免疫乳

guo1984

隨著人民生活水平的提高，城鄉居民更加注重飲食結構和飲食健康。越來越多的居民已經了解了牛初乳的營養價值極其免疫功能，并且也有對初乳及初乳制品的購買需求，因此在這樣的市場環境下，較之初乳及初乳制品更具保健功效的免疫乳及免疫初乳方面的研究也就應運而生了。
1 免疫乳的概念
    免疫乳是指給牛、羊等哺乳動物選擇性地接種一些能引起人或動物疾病（主要是腸道疾病）的細菌（如致病性大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌等）、病毒（如輪狀病毒）或其它一些外來抗原（如隱性孢子蟲等）刺激機體發生免疫應答以分泌特異性的抗體（specific antibody）進入乳中，這種乳稱為免疫乳（immune milk）。這一過程稱為高度免疫。免疫乳中的抗體能夠特異性地中和或消除相應的抗原，而不會干擾腸道固定菌群的正常生長。對妊娠期動物接種一種或多種特定抗原所獲得的初乳，稱為免疫初乳。
2 初乳的成分及其免疫功能
    初乳是自然界富含免疫因子最多的食品之一。主要包括免疫球蛋白(Ig)、乳鐵蛋白(Lf)、乳過氧化物酶(Lp)、溶菌酶(Lz)等。
　　曾林等（2000）報道，初乳中免疫球蛋白和補體C3含量極顯著高于常乳；補體C4含量也顯著高于常乳，且試驗觀察到產后第3d免疫球蛋白和補體含量達到高峰，以后逐漸下降，與人初乳產后4d總量最多，以后下降基本一致。人飲用免疫乳汁或免疫初乳，就可以獲得被動免疫保護，預防一種或多種不同的病原微生物所引起的疾病。
2.1 免疫球蛋白
　　免疫球蛋白是一種受動物體外來大分子抗原刺激而產生的抗體補體是非特異性免疫的主要組成部分，協助抗體和吞噬細胞殺滅病原微生物，擔負機體非特異性抗感染作用。在機體免疫應答過程中，除了產生特異性的抗體之外，機體還會產生一些淋巴因子，其中的一些也會隨泌乳進行而進入乳中，如在免疫乳中發現的抗炎因子(Anti-hypertension Fator)和抗高血壓因子(Anti-inflammation Factor)。
    Ig具有多種生物活性功能，最主要的是能與侵入人體的細菌、病毒等抗原進行特異性的結合，從而使它們喪失破壞人體健康的能力。Ig還具有活化補體、溶解細胞、中和毒素以及通過胎盤向胎兒體內傳遞免疫力，增強胎兒和新生兒抗感染能力等多種功能。
2.2 乳鐵蛋白
　　乳鐵蛋白是一種鐵結合糖蛋白，由轉鐵蛋白(Tf)演變而來。在牛初乳中的含量約為1.5~5.0mg/ml，是常乳的50~100倍。不同牛個體間含量差別很大，同一個體常乳中乳鐵蛋白含量約為初乳的2%。應說明的是Lf并非僅存在于乳中，在鼻、支氣管、唾液以及腸道外分泌物中也有發現。同時，Lf不僅能結合鐵，也能結合銅(Cu2+)離子，Lf能通過吸附在細菌表面膜蛋白的特定部位，奪取細菌生長繁殖所需的鐵，具有強烈的抑菌或靜菌效應。在嬰兒腸道中，鐵離子較少，Lf奪取細菌生長所需的鐵源，抑菌作用更為明顯。此外，它還具有調整補體活性、調節免疫系統、抑制炎癥、刺激淋巴細胞生長、抗病毒、中和毒素、促進鐵吸收、抑制活性氧產生、防止脂肪過氧化、調整胃腸道微生物類群等多種作用。
2.3 乳過氧化物酶
    乳過氧化物酶（Lp）是一種約占0.07%鐵的血紅素蛋白，因碳水化合物的含量不同而分為多種形式。在牛初乳中的含量為11~45mg/l。奶牛分娩后第1次所擠初乳中含量較低，此后迅速升高，并在4~5d達到峰值。Lp單獨存在時并不能發揮生物功能，當和代謝產物H202、SCN-(硫氰酸根)組成“乳過氧化物酶體系”(LPS)，也即H202/LP/SCN-體系后，可抑制和殺滅假單胞菌、大腸桿菌、沙門氏菌等多種革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌以及過氧化氫酶陽性、陰性菌。LPS體系還可用于生鮮牛奶保鮮，延長保存時間，并已研制出幾種保鮮劑，在生產實踐中得到應用。
