鱼类免疫系统.doc

鱼 类 免 疫 系 统 概 述1 基本概念基本概念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三大类免疫组织和细胞是鱼类防御系统的基础，是鱼体抵御病原入侵的最初防线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鱼类免疫系统类似于高等哺乳动物分为非特异性免疫(nonspecific immunity)和特异性免疫(specific immunity)两个阶段前者基本等同于固有免疫应答反应(innate immune response)，后者基本等同于适应性免疫应答反应(acquired immune response)2 免疫组织和器官免疫组织和器官免疫组织是免疫细胞发生、分化、成熟、定居和增殖以及产生免疫应答的场所鱼类主要的免疫器官有胸腺（thymus） 、肾脏(kidney)和脾脏(spleen) 和粘膜淋巴组织(Mucosa-associated lymphoid tissue, MALT)在免疫器官组成上与哺乳动物相比，鱼类最主要的区别在于没有骨髓和淋巴结2.1 胸腺（thymus）鱼类中枢免疫器官，由淋巴细胞，淋巴母细胞，浆母细胞，分泌样细胞以及其他游离间充质细胞（巨噬细胞，肌样细胞，肥大细胞等）组成，分布于由网状上皮细胞形成的基质网孔内。

胸腺是 T 细胞源，主要承担细胞免疫功能硬骨鱼类胸腺中存在形态学上的“血胸屏障” ，与高等脊椎动物相似2.2 肾脏(kidney)分头肾(Pronephros)、中肾(Mesonephros)和后肾(Opisthonephros)三部分头肾是鱼类继胸腺之后第二个发育的免疫器官，同时具有造血功能后肾在造血及免疫方面亦有一定作用硬骨鱼类头肾具有类似哺乳动物中枢免疫器官及外周免疫器官的双重功能在不依赖抗原刺激是头肾可以产生红细胞和 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；在受抗原刺激后，头肾和后肾造血实质细胞出现增生，而且存在抗体产生细胞，表明头肾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2.3 脾脏(spleen)鱼类（有颌鱼类）红细胞、中性粒细胞产生、贮存和成熟的主要场所硬骨鱼类的脾脏同时具有造血和免疫功能，在受到免疫接种后，其脾、肾等免疫器官的黑色素巨噬细胞增多，可与淋巴细胞和抗体聚集在一起，形成黑色素巨噬细胞中 心(Melanomacmphage center，MMC)，其作用是：参与体液免疫和炎症反应；对内源或外源异物进行贮存、破坏和脱毒；作为记忆细胞的原始发生中心；保护组织免除自由基损伤。

2.4 粘膜淋巴组织 (Mucosa-associated lymphoid tissue, MALT)鱼类分散的淋巴细胞生发中心，它们存在于粘液组织，如皮肤、鳃和消化道等，但不具备完整的淋巴结构包括淋巴细胞、巨噬细胞和各类粒细胞等，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，抗体分泌细胞会分泌特异性抗体，与粘液中溶菌酶、抗蛋白酶、转移因子、补体、几丁质酶等物质一起组成抵御病原微生物的有效防线3 免疫细胞免疫细胞参与鱼体免疫应答或与鱼体免疫应答有关的细胞分淋巴细胞和吞噬细胞，前者主要参与特异性免疫反应，在免疫应答中起核心作用鱼类免疫细胞主要存在于免疫器官和组织以及血液和淋巴液中鱼类的细胞免疫包括迟发型变态反应、淋巴细胞直接参加的细胞毒性、移植物排斥反应、巨噬细胞游走抑制和混合淋巴细胞反应等3.1 淋巴细胞 (lymphocytes)哺乳动物的淋巴细胞主要有 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞T 细胞主要介导细胞免疫并在免疫应答中起调节作用，而 B 细胞在体液免疫中与抗体的合成有关T 细胞和 B 细胞具有不同的膜表面标志(包括表面受体和表面抗原)，这是鉴别两类淋巴细胞的结构基础B 细胞能表达膜表面免疫球蛋白(Sudacemem-brane immunoglobulin，Smlg)作为抗原受体和表面抗原，而 T 细胞则不能产生免疫球蛋白。

