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编号:10279069
蜱诱导宿主的免疫研究概况
http://www.100md.com 《寄生虫与医学昆虫学报》 2000年第2期
     作者:赵忠芳 孔繁瑶

    单位:赵忠芳(南开大学生物系,天津 300071);孔繁瑶(中国农业大学,北京 100094)

    关键词:

    寄生虫与医学昆虫学报000211A SURVEY OF TICK-INDUCED HOST IMMUNE RESPONSE

    Zhao Zhongfang

    (Department of Biology,Nankai University,Tianjin 300071)

    Kong Fanyao

    (China Agricultural University,Beijing 100094)
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    蜱对人畜的危害很大,传统灭蜱措施主要采用化药控制,耐药蜱的出现使人们对应用免疫方法防制蜱产生很大的兴趣并取得了一定的成就,本文对此作一综述。

    1 宿主对蜱感染的免疫应答

    1.1 先天性免疫力

    大量试验证明,瘤牛比黄牛更具有抗蜱能力(O′Kelly et al.,1976),但也有人认为先天性免疫力的概念需要商榷(Wagland,1975,1978)。

    1.2 年龄免疫

    希伯莱花蜱(Amblyomma hebraeum)感染BALB/c小鼠时,寄生的虫体数量随鼠年龄的增长而增加(Belozerov,1993),老龄鸡对波斯锐缘蜱(Argas persicus)幼虫的免疫力下降(Dusbabek et al.,1994)。
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    1.3 参与免疫反应的炎性细胞

    嗜酸性粒细胞、肥大细胞和嗜碱性粒细胞对抵抗蜱的再次感染起一定作用,表现为皮肤超敏反应。在宿主被蜱叮咬处的皮肤发现大量的嗜碱性粒细胞参与T淋巴细胞和IgG1抗体的免疫过程(Brown et al.,1984),因T细胞介导嗜酸性粒细胞大量聚积。应用抗嗜碱性粒细胞和抗嗜酸性粒细胞血清可使豚鼠对蜱的抵抗力下降(Brown et al.,1982)。嗜碱性粒细胞脱颗粒保持抗体渗透到血管外,T细胞介导释放组胺使蜱从动物体脱落(Brown et al.,1983)。肥大细胞引起血管内白细胞渗出并进入皮肤之中。

    1.4 抗体参与对蜱感染的免疫反应

    把对微小牛蜱(Boophilus microplus)有抵抗力的牛血浆转移给易感牛,可使易感牛对微小牛蜱获得抵抗力(Roberts et al.,1976),为体液因子参与免疫反应提供了令人信服的证据。人工转移血清使豚鼠获得了对全环硬蜱(Ixodes holocyclus)抵抗力,同时获得了皮肤嗜碱性超敏反应的能力(Bagnall,1975)。通过使用环磷酰胺抑制动物细胞免疫功能,证明抗体对安氏革蜱(Dermacentor andersoni)感染有重要作用(Wikel et al.,1976b);人工转移对安氏革蜱有抵抗力的豚鼠血清给未感染过的受体,用幼蜱攻击时,饱血幼蜱体重轻微下降(Wikel et al.,1976a)。体外实验证明,参与兔和豚鼠免疫的抗体是1gG类(Fujisaki,1978)。
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    1.5 细胞介导的对蜱感染的免疫应答

    转移对安氏革蜱有抵抗力的豚鼠活性淋巴结细胞,使受体获得了很好的抵抗力。感染美洲花蜱(Amblyomma americanum)的豚鼠获得的抵抗力也能通过有活性的外周浸润细胞转移(Brown,1982)。通过使用作用于T细胞和B细胞群的免疫抑制药物氨甲蝶呤和环磷酰胺(Wikel et al.,1976b),说明了细胞介导的免疫反应。被动转移免疫血清或转移免疫细胞给受体,受体能获得显著的抵抗力,但水平不及供体动物。单独转移免疫细胞使受体获得的免疫力比单独转移免疫血清使受体获得的免疫力强,同时转移两者,受体得到的免疫力仅比单独转移免疫细胞略高,并能转移嗜碱性细胞引起的皮肤反应(Brown et al.,1981)。转移免疫血清的受体所表达的皮肤嗜碱性粒细胞反应的水平是转移免疫细胞的15%~45%。这些结果说明在啮齿类动物抗蜱免疫过程中,以细胞介导的免疫为主。

