左之才,崔恒敏,甘 夢,彭 西,鄧俊良
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,環(huán)境公害與動物疾病四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 雅安 625014;2.動物疫病與人類健康四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川農(nóng)業(yè)大學(xué),四川雅安625014)
紅細(xì)胞不僅具有黏附、殺傷抗原的作用[1],而且參與機(jī)體免疫,對機(jī)體免疫性疾病尤其是免疫復(fù)合物的清除發(fā)揮著重要作用[2]。1981年,Siegel等設(shè)計(jì)出檢測紅細(xì)胞免疫黏附受體活性的“標(biāo)準(zhǔn)的紅細(xì)胞免疫黏附試驗(yàn)”[3]。1982年,郭峰等在Siegel標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了紅細(xì)胞C3b受體(C3bR)花環(huán)(Erythrocyte C3b receptor rosette,E-C3bRR)試驗(yàn)和紅細(xì)胞免疫復(fù)合物(IC)花環(huán)(Ecthrocyte immune complex rosette,E-ICR)試驗(yàn),分別測定紅細(xì)胞C3b受體活性和紅細(xì)胞膜上吸附免疫復(fù)合物的情況[4]。近年來,國外紅細(xì)胞免疫研究不多[5];而在國內(nèi),紅細(xì)胞免疫功能在疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用則受到普遍關(guān)注,動物疾病方面的研究報道則主要集中在家禽[6-11],家畜研究較少[12-15]。本研究通過人工感染豬放線桿菌(Ⅰ型)病例模型研究細(xì)菌感染對豬紅細(xì)胞免疫功能的影響,為進(jìn)一步研究感染與機(jī)體天然免疫關(guān)系及感染性疾病的防治提供理論基礎(chǔ)。
豬APP(血清I型),由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)中心提供。經(jīng)胰胨大豆瓊脂培養(yǎng)基純化、無菌檢查及染色特性觀察后,接種胰胨大豆肉湯培養(yǎng)基,37℃恒溫培養(yǎng)6~8 h,用TSA瓊脂平版培養(yǎng)計(jì)數(shù)法計(jì)算每毫升含有的菌落形成單位(cfu·mL-1),在此條件下菌液生長濁度可達(dá)108~109cfu·mL-1。攻毒前用無菌生理鹽水稀釋成3.5~4×107cfu·mL-1。
試驗(yàn)飼糧參照NRC(1998)推薦和NY-T 65-2004豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)10~20 kg仔豬的營養(yǎng)需要配制。豬自由飲水,飼喂無抗生素添加劑的常規(guī)飼料,并在試驗(yàn)前飼養(yǎng)l周,使豬適應(yīng)環(huán)境。
選取相同日齡、體重相近(15~20 kg)、經(jīng)臨床及血清學(xué)檢查排除APP感染,處于健康狀態(tài)的DLY(杜洛克×長白×約克夏)仔豬24頭;按♂、♀,來源及體重兩兩配對,隨機(jī)分為兩組,接種無菌生理鹽水(對照組,CG)和APP稀釋液(試驗(yàn)組,TG)。采用鼻腔噴霧法,按每kg體重0.25 mL,TG仔豬一次性接種上述APP稀釋液;CG采用無菌生理鹽水。
于接種后48 h每組隨機(jī)選擇8頭仔豬,無菌采集前腔靜脈血15 mL,1 mL枸櫞酸納抗凝(放于4℃冰箱保存作紅細(xì)胞免疫試驗(yàn)),2 mL EDTA-K2抗凝(檢測血常規(guī)0.5 mL),剩余血分離血清,備用(制備致敏酵母多糖等)。
BC-2000血細(xì)胞自動分析儀檢測白細(xì)胞總數(shù)(WBC)、淋巴細(xì)胞數(shù)(LYM)、中間細(xì)胞計(jì)數(shù)(MID)、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)(GRA)、紅細(xì)胞總數(shù)(RBC)、平均紅細(xì)胞體積(MCV)、血紅蛋白(HGB)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白(MCH)、平均血紅蛋白濃度(MCHC)等。
1.6.1 紅細(xì)胞懸液的制備