鱼类同样存在相当于哺乳动物 T、B 细胞的两类淋巴细胞在硬骨鱼类，如大菱鲆(Scophthalmus marimus) 和海鲈(Oicentrarchus labrax)” 的肠粘膜和粘膜下层分布有较多的 T 细胞，而 B 细胞主要在固有层中参与粘膜免疫应答3.2 淋巴细胞 (phagocyte)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生物；最后，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3.3.1 单核细胞 (monocyte)与哺乳动物的相似，鱼类单核细胞也有较多的胞质突起，细胞内含有较多的液泡和吞噬物，可进行活跃的变形运动，具有较强的粘附和吞噬能力，能够在血流中对异物和衰老的细胞进行吞噬消化单核细胞是在造血组织中产生并进入血液的分化不完全的终末细胞，它还可以随血流进入各组织并在适宜的条件下发育成不同的组织巨噬细胞。

3.3.2 巨噬细胞 (macrophage)在免疫应答过程中，当病原微生物表面覆盖有免疫球蛋白和补体成分时，巨噬细胞可以通过这些因子的特异性受体识别并杀伤微生物巨噬细胞膜表面的碳水化合物受体同样有助于对入侵微生物的识别和吞噬在诸如炎症反应中，巨噬细胞可以分泌许多生物活性物质，包括酶、防卫素、氧代谢物、二十碳四烯酸代谢物和细胞分裂素等巨噬细胞接触病原微生物后，还能够生成肿瘤坏死因子 α（TNFα） ，增强巨噬细胞呼吸激增作用，从而促进活性氧离子和氮离子的释放来杀死微生物另外，巨噬细胞可以通过对其表面组织相容性复合体分子中抗原的呈递、对淋巴细胞功能的调节、对自身及其它细胞生长复制的控制等途径来操纵机体的免疫应答现已发现多种物质，包括干扰素（INF） 、某些多肽和蛋白质、脂多糖（LPS）及 β(1，3)－葡聚糖等，可使巨噬细胞形态特征改变、分泌物增多、吞噬和胞饮能力增强对鱼类巨噬细胞凝集(Macrophage aggregates，MAs)或黑色素巨噬细胞中心的检测，可望作为衡量鱼体健康水平及环境污染状况的生物标志3.3.3 粒细胞(granulocyte)鱼类粒细胞分为嗜中性(neutrophil)、嗜酸性(acidophil)和嗜碱性(basophil)粒细胞。

脾和肾是硬骨鱼类粒细胞生成的主要场所嗜中性粒细胞是硬骨鱼类中最常见的粒细胞，嗜酸性和嗜碱性粒细胞在各种鱼类的分布有所不同鱼类嗜中性粒细胞具有活跃的吞噬和杀伤功能，但其吞噬能力一般比单核细胞的弱在适当刺激下，鱼类嗜中性粒细胞也显示出化学发光性和趋化性3.4 非特异性细胞毒性细胞（NCC，nonspecific cytotoxic cell） 相当于哺乳动物的自然杀伤细胞 (NK Cell)高等硬骨鱼类如虹鳟、鲑鱼的头、肾脾、末梢血管中的 NCC，可直接杀伤鱼体各种靶细胞，甚至对感染传染性胰坏死病毒的细胞，也显示其杀伤的活性它与靶细胞接触后，通过自身产生的淋巴毒素来杀伤、破坏靶细胞肾、腹腔中这类细胞毒性细胞最多，血中较少与哺乳动物的 NK 细胞相比，它小而无颗粒，其靶细胞包括肿瘤细胞、寄生原生动物等4 体液免疫因子体液免疫因子4.1 特异性体液免疫因子（specific humoral factors） 鱼类的免疫球蛋白仅有 IgM 一种在血液中的相对水平较哺乳动物高4.2 非特异性体液免疫因子（nonspecific humoral factors） 存在于鱼体血液或粘液中包括微生物生长抑制物、补体、干扰素（INF） 、凝集素、溶菌酶、急性期蛋白等。

