_卵黄免疫球蛋白及其应用研究进展

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[摘 要 ] 卵黄免疫球蛋白 IgY 与哺乳动物 IgG 相比具有许多突出的优点 , 现已成为当今生物科 学研究的热点。 随着研究的深入 , 其应用也越来越广泛。 本文介绍了卵黄抗体的结构与性质、 制备 方法及其在动物生产中的应用研究进展。 [关键词 ] 卵黄抗体 ; 应用 体决定的, 它只允许母源血液中存在的 IgY 选择性 地向卵泡转移 , 而血液中的 Ig M 和 IgA 则被运送到 输卵管中与输卵管分泌的卵白蛋白一起进入到鸡蛋 [ 2] 白中。 M orr ison 等 指出 , 产蛋鸡 ( 或禽 ) 的卵黄对 抗体有浓集作用 , 因此卵黄中的抗体浓度要高于血 清。 2 IgY 的结构与性质 2 . 1 IgY 的 结构特 征 鸡 IgY 的分 子量约为 180 ku, 等电点为 6. 5~ 7. 5 , 含氮量为 14 . 8 % 。 IgY 最初 被认为是免疫球蛋白 IgG 的类似物 , 但随着研究的 深入, 人们发现 IgY 可能是哺乳动物 IgG 和 IgE 的祖 先
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发现沙门氏菌特异性 IgY 能结合到沙门氏菌表面的 抗原上 , 并导致细菌表面结构改变。马超英等 指 出鸡 IgY 与牛珀至宝丹配合使用对内毒素休克有一 定的疗效。 N ikoo 等
[ 22] [ 21]
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。总的来说 , 在实际生产过程中 , 应优化
组合各种沉 淀方法, 制备更加经 济、 高产 率的层 析 柱。 4 IgY 在动物生产中的应用 4 . 1 传统 IgY 的应用 4 . 1. 1 抗致病菌 仔猪大肠杆菌性腹泻病与产肠 毒素大肠杆菌菌毛介导的粘附作用和产肠毒素密切 相关。用禽菌毛抗原免疫产蛋母鸡制备的 IgY, 能降 低腹泻的发生程度和仔猪的死亡率 , 并且有利于仔 猪增重。 Yokoyam a 等
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。许多研究表明 , IgY 不
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能活化哺乳动物的补体系统 , 不与血清中存在的 [ 13] 类风湿因子 ( RF ) 起反应 , 不与蛋白质 A 和 G 起 反应
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, 不影响哺乳动物 IgG 发挥作用, 且 不与哺
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乳动物的 Fc 受体起反应 。因此 IgY 可以逃逸干 扰 , 免疫检测可以避免假阳性反应的发生, 可用于实 验室的诊断和研究 , 如 EL ISA、 免疫电泳、 琼 脂糖凝 胶扩散试验等。 3 IgY 的制备 3 . 1 母鸡免疫 3 . 1 . 1 应用传统的蛋白质抗原免疫 首先要根据 生产 IgY 的不同目的选择合适的鸡群 , 如用于治疗 目的的 IgY 的生产应选用 SPF 鸡, 而用于预防目的 的 IgY 的生产可以选用商品蛋鸡。免疫方法可选用 皮下、 皮内、 肌肉、 静脉、 腹股沟、 法氏囊注射或通过 口服等 , 也可将多种免疫方法综合使用。 3 . 1 . 2 应用基因免疫制备基因专一性 IgY 该方法 是以携带目的基因的基因表达载体作为免疫原免疫 产蛋母鸡, 使目的基因在鸡体内高效表达目的抗原 , 引起鸡体液或细胞介导的免疫应答, 产生抗目的基 因所编码蛋白质的抗体 。基因专一性抗 体通过 基因组和免疫原性分析选择合适的基因片段编码的 蛋白质作为 特异性抗原。由于用这种 方法得到 的 IgY 抗体带有相应的基因序列信息 , 故又称为基 因 专一性 IgY 抗体。利用基因在鸡体内表达蛋白质抗
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抗体 ( 免疫球蛋白 , Ig) 是机体受到外来抗原物质 刺激后, 机体免疫系统细胞产生的可以特异性地识别 和结合外来抗原并使之失活的一类球蛋白。鸡 ( 或者 说禽类 ) 经特定抗原免疫后 , 可产生相应的特异性抗 体, 并不断储存 于卵黄中 , 这种抗体 称为卵黄 抗体 (I m munoglobu lin o f yo lk, IgY ), 它是卵黄中唯一的免 疫球蛋白, 具有特异性和针对性, 无毒副作用, 广泛用 于人类和畜禽疾病的诊断与防治。 1 IgY 的形成 禽类的体液免疫系统是由法氏囊控制的。机体 受到外界特异抗原刺激后, 会产生一系列免疫应答 反应, 从而激发 B 细胞分化为浆细胞, 浆细胞则分泌 大量特异性抗体进入到体液中。产蛋禽能以类似于 哺乳动物的胎盘传递抗体的方式选择性地将血液循 环中的 IgY 转移到成熟的卵泡 ( 即卵黄 ) 中。 Locken 等
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卵黄免疫球蛋白及其应用研究进展
陈阿琴, 杨志刚, 俞颂东
