沙萬(wàn)里，楊桂連，王春鳳

(1．吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林省動(dòng)物微生態(tài)制劑工程研究中心，長(zhǎng)春 130118 2．吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院，吉林 132101)

白細(xì)胞介素－2(Interleukin－2，IL－2)是具有廣泛生物學(xué)活性的重要免疫調(diào)節(jié)因子之一，分子量大小約為14 kDa，由特異性抗原或致絲裂素激活的T淋巴細(xì)胞分泌產(chǎn)生。1976年Morgan等［1］將其命名為T(mén)細(xì)胞生長(zhǎng)因子，1979年5月于瑞士召開(kāi)的第二屆國(guó)際淋巴因子工作會(huì)議中正式命名為白細(xì)胞介素 －2［2］。

IL－2可以促進(jìn)T、B淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞等細(xì)胞增殖與分化，促進(jìn)干擾素(Interferon，IFN)、腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor，TNF)等細(xì)胞因子分泌［3］，可以提高動(dòng)物機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫能力，解除機(jī)體免疫抑制，增強(qiáng)疫苗免疫效果，降低疫苗副反應(yīng)，治療寄生蟲(chóng)感染等［4－5］。目前，IL －2 已成為一種在預(yù)防和治療疾病方面?zhèn)涫荜P(guān)注的重要細(xì)胞因子?；贗L－2在抗病毒、抗感染、抗毒素、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用［6－7］，諸多學(xué)者已經(jīng)把目光投向?qū)⑵溆糜趧?dòng)物疾病防治的領(lǐng)域，而且IL－2作為免疫佐劑提高動(dòng)物疫苗免疫效果和制備基因工程疫苗等方面［8］展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。

1 IL-2作為免疫佐劑提高疫苗免疫效果

免疫佐劑(Vaccine adjuvant)又稱為非特異性免疫增生劑。本身不具備抗原性，但同抗原一起或預(yù)先注射到機(jī)體內(nèi)能夠增強(qiáng)免疫原性或改變免疫反應(yīng)類(lèi)型。免疫佐劑常有以下幾類(lèi):抗原傳遞系統(tǒng)佐劑，如弗氏佐劑、脂質(zhì)體、免疫刺激復(fù)合物(ISCOM)、生物降解微球;鋁鹽佐劑;微生物來(lái)源佐劑，如胞壁酰二肽(MDP)及其衍生物、CpG免疫調(diào)節(jié)序列、單磷酰脂質(zhì)A(MLA)、霍亂毒素(CT);細(xì)胞因子佐劑;天然來(lái)源佐劑，如Quil A、蜂膠;化學(xué)物質(zhì)，如左旋咪唑、西米替。部分佐劑會(huì)引起各種副反應(yīng)，從而很大程度上限制其應(yīng)用［9］。很多研究者嘗試應(yīng)用多種方法來(lái)增強(qiáng)疫苗免疫效果和提高免疫保護(hù)力，其中使用細(xì)胞因子佐劑可能是解決疫苗免疫效果不佳的有效方法之一［10］。

白細(xì)胞介素、干擾素等細(xì)胞因子作為免疫佐劑已應(yīng)用于DNA疫苗或活載體疫苗中，有研究表明IL－2作為細(xì)胞因子佐劑已經(jīng)在多種基因工程疫苗的研發(fā)中取得了良好的免疫效果［11］。目前，IL－2作為免疫佐劑主要應(yīng)用于增強(qiáng)常規(guī)疫苗和核酸(DNA)疫苗的免疫效果。