主要作用是：● 直接分解细菌或真菌，如溶菌酶、补体● 抑制细菌或病毒的复制．如急性期蛋白能使真菌、细菌和寄生虫的糖类和磷酸脂产生沉淀● 作为调理素增加吞噬细胞的吞噬量或中和细菌4.2.1 微生物生长抑制物(microbial growth inhibitory substance)微生物生长抑制物能够螯合金属离子，夺取微生物生长所需的基本养分或在细胞内阻断其代谢路径，从而可以干扰病原微生物的代谢作用鱼类中微生物生长抑制物包括一些急相蛋白（“acute phase” proteins） ，如运铁蛋白（transferrins） 、血浆铜蓝蛋白（caeruloplasmin）和金属硫蛋白（（metallothionein，，MT））等4.2.2 补体(complment)补体是鱼类抵抗微生物感染的重要成分存在于血清中C3 是补体系统的主要成分C3 仅通过旁路激活，其主要作用不是促使靶细胞溶解，而是促进吞噬细胞的吞噬作用鱼类补体于 45℃下加热 20min 失活，且活性受外界温度的影响较大4.2.3 干扰素(interferon，IFN)鱼体内能诱导细胞产生抗病毒蛋白质的一种可溶性蛋白主要由巨噬细胞分泌。

生成速度受温度影响干扰素能够抑制病毒的复制，是鱼类重要的抗病毒感染防御因子，分子量约 20kD包括 I 型(α-或 β-)干扰素和Ⅱ型(γ-)干扰素I 型干扰素是由白细胞和成纤维细胞产生；Ⅱ型干扰素可以在细胞分裂素刺激下由 T 淋巴细胞产生．除了抗病毒作用外．还可以激活巨噬细胞，是一种重要的巨噬细胞活化因子fmacrophageactivation factor)4.2.4 凝集素(agglutinin)鱼类具有相对非特异性自发产生的固有凝集素，是一种对特异糖残基有高度亲和力的蛋白质或糖蛋白，在理化、生物学和抗原特性方面均不同于抗原刺激产生的免疫球蛋白凝集素能够与碳水化合物和糖蛋白结合，从而使异源细胞或微生物发生凝集或使各种可溶性糖结合物发生沉淀被认为是鱼体自然防御机制中原始的识别分子和免疫监督分子凝集素在鱼类卵中能够调节碳水化合物代谢、阻止多精人卵、形成受精膜、促进受精卵的有丝分裂、调理病原体以及杀菌等作用4.2.5 溶菌酶(lysozyme)存在于鱼类的粘液、血清、吞噬细胞和单核细胞的胞浆内溶菌酶通过酶解病原体细胞壁的粘多糖将其杀死，其水平和活性直接关系到鱼类的免疫能力和健康其活性受季节影响，夏季的活性比冬季增加 2～3。

4.2.6 C 反应蛋白(C reactive protein，CRP) 存在于鱼类血清、卵和精子中， （卵和精子中的 CRP 可能来源于血清） 在钙离子存在时，CRP 能够使多种真菌、寄生虫及细菌含有的糖基以及磷脂酶分子产生沉淀，从而有助于降低病原体的毒力，使吞噬细胞对之易于攻击同时还能促进吞噬、激活补体、抑制血小板功能4.3 鱼类几种新型免疫因子● 细胞因子（cytokine）白细胞介素（IL） 、Mx 蛋白、干扰素调节因子、转化生长因子 β（TGF-β） 、肿瘤坏死因子 α（TNF-α） 、NK 细胞增强因子（NKEF） 、等● 趋化因子（chemokine）● 主要组织相容性复合体（MHC）4.3.1 白细胞介素（interleukin，IL）目前在鱼类得到确认的有 IL-2, IL-1, IL-6, IL-8 等硬骨鱼类（牙鲆）IL-2 样蛋白能够促进脾脏细胞增殖，协同和激发 NCC细胞其核苷酸序列与哺乳动物 IL-2 有低于 40％的相似性结构和功能上与哺乳动物 IL-2 存在着相似性IL-1 最早从鱼类上皮细胞分离出虹鳟 IL-1β 有 260aa,分子量 29kD与哺乳动物 IL-1β 有最高 56％的同源性（内含子的间接方式不同所致） ，现已发现 IL-1β1 和 IL-1β2。

从鲤鱼腹膜克隆出的细胞因子 M17 与哺乳动物 IL-6 亚家族成员有一定同源性从牙鲆 cDNA 文库筛选出。