將CG、TG紅細(xì)胞(枸櫞酸納抗凝)懸液(靜脈血)經(jīng)生理鹽水洗滌離心3次(每2000 r·min-1,3~5 min),按紅細(xì)胞計(jì)數(shù)方法配成1.25×107個·mL-1使用液備用。
1.6.2 致敏酵母多糖的制備
凍干補(bǔ)體未致敏酵母多糖(購于上海長海醫(yī)院免疫室)。用EP管取酵母多糖溶液5 mL,離心2000 r·min-1,3~5 min,棄一半上清液,加入健康豬血清2.5 mL混勻,37℃作用20 min,即為致敏酵母多糖。
1.6.3 紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)試驗(yàn)
取致敏酵母多糖及紅細(xì)胞懸液各50 μL,混勻,37℃水浴30 min;再加入0.25%的戊二醛25 μL,混勻,固定5 min;滴加25 μL左右樣品于玻片上推片,立即烤干,滴加瑞士染液30 s~1 min,滴加緩沖液5 min,用清水清洗后,用濾紙吸干水,烤干,滴加香柏油后顯微鏡計(jì)數(shù)。一個紅細(xì)胞結(jié)合2個或2個以上酵母菌為一朵C3b受體花環(huán)(E-C3bRR),計(jì)數(shù)200個紅細(xì)胞,求出花環(huán)率。
1.6.4 紅細(xì)胞免疫復(fù)合物花環(huán)試驗(yàn)
除使用未致敏酵母多糖外,其余步驟均與紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)試驗(yàn)相同。一個紅細(xì)胞結(jié)合2個或2個以上酵母菌為一朵IC花環(huán)(E-ICR),計(jì)數(shù)200個紅細(xì)胞,求出花環(huán)率。
采用SPSS統(tǒng)計(jì)處理軟件進(jìn)行方差分析,比較組間差異顯著性?;ōh(huán)形成百分率(%)=(紅細(xì)胞花環(huán)數(shù)/200)×100%。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±S)表示。
結(jié)果見表1。
表1 感染APP豬血液常規(guī)指標(biāo)的變化Table 1 Influence of infecion on the blood index of piglets with APP
由表1可知,感染APP后,豬血常規(guī)檢查指標(biāo)中除白細(xì)胞變化尤其顯著外,其他指標(biāo)變化均不顯著。TG豬血液中的白細(xì)胞總數(shù)計(jì)數(shù)(WBC)、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)(GRA)、中間細(xì)胞計(jì)數(shù)(MID)均較CG極顯著升高(P<0.01),但淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)(LYM)卻較CG組極顯著降低(P<0.01)。白細(xì)胞分類計(jì)數(shù):CG的GRA%、LYM%、MID%分別為27.1%、72.3%、0.6%,TG分別為79.2%、19.1%、2.14%;感染后傳染性膜肺炎放線桿菌I型36 h血液中的GRA%、MID%值極顯著增高(P<0.01),LYM%值極顯著降低(P<0.01),呈現(xiàn) GRA%與LYM%倒置。比較RBC,TG較CG略有增高,但其HGB、MCH及MCHC卻較CG略有減少,但差異均不顯著(P>0.05)。
C3b受體花環(huán)和IC花環(huán)見圖1、圖2。由表2可見,感染放線桿菌豬的E-C3bRR率和E-ICR率(X±SE)分別為15.00±3.63和12.5±2.45;CG組分別為13.75±1.58和13.75±1.58;TG的E-C3bRR率極顯著高于CG組(P<0.01),E-ICR率低于CG組,差異不顯著(P>0.05)。
圖1 C3b受體花環(huán)Fig.1 E-C3bRR(×1000)
圖2 IC花環(huán)Fig.2 E-ICR(×1000)
表2 感染APP豬的E-C3bRR率和E-ICR率Table 2 Influence of infecion on E-C3bRR rate and E-ICR rate of piglets with APP (%)
