贝类学

贝类免疫学研究进展【摘要】本文系统性地介绍了贝类免疫学的研究进展，分别从贝类免疫的两大方面——细胞免疫和体液免疫进行详细地分析。

其中细胞免疫的论述包括吞噬作用，吞噬和杀伤机制，贝类血细胞的分类。

体液免疫的论述包括凝集素、抗菌肤、溶酶体酶、化学递质。

【关键词】贝类免疫学细胞体液研究【前言】贝类免疫学是新兴学科无脊椎动物免疫学中的一个分支,近些年越来越受到学者们的关注。

贝类的免疫反应系统包括细胞免疫和体液免疫，两者密切相关，在抵御异物侵袭方面相辅相成，贝类通过免疫应答，提高机体的抵抗力。

本文就从贝类免疫学的两大防御系统进行综述。

【正文】1.贝类的细胞免疫贝类血细胞参与了机体损伤的修复、贝壳的重建、吞噬异物颗粒和消除有毒物质等过程，是贝类免疫的主要承担者。

异物入侵贝类机体直至异物被吞噬和消化的整个过程，需要血细胞内和血淋巴中很多物质的参与，一些学者指出该过程受到温度、盐度和污染物等环境胁迫因素的影响。

张朝霞[1]等首次研究了对杂色鲍流行病病原弧菌具有良好抑菌效果的。

种抗生素对杂色鲍血细胞的吞噬、趋化和溶酶体膜完整性等免疫功能的影响，发现种抗生素对鲍血细胞的免疫功能均有不同程度的破坏，且促进血细胞吞噬活性的作用并非随抗生素的浓度上升而提高，以此说明贝类养殖中滥用抗生素和盲目加大投放浓度的严重后果，并发现链霉素用于治疗鲍弧菌病，不但可以显著地提高杂色鲍血细胞对病原弧菌的吞噬活性，对鲍血细胞的趋化和产生活性氧等免疫功能的破坏程度也低。

1.1吞噬作用贝类的主要防御手段是由血细胞完成的吞噬作用(PhagocyLosis) 。

吞噬作用能够清除入侵的病原体包括细菌、原虫、大分子物质及无机颗粒等。

当外界条件改变，尤其是动物受到外界抗原物质刺激时，贝类的主要表现就是吞噬反应，而且其血细胞吞噬外来异物时，清除的速率大小取决于细胞表面的特征。

在大多数报道的贝类中，吞噬作用主要是由颗粒细胞完成的，颗粒细胞表现出很高的吞噬能力，而且其吞噬能力与年龄无关，但易受外界环境因素的影响，如温度、盐度等，透明细胞也具有一定的吞噬能力，但不是主要的。

从免疫防御的角度讲，血细胞可以活跃地趋化到炎症和损伤部位，进行吞噬，是免疫防御的主要细胞类型。

1.2吞噬和杀伤机制吞噬作用的过程大致可以分为趋化、粘附、内吞以及杀伤消化四个阶段。

研究证明贝类血细胞可以向外源颗粒趋化靠近，贝类具有开放式循环系统，器官浸浴在血淋巴中，血管也没有完整的内皮系统，血细胞可以较自由地到达广泛的器官和组织。

与外来物质的接触较为充分，因此，趋化的选择意义不像在高等动物那样重要。

血细胞靠近异物后首先发生茹附，随后，血细胞伸出伪足对异物进行包裹，伪足相接触后细胞质膜融合，形成吞噬小体进入细胞。

Cajaraville和Pal对贻贝(MYtilus edulis)亚显微结构的电镜研究表明，颗粒细胞和透明细胞都可以由局部细胞质膜内陷形成衣被小泡或无衣被的电子透明的内吞小体，完成内吞。

LPGaII 等还证明内吞过程有细胞骨架的活跃参与。

血细胞对吞噬后的病原体的杀伤作用主要通过两条途径实现，一是将外源颗粒内化后形成吞噬小体，然后吞噬小体与含有水解酶类的胞质颗粒融合，逐步将外源颗粒水解消化，颗粒细胞中的水解酶包括溶菌酶、磷酸酶、脂酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶等[2]。

Mohandas等[3]用扫描电镜的方法证明，在受到细菌刺激时，硬壳蛤的颗粒细胞在吞噬外来细菌的过程中，将溶菌酶释放到血清中，可见血细胞不仅直接参与吞噬反应，还释放水解酶类到血淋巴中参与体液免疫。

