗生素、激素等化学药物的无公害免疫促进剂已成为无公害水产品的当务之急。中草药可以通过单独或与其他药物联合使用的方式来提高水产动物的机体免疫力,符合“无公害”水产药物的开发方向,可为我国水产动物的增收和食品安全提供强有力的保障,值得深入开发研究。