1．1 增強(qiáng)常規(guī)疫苗免疫效果 張懷等［12］將IL－2作為黏膜免疫佐劑與新城疫弱毒苗口腔注入8日齡固始雞，結(jié)果表明 IL－2能增加漿細(xì)胞分泌SIgA，延長(zhǎng)疫苗免疫時(shí)間并能增強(qiáng)免疫效果。牛澤等［13］將7日齡健康SPF雞腿部肌肉注射重組雞IL－2和胸部肌肉注射禽流感滅活疫苗，試驗(yàn)結(jié)果表明重組IL－2蛋白對(duì)疫苗具有明顯的增強(qiáng)作用。張光勤等［14］研究表明，豬瘟疫苗免疫同時(shí)應(yīng)用重組IL－2，可以顯著提高經(jīng)產(chǎn)母豬和育成母豬豬瘟疫苗的抗體滴度水平及整齊度。王彥彬等［15］也通過(guò)重組IL－2與雞新城疫滅活苗聯(lián)合免疫8日齡固始雞證實(shí)其對(duì)新城疫疫苗的免疫增強(qiáng)效果，提高血清中抗體水平。以上試驗(yàn)均表明IL－2佐劑疫苗具有誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體的時(shí)間早，抗體滴度高的特點(diǎn)，是替代常規(guī)疫苗佐劑安全、有效的方法。

1．2 增強(qiáng)基因工程疫苗免疫效果 魏浩澈等［16］將豬IL－2成熟肽基因與PPV VP2基因和PCV2 ORF2抗原多肽基因重組，構(gòu)建重組質(zhì)粒pCI－IL2－ORF2－VP2，通過(guò)轉(zhuǎn)染PK15細(xì)胞表明重組質(zhì)粒能夠在體外正常表達(dá)，免疫小鼠試驗(yàn)證明豬IL－2基因重組能顯著增強(qiáng)VP2/ORF2核酸疫苗效果。何雷等［17－18］重組腺病毒 Ad －p IL －2，通過(guò)兔體交互試驗(yàn)證明Ad－p IL－2病毒滴度可以達(dá)到108．25PFU/mL，而用共表達(dá)豬瘟病毒E2基因和豬IL－2基因的重組腺病毒rAd－E2－p IL－2，經(jīng)兔體交互免疫試驗(yàn)證明rAd－E2－p IL－2病毒滴度達(dá)108．12PFU/mL，淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)結(jié)果顯示豬瘟病毒誘導(dǎo)兔淋巴細(xì)胞特異性增殖，攻毒后rAd－E2－p IL－2接種兔和豬瘟病毒C株接種兔均未出現(xiàn)定型熱反應(yīng)，并且提高兔的抗體水平。云水麗［19］將禽流感病毒(AIV)H5亞型血凝素(HA)基因和雞IL－2基因重組獲得rFPV－H5A－IL2重組雞痘病毒，免疫結(jié)果表明rFPV－H5A－IL2免疫比rFPV－H5A免疫的試驗(yàn)雞的抗體水平顯著提高，在商品雞中的攻毒保護(hù)率也顯著高于rFPV－H5A免疫組，而排毒率顯著低于后者。Hulse等［20］研究發(fā)現(xiàn)，雞IL－2能激發(fā) CTL反應(yīng)，與傳染性法氏囊病毒(IBDV)的VP2抗原聯(lián)合免疫雞可提高其攻毒保護(hù)能力，提高T細(xì)胞免疫。Kumar等［21］克隆了IBDV的VP2蛋白，并將其與雞IL－2同時(shí)使用以抵抗IBDV，發(fā)現(xiàn)其具有良好的免疫效果。大量的試驗(yàn)研究均表明了IL－2可以作為基因疫苗的免疫增強(qiáng)劑應(yīng)用于動(dòng)物疫病防治中。

2 在動(dòng)物感染性疾病防治中的應(yīng)用

IL－2是機(jī)體免疫調(diào)節(jié)核心物質(zhì)，最近國(guó)內(nèi)外許多研究表明IL－2在顯著增強(qiáng)疫苗免疫效果的同時(shí)，可以明顯的促進(jìn)抗體的分泌，降低病原體的入侵率，緩解癥狀［22］。在防治細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)等感染性疾病得到廣泛應(yīng)用。