Gushing等[4]用一种革兰氏阴性菌EMD-1作诱导源，对红鲍、粉红鲍、黑鲍进行注射诱导研究他们的兔疫反应，其结果表明，在体液中不仅发现溶菌酶，而且还发现了其他与免疫有关的酶和因子。

Yoshio等[5]对未经细菌刺激和经过细菌刺激的B . Glabrata血淋巴中胺肤酶活性进行了研究并指出，在血清中胺肤酶活性最高，其功能可能与在吞噬前降解血清蛋白中外来蛋白有关。

Cheng等[6]对硬壳蛤和美国东部牡蜗血清和血细胞中汗葡萄糖苷酶的研究表明，这种酶可能通过作用于敏感的入侵细菌，在内部防御中起作用。

Carballal等[7]用半定量光密度法测定了贻贝血细胞中与免疫防御功能相关的酶类，表明该贻贝血细胞含有磷酸酶、脂酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶;这些酶类的活性水平在11月和19月龄贝中无显著差异;研究同时表明，溶菌酶活性在血细胞中较高，在血清中较低。

Xue等[8]采用API ZYM 试剂盒对欧洲扁牡蜗和太平洋牡蛎血淋巴的酶进行测定研究，结果显示在欧洲扁牡蜗可检测出15种酶，而在太平洋牡蜗血淋巴中检测到16种酶。

Cronin等[9]对欧洲扁牡蜗血淋巴中的溶菌酶活性水平进行了测定研究，结果表明，血淋巴中的溶菌酶活性水平个体差异较大，但在健康贝和患病贝之间无显著差异。

Antonio等[10]研究发现在成体太平洋牡蛎血.细胞中的溶菌酶活性比血清中的溶菌酶高五倍，幼贝血细胞中的溶菌酶活性比血清高98倍。

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)信号通路是近年来发现广泛存在于各种动物细胞中的一条信号转导途径，在低等无脊椎动物贝类中也存在[10]。

最近研究发现，宿主在清除体内入侵病原体的时候，丝裂原活化蛋白激酶的激活也发挥着至关重要的作用[11]。

研究证明有纤毛的大肠杆菌和贻贝的血细胞作用后，在血淋巴液的环境中可诱导P38 MAPK的持续磷酸化，如果没有血淋巴液存在，仅靠血细胞不能引起P38 MAPK 的磷酸化，但P38MAPK特异性抑制剂SB302580可显著降低血淋巴液的杀菌活性。

这些结果说明P38 MAPK在介导血细胞的杀菌过程中起着重要作用，而且血淋巴液中的其他细胞因子在血细胞杀菌过程中也起着重要作用。

血细胞对吞噬后病原体的杀伤作用的另一条途径是通过伴随吞噬作用的呼吸爆发(Respiratory burst)来激活位于质膜上的NADPH氧化酶，从而产生多种活性氧中间体(Reactive oxygen inLermediaLes} RDIs)来杀伤病原微生物，此过程中产生的RDI、包括超氧化物自由基、过氧化氢、经基自由基、单线态氧等。

2.贝类血细胞的分类由于研究方法、贝的种类和贝的血细胞发育阶段的不同，贝类血细胞的分类没有统一的标准。

目前，普遍把贝类的血细胞分为颗粒细胞和透明细胞两大类．可以展望在以后的研究中，以血细胞表面受体特征为依据，运用其他多种生物技术找到不同功能的细胞将是细胞分类研究的一个方向。

[12]2.贝类的体液免疫参与体液免疫的活性因子主要包括：凝集素、抗菌肽、溶酶体酶等。

2.1凝集素在贝类体内中广泛着凝集素，凝集素是一类非特异性免疫的多价构型的蛋白质或者糖蛋白，具有多种功能:第一、能够对入侵到机体内的异源物质进行免疫应答[13]。

