动物免疫遗传学与抗病育种的研究进展

动物疫病不仅危害动物健康， 影响畜牧业经济效 益， 而且某些人畜共患的传染病还给人类的健康带来 威胁， 从遗传的角度来看， 也将严重地影响动物的遗 人类和动物的许多传染病与其本 传进展。研究表明， SARS、 身的遗传因素有关。近年来， 高致病性禽流感 等传染病的爆发， 已经严重地影响到了人们的生活和 。 工作 如何从根源上做到控制和减少这些重要传染 病的爆发和流行， 已经成为当今研究的热点问题。20 世纪 80 年代以来， 随着分子生物学、 分子遗传学和基 因工程的飞速发展， 以及人们对影响动物免疫功能的 遗传基础的认识， 为动物的遗传改良和抗病育种提供 了新的途径和方法。 健康良好的畜禽品种是给人们 提供健康畜禽产品的基础， 动物传染病的有效控制， 也是减少 许 多 重 要 传 染 性 疾 病 对 人 类 威 胁 的 重 要 途径。 1 动物免疫遗传学基础 1． 1 抗原遗传 1936 年， P． A． 戈勒用兔抗小鼠红细胞血清检出 小鼠的 4 种红细胞抗原。 他使抗原 Ⅱ 阳性小鼠品系 与抗原Ⅱ阴性小鼠品系杂交， 再使子代与抗原Ⅱ阴性 回交子代或是抗原 Ⅱ 阳性或是阴 的小鼠品系回交， 。 性 将抗原Ⅱ阳性小鼠的肿瘤移植给抗原 Ⅱ 阴性子
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Heilongjiang Animal Science andVeterinaryMedicine № 6 2011
动物免疫遗传学与抗病育种的研究进展
朱
中图分类号： S852． 36
1 2 1 刚， 侯玉华 ， 哈依拉提
（ 1． 新疆昌吉州阜康市滋泥泉子镇兽医站 ， 新疆 阜康 831500 ； 2． 新疆昌吉州阜康市畜牧局， 新疆 阜康 831500 ） 文献标识码： A 文章编号： 1004 － 7034 （ 2011 ） 06 － 0046 － 03 代则肿瘤被排斥； 移植给抗原Ⅱ阳性子代则肿瘤不被 排斥。 研 究 表 明， 抗原Ⅱ是一种组织相容性抗原 （ H － 2） ， 由单一基因所控制。研究还发现， 组织相客 ， 性抗原的特异性可以在淋巴细胞上检出 开创了对白 小鼠的组织相容 细胞抗原的研究。随后的研究表明， 性抗原并不是由单个基因而是由若干紧密连锁的基 因所控 制。 这 些 基 因 构 成 主 要 组 织 相 容 性 复 合 体 （ MHC ） ， I、 S、 G、 位于小鼠第 17 号染色体上， 分为 K、 D / L、 T 6 个区。人体的主要组织相容性复合体称为 决定人白细胞抗原的复合座 人白细胞抗原 （ HLA ） ， C、 B、 D / DR 几个 位在 6 号染色体短臂上， 已知有 A、 每个座位都有很多共显性复等位基因 。猴和狗 座位， 的相应基因复合体分别称为 RhLA 和 DLA。 1． 2 抗体遗传 由 2 条轻链和 2 条重链 抗体分子是免疫球蛋白， 组成。轻链和重链都可按氨基酸顺序变异的程度划 分为可变区 （ V ） 和恒定区 （ C ） 。 高等动物和人体能 够产生大量的不同特异性的免疫球蛋白。 是不是每 个个体都有这么多的轻链基因和重链基因呢 ？ 伯内 特的克隆选择学说在细胞水平上回答了这个问题 。 按照这一学说， 每个浆细胞只能产生一种或少数几种 抗体， 每个个体无数的浆细胞合在一起就可产生出无 数种类的抗体分子。 1． 3 主要的抗性基因 1． 3． 1 主要组织相容性复合体 主要组织相容性复
