微生态制剂对水生动物免疫功能的影响
日期：2006-4-13 10:48:00 来源：河南畜牧网 主题：微生态制剂对水生动物免疫功能的影响
作者:罗 辉 潘康成 倪学勤 叶 华
近年来我国水产养殖业迅猛发展，但同时病害频发，水环境日益恶化，抗生素滥用等诸多负面影响严重困扰了我国水产养殖业的长足发展。根据微生态理论研究研制的微生态制剂体现出许多优越性，可以克服滥用抗生素引起的水生动物内源性感染或二重感染、水生动物的抗药性以及免疫功能下降等弊端，具有显著抗病、促生长、提高饲料利用率、增强其免疫功能等特点。因此，微生态制剂将是抗生素的理想替代品，具有广阔的发展前景。微生态制剂是在微生态理论指导下,利用动物体内有益的、活的正常微生物或其促生长物质经特殊工艺制成的制剂,它具有补充、调整和维持动物肠道内微生态平衡,以达到防治疾病、促进健康及提高生产性能的目的。目前的研究表明，微生态制剂对动物免疫功能有显著的影响。杨汉博（2003）用不同剂量的益生芽孢杆菌饲喂肉鸡结果发现饲喂不同剂量益生芽孢杆菌，试验组肉鸡的免疫器官生长发育均较对照组迅速，成熟快；试验组对新城疫血凝抑制效价和血清免疫球蛋白水平均明显高于对照组。Inooka (1985)用纳豆芽孢杆菌饲喂1～27日龄白来航公鸡,结果发现,其脾脏T、B淋巴细胞的百分率试验组显著高于对照组。由众多研究结果可以看出，动物饲喂微生态制剂后,既可增强非特异性免疫应答,又可提高特异性免疫应答。但是目前的研究主要集中在陆生动物上，关于微生态制剂对水生动物免疫功能的影响有一定研究并取得了一些成果，但研究较少。本文将对水生动物免疫器官与功能特点和微生态制剂对水生动物免疫功能的影响作一综述。
1 水生动物免疫器官与免疫功能的特点
鱼类已具备免疫的基本特征，不仅具有多种非特异性免疫机制，如吞噬细胞、补体、溶菌酶等，还有特异性的免疫应答反应，包括以抗体为主的体液免疫，以效应T细胞为主的细胞免疫和特异性免疫记忆，除全身性免疫外，还具有局部免疫能力（钱云霞等，2000）。鱼类免疫系统是鱼体执行免疫防御功能的机构，包括免疫组织、免疫细胞和体液免疫因子3大类。体液免疫因子作为免疫应答的效应分子对病原具有直接的防御作用，但是免疫组织和细胞是鱼类防御系统的基础，为鱼体防止病原侵入提供了最初的防线(张永安等，2000)。对水生无脊椎动物而言,其机体内不具备完善的免疫系统,不能进行特异性防御,主要靠非特异性防御反应来抵抗病原微生物的侵扰（刘卫东等，2001）。
1.1 免疫组织和器官
1.1.1 胸腺
鱼类胸腺一般被认为是鱼类的中枢免疫器官。鱼类胸腺是由淋巴细胞、淋巴母细胞、浆母细胞、分泌样细胞以及其它游离间充质细胞(巨噬细胞、肌样细胞和肥大细胞等)组成,它们分布于由网状上皮细胞形成的基质网孔中(Bigaj等，1987；Chilmonrzyk，1992；Menning等，1994；Zapala，1981)。胸腺在鱼类免疫应答中的作用可能是参与T淋巴细胞的成熟，主要承担细胞免疫的功能（Chilmonrzyk，1992；Menning等，1994；钟明超，1995）。
1.1.2 头肾
鱼类头肾是其免疫器官，后肾之管间区在免疫方面也有一定作用（Menning等，1994）。鱼类头肾不依赖抗原刺激可以产生红细胞和B淋巴细胞等细胞，是免疫细胞的发源地，相当于哺乳动物的骨髓；另一方面，头肾也是硬骨鱼类重要的抗体产生器官，相当于哺乳动物的淋巴结。
1.1.3 脾脏
硬骨鱼类脾脏具有免疫功能。与头肾相比，脾脏在体液免疫反应中处于相对次要的地位，而且受抗原刺激后其增殖反应以弥散的方式发生在整个器官上（Grace等，1980；杨先乐，1989）。大多数硬骨鱼类脾内均有明显的椭圆体，具有捕集各种颗粒性和非颗粒性物质的功能（Dalmo等，1997）。
1.1.4 粘膜淋巴组织
粘膜淋巴组织在鱼类体液和细胞免疫中有一定作用。鱼类皮肤、腮和消化道上皮组织中存在淋巴细胞、巨噬细胞和各类粒细胞。当鱼体受到抗原刺激时，巨噬细胞可以对抗原进行处理和呈递。
