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