白細(xì)胞的主要功能是依靠其游走性、趨化性和吞噬作用等特性,來抵御和消滅入侵的病原微生物,實(shí)現(xiàn)對機(jī)體的保護(hù)作用[16]。一系列研究表明,機(jī)體發(fā)生急性感染時,白細(xì)胞總數(shù)往往升高[17-18]。本試驗(yàn)中豬感染放線桿菌I型后,白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞(%)及中間細(xì)胞(%)也極顯著升高,淋巴細(xì)胞(%)極顯著降低,這與機(jī)體發(fā)揮其調(diào)節(jié)機(jī)能有關(guān)。感染后機(jī)體主要通過提高豬血液中性粒細(xì)胞及中間細(xì)胞(單核細(xì)胞等)的游走性、趨化性和吞噬(病原菌)功能,增強(qiáng)機(jī)體的整體防御機(jī)能實(shí)現(xiàn)對機(jī)體的保護(hù)作用;而不是通過參與機(jī)體免疫過程的淋巴細(xì)胞起主要作用,機(jī)體免疫機(jī)能下降。
正常動物每天有一定量的紅細(xì)胞衰老,同時也有相應(yīng)數(shù)量的紅細(xì)胞和血紅蛋白生成以維持動態(tài)平衡,使血液循環(huán)中的紅細(xì)胞和血紅蛋白數(shù)量保持相對恒定[19]。感染放線桿菌I型后,機(jī)體的RBC相對增高,但其HGB、MCH、MCHC卻較略有降低,這可能與機(jī)體有一定程度的脫水及發(fā)病后食欲下降,機(jī)體同化作用減弱,合成血紅蛋白減少有關(guān)。
紅細(xì)胞是血液中數(shù)目最多的一類細(xì)胞,其主要功能是運(yùn)送氧氣和二氧化碳,保障機(jī)體組織和器官的正常供氧,其次是免疫功能[20]。紅細(xì)胞免疫功能包括結(jié)合和運(yùn)送循環(huán)免疫復(fù)合物至吞噬細(xì)胞進(jìn)行清除,調(diào)控和增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬功能,識別存儲和提呈抗原,調(diào)控淋巴細(xì)胞應(yīng)答及細(xì)胞因子的釋放等,而最主要的免疫功能是清除循環(huán)免疫復(fù)合物[20]。感染放線桿菌豬的C3bRR率極顯著升高,表明感染后紅細(xì)胞的CR1被激活,紅細(xì)胞免疫功能增強(qiáng);ICR率降低,這與感染放線桿菌豬通過紅細(xì)胞從循環(huán)中清除微生物、免疫復(fù)合物的作用增強(qiáng),附著在紅細(xì)胞表面的免疫復(fù)合物減少有關(guān)。而感染放線桿菌豬RBC相對增加,而HGB、MCH、MCHC均有下降(見表1),是否導(dǎo)致CR1的暴露與激活,最終引起C3bRR率極顯著升高有關(guān),有待進(jìn)一步研究。
紅細(xì)胞免疫是機(jī)體內(nèi)重要的天然免疫組成部分,對機(jī)體免疫性疾病尤其是免疫復(fù)合物的清除發(fā)揮著重要作用[2]。紅細(xì)胞與細(xì)菌、病毒等微生物免疫黏附后,不僅可通過過氧化物酶對它們產(chǎn)生直接的殺傷作用,而且還可以促進(jìn)吞噬細(xì)胞對它們的吞噬作用(可增強(qiáng)4~6倍)[21-23]。
正常情況下,大多數(shù)IC進(jìn)入體內(nèi)后會很快與紅細(xì)胞結(jié)合,并迅速被運(yùn)送到肝、脾等組織加以清除,從而減少IC在組織敏感部位沉積致病。紅細(xì)胞內(nèi)含有高濃度過氧化氫酶(CAT)及超氧化物歧化酶(SOD),能清除吞噬過程中產(chǎn)生的氧化代謝產(chǎn)物,從而促進(jìn)吞噬作用[24]。研究指出,紅細(xì)胞和血清中GSH-Px活力的下降會導(dǎo)致IC清除障礙[25]。此外,肝、脾內(nèi)過氧化物酶活性的改變同樣會影響巨噬細(xì)胞功能的正常發(fā)揮,使其不能將IC有效清除[8]。感染豬的ICR率降低,可能與感染后機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)能增強(qiáng),血清的GSH-Px含量及脾臟的SOD含量顯著升高、CAT含量升高(另見報道)加速了IC的清除有關(guān)。
綜上可見,感染放線桿菌豬紅細(xì)胞的CR1被激活,紅細(xì)胞免疫功能增強(qiáng),加速了循環(huán)免疫復(fù)合物的清除。因此,感染放線桿菌豬的C3bRR率極顯著升高,ICR下降。
感染放線桿菌后,豬的紅細(xì)胞免疫功能及清除循環(huán)血液中免疫復(fù)合物的作用增強(qiáng);機(jī)體主要通過中性粒細(xì)胞及中間細(xì)胞(單核細(xì)胞等)增強(qiáng)機(jī)體的整體防御機(jī)能實(shí)現(xiàn)對機(jī)體的保護(hù)作用。
[1] SIEGEL I,TIAN Liu-liu,NORBERT G.The red-cell immune system[J].Lancet,1981,318(9):556-559.