2011 年 6 月（ 上） 47 复制。动物体内试验的结果表明，同时注射猪瘟疫 苗和干扰素，可增强对猪瘟病毒的防御能力。 1． 3． 4 天然抗性相关的巨噬蛋白 （ Nramp ） Nramp1 基因是 Nramp 基因家族的一员， 该家族至少包括 2 。 ， Nramp1 个成员 目前 研究最多的是 基因。 最初发 现小鼠对细胞内病原微生物侵染所具有的抗性或敏 Ity 或 Lsh 控制 感性是受 1 号染色体上显性基因 Bcg、 的，由此将该类基因命名为天然抗性相关的巨噬蛋 白。作为一个较为保守的基因，Nramp1 基因主要在 吞噬细胞（ 巨噬细胞和嗜中性粒细胞 ） 及外周血细胞 中特异表达，影响动物的固有免疫，与沙门杆菌及 多种胞内寄生病原菌的抵抗作用有关，对疾病的抗 性是非病原特异性的， 所以可作为畜禽综合抗病力的 Vidal 等在通过对病菌侵染 良好候选基因。1995 年， 具 有 抗 病 性 和 易 感 性 小 鼠 的 研 究 中 发 现， 由 于 Nramp1 基因突变导致该基因功能丧失的小鼠只在感 染早期免疫力低下，在感染后期免疫功能正常。 说 明 Nramp1 基因在巨噬细胞与寄生虫互作的早期免 ［4 ］ Nramp1 基因高 疫阶段发挥重要作用 。 研究表明， SNP SE 度保守区的 的多态性与青年鸡 疫苗接种及 病原攻击后的免疫应答相关。 由此推测 Nramp1 基 因或相邻的基因控制 SE 疫苗的应答性状。 研究还 Nramp1 基因可影响小鼠分枝杆菌疫苗引起的 发现， 体内 T 淋巴细 胞 免 疫 应 答 和 体 外 巨 噬 细 胞 活 性 水 平。有人用体细胞杂交方法将 Nramp 定位于猪的第 15 号染色体的 q23 ～ 26 之间，在第 1 外显子到第 3 外显子的 1． 6 kb 的基因组 DNA 上用 Hinf Ⅰ 酶切开 从 11 个品种 84 头猪的群体中 发了一个 RFLP 标记， Nramp1 与猪的 15 号 发现 3 个等位基因。研究表明， S0149 和 S0284 连锁。 对小群 染色体标记的 S0088 、 体的研究表明， 所测试品种中的等位基因频率差异很 A 等位基因只在母系 （ 色 ） 中存在，相应的 C 等 大， 位基 因 只 在 公 猪 （ 有 色 ） 品 种 中 发 现。 猪 的 不 同 Nramp1 基因型与抗病力差异之间的关系值得进一步 ［5 ］ 研究。吴宏梅等 采用 PCR － RFLP 法对 165 头大 白猪和 109 头松辽黑猪 Nramp1 基因第 6 内含子多 态性与免疫功能 （ 中性粒细胞还原力和单核细胞细 结果表明品种内 胞毒百分率） 的相关性进行了研究， Nramp1 不同 基因型与免疫功能间存在着显著相关 （ P ＜ 0． 05 ） ，Nramp1 基因可作为抗病力性状的一个 主要候选基因。 1． 4 抗病力、 免疫应答与生产性状的关系 抗病力、 免疫应答能力和生产性能之间关系的试 验研究还很缺乏， 结果也不一致。 研究发现， 马立克 病和产蛋性能间的关系呈负相关 。同时， 有人还发现 生长率与接种了支气管败血巴氏杆菌商品疫苗或伪 狂犬病毒疫苗后的免疫应答呈负相关 ， 具有肠道 K88 受体的猪生长较快， 饲料利用率较优。 猪的 SLA 基
755． ［ 7］ 孙泉 云， 李 凯 航， 张 维 谊， 等． 上 海 地 区 猪 和 奶 牛 血 清 中 TTV （ Torque Teno virns ） 感 染 的 检 测［J］ ． 中 国 动 物 传 染 病 学 报， 2009 ， 17 （ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 ） ： 78 － 81． ［ 8］ BRASSARD J， GAGNE M J， LAMOUREUX L， et al． Molecular detection of bovine and porcine Torque teno virus in plasma and feces ［ J］ ． Vet Microbiol， 2008 ， 126 （ 1 /2 /3 ） ： 271 － 276． ［ 9］ KEKARAINEN T， SIBILA M， SEGAL S J． Prevalence of swine Torque teno virus in post － weaning multisystemic wasting syndrome （ PMWS） － affected and non － PMWS － affected pigs in Spain［J］ ．J Gen Virol， 2006 ， 87 （ Pt4 ） ： 833 － 837． ［ 10］ 王亚君， ． 黄朝阳， 程金平． 滚环扩增体系及其应用研究进展［J］ 2005 ， 7 （ 1 ） ： 73 － 75． 临床输血与检验， NAs detected in the bone marrow cells from an infected individual ［J］． Biochem Biophys Res Commun， 2000 ， 279 （ 2 ） ： 700 － 707．