抗体分泌细胞(Antibody secreting cell,ASC)会分泌特异性抗体，与粘液中溶菌酶和补体等非特异性的保护物质一道组成抵御病原微生物感染的有效防线（Dalmo等，1997；Menning等，1994）。
1.2 免疫细胞
1.2.1 淋巴细胞
鱼类同样存在相当于哺乳动物T、B细胞的两类淋巴细胞（Xia等，1993；Partula，1999；Scapigliati等，2000）。鲤在孵化后几周内，T细胞在胸腺中达到70％，在头肾中也有分布。但是以后除胸腺外，其余免疫器官中的T细胞逐渐减少甚至消失；孵化后第二周B细胞在头肾中出现，随后出现在脾和血液中，但是在胸腺和肠道中却很少(Romano等，1997)。
1.2.2 吞噬细胞
鱼类的吞噬细胞主要有单核细胞、巨噬细胞和各种粒细胞。鱼类吞噬细胞除作为辅佐细胞具有特异性免疫功能外，也是组成非特异性防御系统的关键成分，在抵御微生物感染的各个阶段发挥重要作用：粘膜吞噬细胞构成抗感染的第一道屏障；单核细胞和粒细胞等血细胞作为第二道防线可以破坏出现在循环系统中的病原微生物；器官和组织中具有吞噬活性的细胞能够摄取和降解微生物及其产物。受到微生物侵扰时，机体炎症反应的核心细胞是巨噬细胞和粒细胞，它们能够被微生物的有害产物激活并产生更多更有效的抗微生物因子(Dalmo等，1997)。
1.3 体液免疫系统
鱼类的体液免疫系统包括主要由体液因子参与的非特异性免疫和主要由抗体参与的特异性免疫。鱼类主要的非特异性体液因子有以下几种：溶菌酶、补体、天然溶血素、C-反应蛋白、和干扰素-1。这些非特异性体液因子可组成多道免疫防线以抵抗病原微生物和其它有害物质的入侵。
鱼类经抗原刺激后会产生特异性体液免疫，在特异性体液免疫中最重要的是免疫球蛋白（Ig）。研究表明，硬骨鱼类的血清中只存在一种Ig，类似于哺乳动物IgM，呈四聚体。另外，鱼类还存在黏液免疫系统，但黏液Ig和血清Ig之间的关系以及黏液Ig的来源至今尚无定论（李凌，2001）。
2 微生态制剂对水生动物免疫功能的影响
2.1 微生态制剂提高水生动物机体抗病力
目前的研究表明：微生态制剂能够提高水生动物机体抗病力。正常养殖情况下，动物的成活率是其疾病抵抗力高低的综合反应指标（罗庆华，2002）。田景波等（1998）以红螺科的光合细菌作为对虾育苗池的水质净化剂和对虾幼体的辅助饵料，结果表明：试验组对虾幼体平均成活率为58％，而对照组平均仅为21％，提高了170％。另外，试验组无论是病原体出现的种类、数量和危害程度都远远低于对照组，细菌性疾病也明显减少。吴垠等（1996）研究了微生态制剂对杂交鲤鱼越冬能力的影响，结果表明，微生态制剂使杂交鲤鱼在低温条件下血清总蛋白、γ-球蛋白、血糖量、血脂量、红细胞脆性、脑胆碱酯酶活性及白细胞吞噬功能等均高于对照组，成活率明显高于对照组。王育锋等（1990）用光合细菌添加到饲料中饲喂鲢、鳙、鲂、草鱼夏花鱼种，结果试验组鱼种成活率比对照组高27.8％。桂远明等（1994）从正常鲤鱼肠道中分离出JY10（节杆菌）和JY13（乳杆菌）制成益生菌制剂投喂鲢鱼，用病菌攻击鲢鱼后，试验组的成活率明显高于对照组。刘淇（2003）用科新康盛复合型活菌生物净水剂进行的南美白对虾饲养试验结果表明：该微生态产品显著提高对虾成活率，试验组平均成活率为87.3％,而对照组为80.5％。
微生态制剂提高水生动物机体抗病力的原因可能有：第一,可降低水中及鱼体内溶解有机物的含量,防止有害物质如氨和胺的产生或吸收利用水体中的氨氮等有害物质,改善水体和体内环境第二, 微生物在动物消化道中能起到促进吸收，提供营养,提高饲料转化率的作用，在水体中能形成生物团，增加基础饵料的数量，促进水生动物的生长；第三，形成优势种群，与病原菌竞争生态环境，抑制有害菌的繁殖，维持机体微生态平衡。
2.2 微生态制剂促进水生动物免疫器官发育