    1.6 组胺参与的免疫反应
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    对微小牛蜱有抵抗力的牛,血液中组胺含量高,皮肤中组胺含量与抵抗力水平有直接相关性;在蜱叮咬处,组胺刺激微小牛蜱幼虫离开宿主(Kemp et al.,1980)。

    1.7 补体参与的免疫反应

    补体,尤其是补体旁路途径,在宿主对蜱产生抵抗力方面起着重要作用(Wikel,1979)。纯化的安氏革蜱唾液腺抗原对补体成分C5产生趋化活性(Gordon et al.,1991),趋化活性和过敏毒素活性都与C5产生的C5a有关,而且趋化活性将增加C5b,6,7复合物的量,C5a的过敏毒素活性将引起血管活性介质释放和增加肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生趋化因子,粒细胞进入蜱叮咬处是抗蜱应答的一个过程。血管活性介质将增加血管的通透性,促使抗体及免疫细胞聚积于蜱叮咬处(Wikel et al.,1994)。
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    1.8 皮肤朗格罕细胞的作用

    对蜱有抵抗力的动物在蜱叮咬处的皮肤中有嗜碱性粒细胞浸润,还有蜱叮咬时的唾液腺分泌物,附于朗格罕细胞上(Allen et al.,1979)。这些细胞是皮肤中的Ia+细胞,有Fc和C3受体。朗格罕细胞是超敏反应发生过程中的抗原递呈细胞(Ptak et al.,1980),去除朗格罕细胞的豚鼠,对蜱的感染没有抵抗力,很显然朗格罕细胞吸收并递呈蜱抗原给致敏T细胞,致敏T细胞分泌趋化因子吸引嗜碱性粒细胞和抗蜱抗体渗透到蜱叮咬处,并产生免疫反应(Brossard et al.,1982)。

    2 蜱感染对宿主免疫功能的影响

    蜱唾液内含有许多药理学活性成份,蜱能抑制宿主的免疫功能。达明硬蜱(Ixodes dammini)唾液内有腺苷三磷酸双磷酸酶,能抑制由血小板凝集因子、腺苷二磷酸和胶原蛋白引起的血凝。达明硬蜱的唾液内含有前列腺素E2,增加了蜱叮咬处血流,抑制肥大细胞脱颗粒,因而抑制宿主的炎性反应。蜱唾液前列腺素E2能增强蜱叮咬处由缓激肽介导的疼痛反应,结果是引起宿主就各种物体擦蹭,希望将蜱除掉,但是达明硬蜱唾液内含有激肽酶,能抑制缓激肽及宿主的疼痛反应(Ribeiro et al., 1985)。达明硬蜱唾液中含有49kDa分子蛋白,抑制补体旁路途径的活性(Ribeiro,1987),补体旁路途径参与对蜱的抵抗力。
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    在蜱饱血过程中,每天收集的蜱唾液腺提取物有抑制正常鼠巨噬细胞分泌IL-1和TNF-α的功能,还有抑制T淋巴细胞产生IL-2和IFN-γ的功能。牛巨噬细胞分泌IL-1也被吸血5~9日的蜱唾液腺提取物抑制(Ramachandra et al.,1995)。

    3 宿主抗蜱感染的获得性免疫

    3.1 动物自然感染蜱的获得性免疫

    动物对蜱自然感染获得抵抗力的报道较多,有对微小牛蜱、美洲花蜱、小亚璃眼蜱(Hyalomma anatolicum anatolicum)、彩饰花蜱(Amblyomma variegatum)、和附尾扇头蜱(Rhipicephalus appendiculatus)等报道。同种蜱不同龄期之间有交叉抵抗力(Fivaz et al.,1991)。感染过微小牛蜱的牛对微小牛蜱有抵抗力,对小亚璃眼蜱无保护性(Miranpuri,1989)。感染过长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)的牛对长角血蜱有抵抗力,但对微小牛蜱易感(Wagland et al.,1985)。蜱刺激宿主产生抵抗力的抗原有属或种的特异性,不引起交叉保护作用。宿主自然感染蜱获得的抵抗力表现不稳定,有的宿主感染蜱后甚至不产生保护性。Dipeolu 等(1992)使兔连续10次感染附尾扇头蜱后,发现蜱的幼虫和若虫体重最初下降,第4次感染后升高,在第7次和第8次感染时,饱血体重达到最高,甚至超过第1次。
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    3.2 人工诱导宿主对蜱感染的获得性免疫