2.4 溶菌酶
    溶菌酶（Lz）是一種專門作用于微生物細胞的堿性球蛋白，又稱細胞壁溶菌酶。在牛初乳中的含量為0.14~0.7mg/l，是常乳的2倍。對大多革蘭氏陽性菌和一些革蘭氏陰性菌有溶解能力，具有殺菌、抗病毒、抗腫瘤細胞等作用，并可增強雙歧桿菌的生長能力。Lz的生理功能首先在于抗菌，它能降解細菌細胞壁，包括一些病原性真菌細胞壁中所含的幾丁質。
2.5 免疫細胞
　　免疫細胞牛初乳中所含免疫細胞總數為1×106~1×107個/ml有γ淋巴細胞、β淋巴細胞、巨噬細胞及嗜中性粒細胞等。這些細胞能分泌特異性抗體，產生干擾素，或者表現為直接的吞噬作用，對保護免疫系統尚未發育成熟的新生兒具有重要意義。牛初乳中的免疫細胞，特別是淋巴細胞能提高體液免疫力。
2.6 生長因子
　　牛初乳中的生長因子有胰島素樣生長因子(IGF一I和IGF一II)、轉化生長因子和成纖維細胞生長因子(FGF)、表皮生長因子(EGF)等。其中，胰島素樣生長因子IGF一I和IGF一II是兩種肽類化合物，因其結構和胰島素有相似處而得名。在牛初乳中IGF的濃度約為200μg/l，大約為常乳的10倍。IGF能促進細胞有絲分裂，誘導蛋白質、RNA的合成和增殖，刺激糖、氨基酸循環，并最終促進機體生長發育，為新生嬰兒或仔畜盡快適應環境打下基礎。
3 免疫乳的生物學功能
　　免疫乳最直接的作用是抗腸道病原微生物感染，預防和治療腸道病原菌引起的腹瀉。張和平等(2000)通過對牛進行高度的系統免疫（Hyper immunization），乳抗體的特異性較非免疫組提高幾十至幾百倍。許多研究表明，不同的免疫乳具有如下不同的作用：①緩解關節炎、尤其是類風濕性關節炎患者的疼痛、腫脹，改善關節運動，改善睡眠和精神狀態②防治高膽固醇癥，降低高血脂癥患者的血清膽固醇和血脂積累，預防動脈粥樣硬化③保護心血管系統，改善其功能，消除主動脈管壁上的脂肪沉積，防止血栓形成④改善肺功能，緩解呼吸道疾病，減輕吸煙對人體的危害⑤預防輪狀病毒、大腸桿菌、志賀氏菌、空腸彎曲桿菌等引起的腹瀉⑥預防霍亂、破傷風、艱難梭狀芽孢桿菌感染，并中和其毒素；⑦預防幽門螺桿菌感染及其引起的胃炎、胃潰瘍⑧抗隱性孢子蟲病⑨預防齲齒、牙周炎及各種口腔疾病⑩通過抑制新生血管增生、活化巨噬細胞和其它淋巴細胞，抑制腸道微生物產生有害物質以及抗輻射等途徑，預防和輔助治療癌癥11抗腸道病毒和甲型、乙型肝炎病毒，科薩基病毒，降低肝炎及肝癌發病率12抗炎癥，減輕病原菌感染的炎癥反應，輔助治療多種慢性病13抗過敏，通過調節免疫系統功能，有效地預防或緩解過敏性鼻炎、支氣管哮喘、過敏性皮炎等病癥；14抗破傷風毒素引起的中毒。
4 免疫乳的制備
　　免疫乳的開發目的是將異源的乳抗體用于人腸道疾病的預防和治療，主要是針對病原微生物導致的腹瀉。但是由于長期的生物進化，不同的物種，其乳汁中抗體的特異性不同，如牛乳中的抗體其特異性主要是針對牛的病原微生物而言，對人病原微生物無特異性或特異性不強，若將非特異免疫的牛乳球蛋白直接用于抗人腸道病原微生物的感染，其作用很小或幾乎沒有什么作用。因而必須以人的病原菌為抗原對牛體進行高度免疫，以獲得對人病原微生物具有特異性的乳抗體，只有這樣用于人后才能起到抗感染的作用，這是免疫乳開發的宗旨。
　　對于免疫乳的制備，根據實際應用情況，可使用單一抗原，亦可采用混合抗原制成多價疫苗，從目前趨勢來看，采用多價抗原更為有意義，這樣在免疫乳中可以同時獲得許多不同的抗體，如美國 Stole Milk Biologics International采用26種病原微生物制成混合疫苗生產免疫乳。
5　制備免疫乳的一般步驟
5.1 免疫抗原
    采用中科院上海細胞所研制的專用于奶牛免疫注射的抗病毒性甲肝、乙肝和病毒性流感的復合免疫抗原。
5.2 受體奶牛的選擇
    體質健康，泌乳性能好，已繁育1~3胎，不同妊娠和泌乳階段的青年奶牛。進行免疫注射奶牛最低不少于14頭(免疫牛乳可稀釋30~100倍)，同時應配備一個一般日產10t消毒牛乳的乳品加工廠。