第二、有些贝类血淋巴细胞的表面含有凝集素受体，通过与凝集素结合，利用其具有的识别、粘附异物的作用，促进血淋巴细胞的吞噬效果[14-26]。

凝集素具有的特异性地识别细胞表面糖残基的功能，能被不同的糖类抑制，其表现在泥蜡(Tegillarca granosa)凝集素的活性能被乳糖和半乳糖抑制[15]。

第三、贝类蛋白腺和卵细胞表面都有凝集素表达[14]，使得贝类的精卵细胞可能利用凝集素作为桥梁实现彼此间的相互识别、粘附，最终完成受精过程[17-28]。

第四、激活免疫系统的溶血功能。

第五、传递糖类物质，建立共生关系。

2. 2抗菌肤贝类体液防御的第一道重要防线就是抗菌肤，当机体受到病原微生物入侵时，其分泌到细胞表面，直接起抗菌作用。

当前贝类抗菌肤的研究主要集中于贻贝，当贝类受到病原刺激时，抗菌肤能够迅速表达，同时进行全身分布。

根据各种抗菌肤化学性质的不同，Mitta G 等[18]把从贻贝中分离纯化得到的抗菌肤分为:贻贝肤、贻贝素、防御素和贻贝霉素。

防御素作为当前抗菌肤中研究最多的一种，了解到其具有杀伤微生物细胞和生长旺盛的癌细胞的功能。

当前己经被分离纯化的防御素的主要特点是:具有富含半肤氨酸、阳离子、小分子质量，同时又是有特定抗菌活性的一类抗菌肤。

根据己知的结构，分离纯化的防御素又可以分为贻贝防御素、Myticins、Mytilins和Mytinycin[19]。

这些防御素在不同的贻贝中起特定的抗菌功能。

2. 3溶酶体酶贝类的颗粒细胞的溶酶体中主要含有:酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP) ,溶菌酶(LSZ)、氨肤酶(aminopeptidaee) ,β一葡萄糖甘酸酶(β-glucuronidase)、脂肪酶(lipase)等溶酶体酶。

当细胞进行吞噬作用时，这些酶通过颗粒作用释放到血清中发挥作用[20]。

酸性磷酸酶可以将吞入细胞的异物逐步消化分解，其反应机制是:酸性磷酸酶能够催化有机磷酸醋水解，打开磷酸醋键，将磷酸醋根离子释放，进而破坏细菌的细胞壁。

碱性磷酸酶通过改变细菌表面的结构来增强细菌的异己性，可以加速吞噬细胞的吞噬作用和异物的降解速度。

同时，碱性磷酸酶还参与膜的吸收和转运、钙离子的吸收和维持细胞内磷酸浓度。

溶菌酶不仅可以使病原体细胞壁溶解，还能部分或者完全抑制其存活或正常发育。

Cheng[21-22]研究发现溶菌酶在贝类的炎症反应中起核心作用。

刘世良等[23]报道指出溶菌酶能够溶解病原体的细胞壁，并且部分或者全部抑制病原菌的生长与繁殖。

此外，溶酶体中的氨基肤酶、脂肪酶等水解酶不仅能够直接起抗菌作用，还可以作为调节因子调节细胞的吞噬。

2. 4化学递质伴随着贝类的免疫研究的不断深化，化学递质作为一个全新的研究领域正在被越来越多的研究者所关注。

贝类的化学递质存在于贝类的体液和血细胞中，包括细胞因子(cptokines)、促肾上腺皮质素释放素(corticotrop-in-releasinghormone)、阿片样活性肤(opioid pep-tides)、糖皮质素(glucocorticoids)和蛋白激酶(protein kinase, PK)等化学活性物质[24]。