2．1 防治細(xì)菌性感染疾病 李祥瑞［23］用抗生素同時(shí)配合重組IL－2治療豬鏈球菌病，能夠使療程縮短2～5 d，治愈率提高50%并且停藥后不復(fù)發(fā)，顯示出明顯的治療效果，Irene等［24］通過(guò)腹腔注射重組IL－2治療小鼠子宮內(nèi)膜炎，結(jié)果顯示重組IL－2有潛在的免疫調(diào)節(jié)作用。莊玉輝等［25］通過(guò)將小鼠接種TB5和肌肉注射重組IL－2，觀察脾臟中結(jié)核桿菌(Tuberculosis，TB)細(xì)菌數(shù)目，結(jié)果重組IL－2對(duì) TB的抑制作用能達(dá)到99%，可見(jiàn)重組IL－2對(duì)TB有很強(qiáng)的抑制作用。

2．2 防治病毒性感染疾病 IL－2能增強(qiáng)體內(nèi)的NK、CTL、LAK等殺傷細(xì)胞活性，清除被病毒感染的細(xì)胞，誘導(dǎo)所產(chǎn)生的IFN－γ和TNF能對(duì)病毒再侵入健康細(xì)胞起到抑制作用。IFN－γ能夠激活巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)主要組織相容性復(fù)合物Ⅰ和Ⅱ抗原的表達(dá)，抑制病毒的復(fù)制［26］。楊發(fā)龍［27］證實(shí)雞 IL －2不僅能明顯提高特異性免疫應(yīng)答能力，與疫苗聯(lián)合使用可提高疫苗的免疫原性，還能夠有效的防治法氏囊等病毒性疾病。肖嘯等［28］用IL－2配合常規(guī)藥物治療犬傳染性肝炎其治愈率由90%上升到97%，療程也平均縮短3 d，說(shuō)明IL－2對(duì)輔助治療病毒性疾病有較好的效果。

2．3 防治寄生蟲(chóng)性感染疾病 Kasper［29］等發(fā)現(xiàn)在弓形蟲(chóng)感染小鼠的過(guò)程中，宿主免疫力的產(chǎn)生與γδ－T細(xì)胞的增加緊密相關(guān)。Xu［30］等將雞 IL－2用于雞球蟲(chóng)DNA疫苗中，結(jié)果證明免疫雞能夠產(chǎn)生針對(duì)雞球蟲(chóng)的保護(hù)率高達(dá)100%，同時(shí)不影響雞增重。謝昆［31］抗球蟲(chóng)試驗(yàn)中給雛雞(分別在14日齡和21日齡)胸部肌肉注射不同劑量的重組雞IL－2蛋白，并于28日齡口服接種1×105個(gè)活球蟲(chóng)卵囊，結(jié)果表明，其中以注射250μg重組雞IL－2蛋白的試驗(yàn)組抗球蟲(chóng)效果最好，相對(duì)卵囊產(chǎn)量為23．26%，盲腸病變記分分別為0．4，相對(duì)增重率為97．80%，綜合抗球蟲(chóng)指數(shù)(ACI)達(dá)到 192．8，抗球蟲(chóng)效果良好，明顯的優(yōu)于其他試驗(yàn)組。說(shuō)明重組雞IL－2蛋白能降低相對(duì)卵囊產(chǎn)量、減少盲腸病變、提高相對(duì)增重。以上試驗(yàn)結(jié)果均表明IL－2治療寄生蟲(chóng)性感染疾病具有較好的防治效果。