收稿日期：2010 － 09 － 23 ；修回日期：2011 － 02 － 08 syzsykjs@ 163． 作者简介： 朱 刚（ 1978 － ） ， 男， 兽医师， 本科， com．
合体是指存在于脊椎动物某个染色体上的一组紧密
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《黑龙江畜牧兽医》 科技版 连锁的基因群， 其编码 的 产 物 （ 主 要 组 织 相 容 性 抗 原） 与特异性免疫应答的发生密切相关 。 主要组织 相容性复合体是在研究小鼠的移植排斥反应时发现 的，它是由紧密连锁的高度多态基因位点组成的染 ［1 ］ 色体上的一个遗传区域 ，在动物的免疫系统中发 挥着非常重要的作用。 小鼠主要组织相容性复合体 人类主要组织相容性复合体 定位于第 17 号染色体， 位于第 6 号染色体。 主要组织相容性复合体可分为 3 类基因群。Ⅰ类基因： 对于人类而言包括 3 个基因 B、 C， 即 A、 其编码产物为主要组织相容性复合 位点， DQ、 DR 3 个 体Ⅰ 分子或抗原。 Ⅱ 类基因： 分为 DP、 亚区， 其编码的经典产物为主要组织相容性复合体 Ⅱ 类分子或抗原， 能够结合外来抗原并在抗原递呈中发 挥着重要的作用。Ⅲ类基因： 编码产物为主要组织相 容性复合体Ⅲ 类分子或抗原。 1． 3． 2 主要组织相容性复合体与抗病性 主要组织 相容性复合体在遗传上的稳定性及多态性使它很有 可能成为一个良好的遗传标记而被应用于动物育种 及血缘关系鉴定等方面。同时， 主要组织相容性复合 、 体与许多疾病的抗性 易感性有密切关系，对抗病起 着重要的作用，因此分析鉴定并克隆出与疾病抗性 相关的基因从遗传上控制疾病，将会促进抗病转基 ［2 ］ 因动物的研制开发 。 此外， 研究主要组织相容性 复合体与疾病的相关性及探索某些疾病发生的免疫 遗传机制 对 疾 病 的 预 测 及 早 期 预 防 也 有 着 重 要 的 意义。 1． 3． 3 干扰素基因 1957 年， Isaacs 在进行鸡胚细 胞流感病毒感染试验中首次发现一类能干扰和抑制 病毒复制 的 可 溶 性 细 胞 分 泌 物，故 取 名 为 干 扰 素 （ IFN） 。免疫活性细胞经丝裂原或抗原刺激后 ， 产生 ［3 ］ 一类对酸敏感的干扰素，称为免疫干扰素 。 目前， 依据干扰素对酸的敏感性通常分为 Ⅰ 型干扰素 （ 酸 敏感型） 和Ⅱ型干扰素 （ 耐酸型） 2 类。几乎所有脊 椎动物均可产生这 2 类干扰素，根据产生干扰素细 胞种类的不同， Ⅰ型干扰素至今已发现 6 种类型， 而 Ⅱ型干扰素迄今为止仅发现 1 种。 干扰素具备的广 谱、 高效抗病毒功能及其对免疫系统的关键调节作 成为当今免疫学、 遗传学和分子生物学研究的热 用， 。 点 大量试验结果表明，猪干扰素对于传染病病毒 具有防御和抑制作用。一系列体外试验结果表明， 用 IFN － γ 处 理 感 染 猪 繁 殖 与 呼 吸 综 合 征 病 毒 （ PRRSV） 的猪巨噬细胞， 可抑制猪繁殖与呼吸综合 征病毒增殖； 用重组干扰素处理 Marc － 145 细胞后， 可抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒野毒株和细胞适应 性毒株增殖； 猪 IFN － α / β 能有效抑制口蹄疫病毒的 活力； 猪重组 IFN － γ 可抑制感染传染性胃肠炎冠状 也可 病毒的猪上皮细胞和肺巨噬细胞中的病毒复制 ， 抑制感染猪瘟病毒的单核细胞和肺巨噬细胞的病毒