( 浙江大学动物科学学院 , 动物分子营养教育部重点实验室 , 浙江杭州 [ 收稿日期 ] 2004 07 13 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 1002 1280 ( 2005) 03 0028 310029) 04 [ 中图分类号 ] R979. 5
也会得到进一步的发展

5 结 语 IgY 是一种多克隆抗体 ( po ly c lo na l ant ibodies) , 廉价而有效。卵黄作为特异抗体 IgY 的来源有许多 优点, 如母鸡易于饲养 , 费用不高 , 为制备大剂量抗 体提供了经济可行的丰富资源; 收集鸡蛋方便, 对鸡 体无损伤, 而且不受时间、 地域和季节的限制。然而 在实际应用 过程中, 要使其成为 一种方便、 成本 低 廉、 无环境污染、 切实有效的产品 , 则仍需进一步研 究。 参考文献:
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。 IgG 和 IgY 在结构上有很多差异 ( 图 1 ), IgY
的重链有 1个可变区, 4 个稳定区 ( C 1~ C 4), 没有 铰链区 , 而哺乳动 物 IgG 只有 3 个 稳定 区 ( C 1 ~ C 3) 。最 近 的 研 究 表 明 , IgY 的 疏 水 基 团 多 于 IgG 。比较 IgG 和 IgY 的 C -端序列发现, IgG
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原 , 省去抗原体外表达、 纯化等中间步骤 , 加快了抗 体的制备过程 , 而且也可避免抗原制备过程中蛋白 质的污染。 3 . 2 IgY 的分离与纯化 卵黄中的主要成分是 蛋 白质和脂肪, 其比例为 1 2 。大部分蛋白质是脂 蛋 白 , 存在于卵黄颗粒中, 不溶于水 , 只有 、 、 - 卵 黄球蛋白是水溶性的, IgY 是 - 卵黄球蛋白。因此 如何去除高浓度的脂类对于 IgY 的分离纯化是至关 重要的。 IgY 分离纯化的原则是简便、 高效、 经济。目前 常用的分离方法主要有 : 有机物沉淀法、 有剂溶剂沉 淀法、 水稀释法 ( WD 法 )、 超临界气体提 取法 ( SFE 法 )、 去污剂分离法等。为了将 IgY 从水溶液中分离 出来, 人 们主要通 过超滤法 或沉淀法 来完成。 IgY 是蛋白质, 而蛋白质 的提纯主要 采用层析 技术, 因 此 , 人们在进行 IgY 的纯化时常用的方法是凝胶层 析和离子交换层析。目前使用的提取、 纯化方法各 有优缺点: 沉淀法简单、 经济 , 但其提取的物质纯度 低 ; 亲和层析能得到高纯度的特异性卵黄抗体, 但因 产率低、 费用高而不能得到大规模应用, 仅适用于科 研 ; WD 法和 SFE 法具有工艺简便、 生产成本较低、 产品纯度和回收率高等优点, 比较适合大规模工业 化生产
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研究发现, 产肠毒素型大肠
杆菌的 IgY 可预防断奶仔猪和犊牛因产肠毒素型大 肠杆菌引起的腹泻 , 从而对幼畜起到被动免疫的作 用。王忠泽等
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制备了抗大肠杆菌 O157 H 7 鸡 IgY, 实
验表明其对乳鼠感染模型有明显的保护作用 , 是一 [ 19] 种有潜力的治疗肠道感染 的药物。高云英等 制 备了鸡抗猪大肠杆菌高免 IgY, 经预防、 攻毒试验及 临床治疗观察 , 发现其对仔猪免疫保护率可达 90% 以上, 攻毒保护率 98 % 以上 , 临床治愈率 95 % 以上。 EL ISA 试验表明鸡抗沙门氏菌或抗鼠沙门氏菌 IgY 具有很高的特异活 性 。用免疫荧光技术和免 疫 电镜技术对 IgY 的特异结合活性作进一步的研究 ,
[ 4]
发现这种选择性的转移过程是由卵巢的 IgY 受
图 1
IgG 和 IgY 的结构图
作者简介 : 陈阿琴 ( 1977 年 ~ ) , 女 , 在读硕士 , 动物营养与饲料科学专业。
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的 C 2和 C 3区与 IgY 的 C 3 和 C 4 区十分相似。 2 . 2 IgY 的化学特征 IgY 抗酸、 耐热, 且稳定性也 非常好。 1 20 稀释的 IgY 与 1 m ol /L HC l作用 30 m in 后活性降低 到 1 2 , 作用 60 m in 活性才 完全消 失 。 IgY 制剂于 4 贮存 5 年或室温下放置 6 个 [ 6] 月 , 抗体活性没有受到影响 ; IgY 溶解于生理盐水 中在 4 贮存 6 ~ 7 年, 抗体活性降低不超过 5 %。 在通常情况下, IgY 基本能耐受巴氏消毒, 37 下其 [ 7] 活性基本无明显改变 。研究还发现 , IgY 具有 耐 高渗性能 ( 在 60 % 的高浓度蔗糖溶液中仍有活 性 ) 和很好的耐反复冻融的特性。李春晖等 试 验表明 , IgY 经胃蛋白酶酶解后 24 h 仍保持其中和 抗体的活性 , 所以口服的卵黄制品能通过消化道, 在 到达肠道时仍能保存足够的活力以抑制病原菌的侵 染。 由于禽类与哺乳动物生物系统发育的差距 , 两 者的亲缘关系较疏远 , 哺乳动物的蛋白质抗原在禽 体内更易产生特异性较高的抗体, 所以 IgY 的生化 特性优于哺乳动物抗体
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