阿片样活性肤通过改变免疫细胞的形态来参与贝类免疫。

Hughes T K等[25]向贻贝的血淋巴加阿片肤时发现，免疫细胞变扁，产生趋化性，促进了吞噬作用。

【结束语】研究贝类免疫学有助于更好地进行贝类的水产养殖，对于人类社会的经济有非常深远的意义。

对贝类免疫机制的研究不仅有利于提高其对自身的抗病能力，也对高等动物的免疫机制的研究提供了参考与产生意义。

更深入地了解掌握贝类免疫学技术与知识，能让我们更大程度地开发海洋这个丰富的资源，为人类社会造福。

【参考文献】[1]张朝霞.杂色鲍血细胞和体液免疫因子研究[D]厦门:厦门大学，2006[2]Zhang H Y. Liu K W. Jiang Y. et al. Functional groups of alkaline phosphatase from Arzorlnrzta Woorliarza Heude[ J].Acta H ydrlobiologicaSinica.1997.21(4):348-352张洪渊，刘克武，姜云，等.圆背角无齿蚌碱性硫酸酶的功能基团研究.水生生物学报，199721( 4 ) : 348-352[3]Mohandas A. Cheng T C. Cheng J B. Mechanism of lysosomal enzyme release from Mercerznria mercerzaria granulocytes: a scanning electronmicroscope study[J].J Invertebr Pathol. 1985. 46(2):189-197[4] Gushing J E,Evens E,EVANS M L.Induced bacterial responses ofabalones[J]. Invertebr Pathol, 1971,17: 446-44R[5]Yoshino T P, Granathw().Identification of antigenically distincthemocyte subpopulations in Biomphalaria glahrata (Gastropoda ) usingmonoclonal antibodies to smfacc membrane markers [J].Cell TissueRes，1983.232:553-564[6]Cheng T C. Folcy D A. Hemolymph cells of the bivalve mollusc Mercenaria mercenaria: An electron microscopical study [J].J InvertebrPathol .1975,26:341-351[7]Carballal M J ,Lopez C, Azevedo C, et al .In vitro study of phago-cytic ability of Mytilus galloprovincialis Lmk. haemocytes[ J].FishShellfish Immunol. 1997.7:403-416[8]Xuc Q. Renault T. Enzymatic activities in European flat oyster. Os-trea edulis，and Pacific oyster,Crassostrea giga hemolymph[J].JInvertebr Pathol. 2000.76:155- 163[9] Cronin M A.Cullcty SC,Mulcahy M F. Lysozyme activity and pro-the hemolymph of the flat oyster Ostrea edulis[J].FishShellfish Immunol.2001，11: 611-622[10] Antonio L G，Alfonso N M M. Felipe A V. el al.Ontogenetic variations of hvrlrolvtic enzymes the Pacific oyster Crassostrea gigas[J].Fish ShellfishImmunol. 2004.16( 3 ) : 287-294[11]Canesi L. Betti M，Ciacci C. et al. Signaling pathways involved in thephysiological response of mussel hemocytes to bacterial challenge:therole of stress-activated P38 MAPK[J].Dev Comp Immunol. 2002b.26: 325-334[12]ROSerberger C M，Finlay B B. Phagocyte sabotage: disruption ofmacrophage Slgnalhng by bacterial pathogens[J].Mol Cell Biol.2003.4:385-396[13]杜丽.张巍.陆逵.王凤阳.王爱民.DU Li.ZHANG Wei.LU Kui.WANG Feng-yang.WANG Ai-min 贝类免疫机制研究进展[期刊论文]-动物医学进展2008(3)[14]马洪明，麦康森.贝类血细胞的吞噬作用和非我识别[J}.海洋科学，2003, 27 (2):16-18.[15]江洪，孙册.软体动物凝集素「J}.生命的化学，1996, 16(5):28-31.[16]陈寅山，柯桂颖，饶小珍.泥蜡血淋巴液凝集素的分离纯化及其性质研究「J}.分子细胞生物学报，2006, 39(5):453-460.[17]马贵华，陈道印，刘六英，等.多酚对河蟹免疫功能的影响[J].饲料工业，2007, 28(4): 9-11.[18]赵寅生.凝集素生物学功能及应用:综述「J}.安徽农业大学学报，2001, 28 (4):445-4.[19] Mitta G, Vandenbulcke F,Roch P. Originalinvolvement of an-timicrobial peptides inmussel innate immunity[J].Febs Lett，2000, 486 (3):185-190.[20]陈皓文，魏玉西，郭道森.贻贝防卫素的研究进展[J].广西科学，2003, to (2):129-134.[21] Pipe R K. Hydrolydic enzymes associatedwith the granular haemocytes of the marinemussel.Tournal，Mytilus edulis[J].Histo-chemistry1990 (22):595-603.[22] Cheng T C, Rodick G E, Foley D A. Releaseof lysozyme from hemolym ph chell ofMercenaria during phagocytosis[J].J工nvertebrate Pathology,1975(25):261-265.[23] Cheng, T C. The role of lysosomes inmolluscan inflammation[J].Sorer Zoo1.1983,6 (6):403-412.[24」刘世良，麦康森.贝类免疫系统和机理的研究进展[J].海洋学报:中文版，2003, 2:95-103.[25] Tiscar P G, Moses F. Defense mechanisms infarmed marine mollusks [J].VeterinaryResearch Communication, 2004(8):57-62.[26] Hughes T K, Barnett J A, Charles R, etal.Lipo po lysacccha- ride and opioidsactivate distinct populations of Mytilusedulis immunocytes[J].Cell Tissue, 1991，264 (2):1317-320.[27]彭其胜，郭文场，扬振国，等.中国对虾血淋巴凝集素的血凝活性与促噬活性[J].水产学报，2001. 25(3):197-202.[28]潘建梅，奚耕思.动物卵子膜凝集素受体及其在生殖中的功能[J].陕西师范大学学报:自然科学学版，2003 (31):230-232.。