3 問(wèn)題與展望

近十年研究表明IL－2在動(dòng)物疾病防治中已凸顯出其重要性，IL－2作為免疫佐劑不僅在增強(qiáng)常規(guī)疫苗和基因疫苗免疫效果方面展現(xiàn)出優(yōu)越性，而且作為防治劑在防治各類(lèi)感染性疾病方面也表現(xiàn)出較好的效果。IL－2能夠提高抗病毒T細(xì)胞應(yīng)答［32］，在臨床治療腫瘤、肝炎、艾滋病等已得到應(yīng)用，同時(shí)IL－2應(yīng)用于動(dòng)物疾病防治的相關(guān)產(chǎn)品也已問(wèn)世，已具備殼聚糖納米顆粒包裝VPIL2質(zhì)粒作為新型動(dòng)物抗感染分子免疫增強(qiáng)劑的應(yīng)用［33］、豬α干擾素(PoIFN－α)/白細(xì)胞介素2(PoIL－2)嵌合基因的構(gòu)建表達(dá)及表達(dá)蛋白的快速?gòu)?fù)性與純化［34］、殼聚糖納米顆粒包裝 VRIL2S+VRIL6C質(zhì)粒組合作為新型動(dòng)物抗感染分子免疫增強(qiáng)劑的應(yīng)用［35］、雞 α 干擾素(ChIFN － α)/白細(xì)胞介素 2(ChIL－2)嵌合基因用于雞病毒性疾病預(yù)防和治療［36］等相關(guān)技術(shù)，為IL－2走向市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。

目前，IL－2在免疫系統(tǒng)的活化和平衡作用機(jī)制正在被不斷的被揭示［37］，已有很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者把目光投向IL－2及其相關(guān)藥物在降低器官移植產(chǎn)生的急性排斥反應(yīng)以及減少激素用量、研究高效廣譜的IL－2基因工程抗病毒制劑［38］、構(gòu)建IL－2重組基因工程疫苗、開(kāi)發(fā)安全有效的成熟的疫苗佐劑等科研領(lǐng)域。但同時(shí)也存在許多問(wèn)題:1)表達(dá)載體的選用:真核表達(dá)載體在真核細(xì)胞內(nèi)能穩(wěn)定地表達(dá)外源目的基因，但蛋白表達(dá)量較低、純化工藝復(fù)雜，從而提高規(guī)模化生產(chǎn)成本，而原核表達(dá)載體表達(dá)外源蛋白量高、成本低、可應(yīng)用性強(qiáng)，但同時(shí)容易形成難溶的包涵體蛋白，純化后所表達(dá)蛋白構(gòu)象是否具有較高生物活性;2)外源性與內(nèi)源性差異:外源IL－2畢竟不是自身所產(chǎn)生，在調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)的同時(shí)存在潛在的副作用;3)給藥途徑:采用注射方法和口服建立黏膜免疫是兩種不同的途徑，針對(duì)不同的疾病究竟哪種方法的免疫和治療效果最佳還有待摸索;4)添加劑量與時(shí)相:大量試驗(yàn)表明低劑量使用IL－2效果不佳，而高劑量使用又會(huì)產(chǎn)生自身免疫抑制，導(dǎo)致自身免疫系統(tǒng)失衡，IL－2半衰期短，有時(shí)還可在體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生一定抗體，這也是研制長(zhǎng)效劑型IL－2產(chǎn)品制約因素之一;5)抗原表位的優(yōu)化、表達(dá)載體的修飾以及外源給予IL－2是否影響動(dòng)物安全等方面還有待于進(jìn)一步研究。

隨著國(guó)家規(guī)模化養(yǎng)殖技術(shù)的推廣，飼養(yǎng)環(huán)境惡化程度的加劇，禽流感等各種傳染類(lèi)疾病對(duì)養(yǎng)殖業(yè)甚至人類(lèi)的危害日益加劇，傳統(tǒng)防治方法已不能滿足需求。對(duì)新型免疫防治劑、免疫增強(qiáng)劑，以及基因工程疫苗的需求顯得尤為迫切。本實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)展重組IL－2微生態(tài)制劑對(duì)動(dòng)物疾病防治的相關(guān)研究，探索新型微生態(tài)制劑的制備方法和實(shí)際應(yīng)用效果。由此可見(jiàn)，未來(lái)IL－2將會(huì)在提供安全綠色的動(dòng)物產(chǎn)品、防治動(dòng)物重大疫病、攻克人類(lèi)疾病防治難題等領(lǐng)域展現(xiàn)出非常廣闊的前景。

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