    虽然蜱的感染能使某些宿主获得部分保护力,但是蜱的叮咬却又能抑制宿主的免疫功能,两者之间的矛盾在生物的长期发展进化过程中形成了动态平衡,所以许多研究围绕人工诱导宿主对蜱产生免疫进行工作,实现免疫防制的目的。应用蜱的幼虫、唾液腺、中肠和生殖器官抗原免疫动物,有效地抑制了蜱的饱血,同时在蜱叮咬处发生皮肤嗜碱性粒细胞的超敏反应。

    4 蜱的抗原分析

    选择能引起宿主对蜱产生抵抗力的抗原需要对蜱自身物质进行分析。实验研究表明,对微小牛蜱有抵抗力的牛血清中含有针对该蜱的磷酸酯酶的抗体(Reich et al.,1980),这种酶与蜱中肠表面吸收部位有关。长角血蜱不同龄期既有共同抗原又有各自的特异性抗原(赵忠芳,1997)。兔被中华硬蜱(Ixodes sinensis)叮咬3次后,血清中含有针对210kDa、105kDa、94kDa和64kDa蛋白抗原的抗体,其中以105kDa和94kDa为主,105kDa的蛋白质为中华硬蜱和二棘血蜱(Haemaphysalis bispinosa)的共同抗原(刘志刚等1993,1994)。抗长角血蜱血清能与微小牛蜱和越南血蜱(Haemaphysalis vietnamensis)幼虫抗原反应(赵忠芳,1997),说明感染硬蜱的动物血清与多种蜱蛋白质抗原决定簇反应,出现交叉反应的抗原决定簇为同属或不同属的蜱共有。
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    5 抗蜱疫苗的研制与应用

    用微小牛蜱中肠抗原制得的18种单克隆抗体,进行筛选,发现保护性抗原被mAb13所识别,对杀蜱有高效,蜱叮咬数量减少96%。用单克隆抗体给抗原定位,发现抗原分布在中肠膜表面、唾液腺Ⅲ型腺泡以及幼虫肠(Lee et al.,1995)。抗mAb独特型抗体,在ELISA检测中,封闭了mAb13和中肠反应的位点,但抗独特型抗体作为疫苗免疫牛,保护性较差(Lee et al.,1995)。从微小牛蜱中肠分离的膜保护性抗原是一种糖蛋白,分子量为89kDa,被称为Bm86抗原,只少量存在于半饱血蜱中肠绒毛的毛刷部位(Willadsen et al.,1988)。一种全长的cDNA克隆已从成蜱mRNA建立的入gtllcDNA文库中分离出来(Rand et al.,1989),利用自然抗原Bm86的蛋白部分序列合成的一段寡聚核苷酸探针杂交分离该克隆。用Bm86全长序列表达的融合蛋白免疫牛,显著地保护牛免受蜱的侵袭和感染,主要表现于减少蜱的数量、体重和生殖能力等方面。用大肠杆菌或杆状病毒表达的抗原免疫牛,蜱的繁殖力分别下降89%和91%(Tellam et al.,1992)。
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    免疫方法的研究较少,增加免疫次数和中肠抗原剂量,能明显增强对微小牛蜱的保护力(Lee et al.,1991)。为延长保护时间,加入油性佐剂后可起一定作用。比较QuilA、弗氏不完全佐剂和氢氧化铝3种佐剂,微小牛蜱可溶性抗原和中肠膜抗原加QuilA或QuilA和氢氧化铝混和物免疫所产生的抗体,比弗氏不完全佐剂乳化的抗原免疫产生的抗体水平高,单独用氢氧化铝作为佐剂乳化抗原不能诱导出可检测的抗体,因而选择QuilA作为蜱肠抗原佐剂。为长时间提高和维持保护性免疫力,交替使用佐剂可增强缓释作用。合适的免疫方法可以提高免疫水平,可望以此来改善现场试验中免疫力的不一致性,最终目的是把有保护性的基因工程苗成功地应用于生产实践。针对不同蜱种的生物学特性,研究蜱与宿主之间的相互关系,寻找有实用价值的保护性抗原,不仅以中肠细胞膜上的受体作为靶抗原,而且也可以用丝氨酸蛋白酶,作为化学受体/离子通道的蛋白质和脑神经节分泌的神经肽及激素作为有希望的靶抗原,有可能寻找出对宿主免疫功能无抑制作用而且能够利用基因工程制备出对多属多种蜱都有效的亚单位苗。

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    收稿日期:1999-06-02, http://www.100md.com