研究表明：微生态制剂促进水生动物免疫器官发育。张锦华（2003）用不同微生态制剂饲喂鲤鱼，结果表明：添加不同益生素的3个试验组的脾脏与体重之比均高于对照组，分别比对照组提高21.41％、10.37％、2.49％。另外，相同厚度的切片在同样放大倍数的显微镜下，试验组的脾脏淋巴细胞密度明显比对照组密集。在另一个试验中也得到相似的结果。刘克琳等（2000）采用有益芽孢杆菌制成微生物添加剂投喂鲤鱼，结果表明该制剂促进鲤鱼免疫器官的发育。光镜观察到：与对照组相比，试验组鲤鱼胸腺皮质增宽，巨噬细胞和粒细胞等密集且数量多，髓质细胞类同皮质，胸腺小体结构明显。扫描电镜观察，试验组鲤鱼胸腺内T、B淋巴细胞多。T淋巴细胞表面光滑，绒毛突起少；B淋巴细胞表面突起绒毛增多。光镜观察到鲤鱼脾脏，试验组与对照组相比脾脏白髓内淋巴细胞密集形成的淋巴细胞岛多，同时在脾脏中有许多呈椭圆体和黑色素的巨噬细胞中心。扫描电镜观察，T淋巴细胞多，B淋巴细胞少。透射电镜观察，B淋巴细胞转化为浆细胞少。
微生态制剂促进水生动物免疫器官发育的原因可能是：益生菌中的有益菌是良好的免疫激活剂，能有效提高抗干扰素和巨噬细胞的活性，通过产生抗体和提高噬菌作用活性等刺激免疫，激发机体体液免疫和细胞免疫，促进免疫器官生长发育。
2.3 微生态制剂提高水生动物免疫功能
微生态制剂是良好的免疫激活剂，能有效提高干扰素和巨噬细胞的活性，通过产生非特异性免疫调节因子激发机体免疫功能，增强机体免疫力（石军等，2002）。刘克琳等（2000）采用有益芽孢杆菌制成微生物添加剂饲喂鲤鱼，结果表明试验组免疫器官胸腺、脾脏成熟快，并发现肠粘膜下层里有拟淋巴组织(Lymphoid tissue)的淋巴髓质组织增多，T、B淋巴细胞增多，能产生抗体，从而提高了鲤鱼免疫功能。孙舰军等（1999）把光合细菌拌入饵料投喂中国对虾，22d后发现虾体酚氧化酶（PO）、超氧化物歧化酶（SOD）、溶菌和抗菌活力分别比对照组高102.2％、22.1％、53.4％和14.0％，血细胞数目高出67.2％。桂远明等（1994）用益生菌制剂投喂鲢鱼，发现鲢鱼白细胞吞噬率与吞噬指数、巨噬细胞吞噬率与E玫瑰花环形成率均高于对照组，且受病菌攻击后，试验组的特异性抗体效价明显高于对照组。张庆等（1998）以芽孢杆菌为主导菌的复合微生态制剂投喂斑节对虾，提高了其抗病与抗应激能力，在氨离子浓度在1.8~2.0mg/l、亚硝酸离子0.4~0.5mg/l和溶解氧（DO）0.29~0.32mg/l的条件下，试验组半致死时间分别比对照组延长2.1h和3h。黄永春等（1997）用益生菌制剂饲喂建鲤，发现试验组建鲤的红细胞、血红蛋白均高于对照组，耗氧率低于对照组，表明其具有较高的抗逆性。
微生态制剂能提高水生动物免疫功能的原因可能有：
第一，某些益生菌菌体在肠道分解营养物产生某种蛋白质经机体吸收后对机体防御机能刺激的结果。
第二，益生菌在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织集合上发挥免疫佐剂作用，活化肠粘膜内的相关淋巴组织、使SIgA抗体分泌增强，提高免疫识别力，并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子，通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统（潘康成等， 1999）。
第三，正常菌群对动物的免疫增强作用与正常菌群菌体的抗原位点有关，益生菌进入肠道后可调整肠道菌群、使肠道微生态系统处于最佳的平衡状态，间接地发挥免疫赋活的作用，提高机体的局部或全部防御功能，从而提高机体对疾病的抵抗力（潘康成， 1996）。
第四，某些益生菌菌体成分本身具有免疫佐剂的作用。
4 结语
动物体内的正常菌群已被广泛开发研制成微生态制剂、用于促进动物的生长、提高饲料利用率和动物疫病的防治，其作用机理现已得到大量的研究证实。其作用机理之一，促进动物机体的免疫防御系统完善，提高免疫功能的研究取得了长足的进展。但是有关微生态制剂对水生动物免疫功能的研究却很少，在已有的少量研究中可以发现微生态制剂对水生动物免疫器官的发育和功能有显著或极显著的促进或提高。因此，在目前养殖环境日益恶化，抗生素大量滥用的情况下，开展微生态制剂对水生动物免疫功能的研究具有十分重要的现实意义。
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