5.3 免疫原注射   
    分為基礎強化和正常維持兩個階段。在基礎強化免疫階段，即在104~120d內多次對奶牛免疫原注射，反復刺激奶牛產生抗體。正常維持階段，按規定時間和程序給奶牛經常注射免疫原，使奶牛不斷產生抗體。
5.4 免疫乳加工
    采用巴氏滅菌法或超高溫瞬時滅菌法進行鮮奶的消毒，然后采用塑膜或玻瓶等包裝形式進行貯存。
5.5 免疫抗體檢測
    采用ELISA檢測特異抗體的免疫活力及免疫球蛋白的相對含量。也可以用瓊脂單項免疫擴散法測定牛乳免疫球蛋白和補體含量。如檢測免疫乳樣與普通消毒對照乳OD平均值之比均大于I.5，證明特異抗體存在，免疫球蛋白相對含量較高。
6 免疫乳的研究進展
    美國和西歐的學者對免疫乳已有較多的研究，特別是20世紀80年代末期，SMBI把其免疫乳產品推向市場以來，人們對該領域的研究更為關注。中國對免疫乳的研究起步較晚，始于20世紀90年代末期，但已有一定的進展，開發出了能用于預防和治療胃腸道感染的免疫乳，抗甲肝病毒、乙肝病毒和幽門螺旋桿菌的免疫乳及抗人體消化道病原微生物免疫牛奶和抗病毒免疫牛奶，有人還探討了抗輪狀病毒和抗大腸桿菌的免疫乳中抗體的消長規律。
　　郁凱明等(1997)用免疫牛初乳治療輪狀病毒感染性嬰幼兒腹瀉，總有效率達91%，顯效率達79%，無任何副作用。張和平等(1997)用大腸桿菌、沙門氏菌和輪狀病毒制成的混合疫苗對泌乳母牛進行免疫，生產出含多種特異性抗體的免疫乳，經測定，在試驗期內(母牛分娩后210d)，免疫乳中IgG活性平均為379.55，而非免疫乳中IgG活性僅為48。他們還對免疫乳中Ig的分離和純化、Ig對病原微生物的抑制作用、胃蛋白酶和胰蛋白酶對Ig活性的影響、Ig的熱致變性以及免疫乳粉的制備做了系統研究和闡述。
　　張和平等(2002)以病原性大腸桿菌、沙門氏菌等24株人腸道病原菌作為抗原，對奶牛進行系統免疫，所得免疫初乳中乳抗體對24種不同病原菌的凝集價為普通初乳的32~256倍，免疫常乳中乳抗體對24種不同病原菌的凝集價為普通常乳的128倍。許晏等.(2004)研制開發出針對9種常見腸道致病菌的免疫乳，免疫母牛初乳中特異性IgG效價為210~212，常乳中特異性IgG效價為26~210，分別比非免疫母牛初乳和常乳中IgG效價提高2~9倍和8~14倍。唐東平等（2003）用奶牛免疫乳抗體提取物進行抑菌試驗，免疫乳中的抗體表現出較強的抑菌效力。當提取物中的Ig以終濃度為1.0mg/ml加入到霍亂弧菌和傷寒桿菌的培養液中時，能有效地抑制霍亂弧菌和傷寒桿菌的生長。此外，第四軍醫大學等開發多價免疫牛乳也取得成功。他們采用基因工程技術，將HBV表面抗原與HCV核心抗原基因重組于原核高效表達載體，制備成基因工程苗免疫奶牛，生產出抗肝炎病毒的多價特異性免疫乳。這種免疫乳含有表面抗體和多種紅胞活性因子，可中和乙型肝炎病毒，使病毒失去感染能力，并可提高人體免疫力，抵御丙型肝炎病毒的感染，促進肝炎患者康復。
7 結束語
　　雖然大多數對免疫乳中抗體進行的抑菌試驗結果表明，免疫乳中的抗體有較強的抑菌效果，但這種體外分析試驗并不能完全代表體內的情況，抗體進入人體后，會在酸性條件下被胃蛋白酶水解，同時在腸道的堿性環境下被腸道的蛋白酶水解，抗體是否能保持其抗體活性，或抗體活性的持留率的大小還有待于用試驗進一步的分析。
　　有部分體內和體外的試驗顯示，乳中抗體在酸性環境經胃蛋白酶水解及在堿性環境經胰蛋白酶的水解后仍然還保留有抗體活性。這一方面可能是由于乳中大量的蛋白質緩沖了胃蛋白酶及胰蛋白酶的水解作用，另一方面也可能是胃蛋白酶及胰蛋白酶水解得到的抗體Fab片段仍然保留有抗體結合抗原的能力。其免疫機理還有待進一步深入研究，免疫乳中特異抗體在體內環境條件下的作用機制尚需試驗進一步查明，免疫乳中其它活性成分對機體及病原的作用也還要進行試驗的分析和論證，這對于免疫乳的進一步開發和研究有深遠的影響。