[2] 郭峰,錢寶華,張樂之.現(xiàn)代紅細(xì)胞免疫學(xué)[M].上海:第二軍醫(yī)大學(xué)出版社,2002,6.
[3] Siegel I,Gleicher N.Red cell immune adherence(RCIA):its application in cancer and autoimmune disease[J].Immunol Commun,1981,10(4-5):433-449.
[4] 郭峰,虞紫茜,趙中豐,等.紅細(xì)胞免疫功能的初步研究[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,1982,62(12):715-716.
[5] 胡金川.紅細(xì)胞免疫及其臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2008,29(7):621-622.
[6] 侯海鋒,包永占,李茜,等.當(dāng)歸對雞紅細(xì)胞免疫功能的影響[J].中國獸醫(yī)雜志,2009(4):54-56.
[7] 李曉卉,殷中瓊.青刺果黃酮對雞紅細(xì)胞免疫及外周血淋巴細(xì)胞免疫功能的影響[J].中國獸醫(yī)雜志,2009(3):43-44.
[8] 彭西,柏才敏,李敏,等.高硒對雛雞紅細(xì)胞免疫功能紅細(xì)胞總數(shù)及血紅蛋白含量的影響[J].中國獸醫(yī)科學(xué),2008,38(6):535-539.
[9] 崔恒敏,彭西,黎德兵,等.高鋅對雛鵝紅細(xì)胞免疫功能的影響[J].中國獸醫(yī)學(xué)報,2004,24(6):576-578.
[10] 劉福堂,李艷飛,顧慶云.鋁中毒對蛋雞白細(xì)胞和紅細(xì)胞免疫功能的影響[J].中國畜牧獸醫(yī),2007,34(10):70-72.
[11] 黎德兵,崔恒敏,趙翠燕.鴨疫里默桿菌病發(fā)病機(jī)理的研究Ⅳ.試驗(yàn)感染雛鴨紅細(xì)胞免疫功能的變化[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2007(9):61-62.
[12] 周惠萍,郭定宗,賀建忠.硒中毒對豬紅細(xì)胞免疫與自由基的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(5):2376-2377,2380.
[13] 李清艷,翟向和,呂建存,等.附紅細(xì)胞體感染對豬紅細(xì)胞免疫功能的影響[J].中國獸醫(yī)科技,2004,34(4):46-48.
[14] 富艷玲,王德志,王曉旭,等.中藥乳膏劑對乳房炎奶牛非特異性免疫和紅細(xì)胞免疫功能的影響[J].中國獸醫(yī)雜志,2008,44(7):51-53.
[15] 王麗,剡根強(qiáng),王靜梅.綿羊自然感染附紅細(xì)胞體對綿羊紅細(xì)胞的影響[J].石河子大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2006,24(1):108-111.
[16] 王建華,伍淳操.抗菌肽和蛋氨酸鋅對斷奶仔豬部分血液常規(guī)指標(biāo)的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(3):127-130.
[17] 王巖,王久伶.急性細(xì)菌性痢疾388例分析[J].西南國防醫(yī)藥,2009,19(12):1206-1208.
[18] 卿柳庭,袁宗輝.育成豬對豬鏈球菌的免疫應(yīng)答[J].中國獸醫(yī)學(xué)報,2002,(05):47-50.
[19] 王俊東,劉宗平.獸醫(yī)臨床診斷學(xué)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,2004,7:191-204.
[20] 周武,汪德清.紅細(xì)胞功能檢測方法的研究進(jìn)展[J].中國輸血雜志,2010,23(8):648-650.
[21] 薛擁志,王愛華,利凱.紅細(xì)胞免疫研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(12):3558-3560,3664.
[22] 劉景田,黨小軍.紅細(xì)胞作為免疫細(xì)胞的事實(shí)及意義[J].深圳中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002,12(1):11.
[23] 王彩虹.紅細(xì)胞免疫調(diào)控研究進(jìn)展[J].中國獸醫(yī)雜志,2002,38(2):28-31.
[24] KIDD M T.Zinc metabolism with special reference to its role in immunity[J].World Poult Sci J,1996,52(2):309-324.
[25] 盛永杰,陳維多.硒對奶牛紅細(xì)胞谷胱甘肽過氧化物酶活力的濃度依賴性研究[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2001,44(8):8-9.