《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)》 二、影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫反應(yīng)的因素

免疫反應(yīng)是隨著動(dòng)物種的進(jìn)化而復(fù)雜化、精密化和完善化的，不同品種和品系動(dòng)物的免疫反應(yīng)有很大差異，因此在免疫學(xué)研究中選擇動(dòng)物時(shí)要特別注意動(dòng)物遺傳因素的影響，還要注意動(dòng)物的年齡因素、感染因素、營(yíng)養(yǎng)因素、藥物因素、母源因素、應(yīng)激因素、免疫抑制劑等因素對(duì)動(dòng)物免疫反應(yīng)的影響。

（一）動(dòng)物的遺傳因素

根據(jù)研究表明小鼠、豚鼠、家兔等動(dòng)物對(duì)特異性抗原的免疫反應(yīng)受遺傳控制。動(dòng)物體內(nèi)免疫反應(yīng)的基因決定著動(dòng)物對(duì)各種疾病的易感性，決定著自身免疫病和體液免疫反應(yīng)。這種免疫反應(yīng)的基因緊密連接在這些動(dòng)物體內(nèi)主要組織兼容系統(tǒng)上。如帶等位基因H-2b的小鼠（如C57BL，C57L，129/J）比帶有等位基因H-2K的小鼠（如C58，AKR，C3H）的抵抗力強(qiáng)，后者對(duì)小鼠白血病病毒和腫瘤病毒十分易感，又如SWR/J（H-2q）小鼠對(duì)淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒（LCM）非常敏感，而C3H/J（H-2k）小鼠對(duì)該病毒有強(qiáng)大的抵抗力。這些例子說(shuō)明由于遺傳因素的影響，不同品系動(dòng)物的免疫反應(yīng)是有明顯差異的。此外，不同種類動(dòng)物的免疫反映也有差異，如研究第Ⅳ型變態(tài)反應(yīng)（Arthus反應(yīng)），家兔是一種好的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，而豚鼠和大鼠不能采用。豚鼠通常產(chǎn)生少量的IgM。

脊椎動(dòng)物免疫系統(tǒng)的發(fā)生與種系化密切有關(guān)（見(jiàn)圖10-1、2和表10-1）：原始脊椎動(dòng)物的淋巴器官發(fā)育還不完善，如圓口類動(dòng)物沿其消化道有散在的淋巴結(jié)和淋巴細(xì)胞，并出現(xiàn)了胸腺，隨著進(jìn)化有了原始的腎臟，在魚類還出現(xiàn)了肝臟。這些器官和組織開(kāi)始時(shí)也多分布在消化道附近，這是由于原始脊椎動(dòng)物（圓口類）及魚類攝食時(shí)吸進(jìn)大量水，并通過(guò)鰓孔將水排出，因此咽頭部最先遭受病原微生物的侵擊，為此在消化道附近產(chǎn)生了相應(yīng)的御體系。而到了高等脊椎動(dòng)物，由于種系的進(jìn)化，這些器官的分布就多樣化了。但從高等動(dòng)物胸腺個(gè)體發(fā)生來(lái)看，它也是從第三、第四咽囊腹側(cè)上皮演化發(fā)育而來(lái)，說(shuō)明這跟種系發(fā)生有關(guān)。

雖然圓口類動(dòng)物就能產(chǎn)生IgM，但無(wú)控制B淋巴細(xì)胞分化發(fā)育的中樞器官，至兩棲類開(kāi)始出現(xiàn)較原始的類囊器官。而爬行類動(dòng)物的類囊，位于消化道的末端。鳥類以外其他動(dòng)物有類體液免疫完善的免疫系統(tǒng)。

因此，在免疫學(xué)研究中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇時(shí)，要特別注意遺傳因素對(duì)免疫反應(yīng)的影響，各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具有不同的免疫反應(yīng)和免疫特點(diǎn)。下面再舉個(gè)典型例子。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物補(bǔ)體系統(tǒng)各成分的缺陷因?qū)嶒?yàn)動(dòng)物的種類不同而有明顯差異。

補(bǔ)體缺陷（Complemenr　Deficiencies）

圖10-1　脊椎動(dòng)物的免疫反應(yīng)

圖10-2　免疫應(yīng)答反應(yīng)的種系發(fā)育主要代表

C1　雞

C2　豚鼠、大鼠

C3　狗（Brittary　Spaniel）

C4　金黃地鼠

C5　小鼠（K/HeN.AKR/N、B10、DZ/DsnN）

C6　兔、地鼠

當(dāng)C1g缺乏時(shí)可出現(xiàn)嚴(yán)重的聯(lián)合性免疫缺乏病，反復(fù)發(fā)生威脅生命的感染；C1r缺乏時(shí)發(fā)生壞疽性紅斑，反復(fù)的細(xì)菌感染，狼瘡樣綜合癥；C1s缺乏時(shí)，出現(xiàn)紅斑狼瘡，進(jìn)行性腎小球腎炎，關(guān)節(jié)炎；C4缺乏時(shí)可發(fā)生狼瘡，關(guān)節(jié)炎、類過(guò)敏性紫癜；C2缺乏時(shí)發(fā)生狼瘡，致死性皮肌炎，類過(guò)敏性紫癜，狼瘡樣綜癥，進(jìn)行性腎小球腎炎，反復(fù)感染；C3缺乏時(shí)對(duì)感染的易感性升高；C5缺乏時(shí)可發(fā)生狼瘡，腹瀉及消耗?。篊6缺乏時(shí)，可發(fā)生反復(fù)G（-）感染，淋菌性多關(guān)節(jié)炎，反復(fù)發(fā)生腦膜炎。

表10-1　脊椎動(dòng)物免疫系統(tǒng)種系發(fā)生的比較

動(dòng)　物細(xì)　胞淋　巴　器　官免　疫　反　應(yīng)分類動(dòng)物名稱淋巴細(xì)胞漿細(xì)胞胸腺脾臟淋巴結(jié)法氏囊細(xì)胞免疫體　液　免　疫IgMIgGIgAIgEIgD圓口類鰻+-+---++----魚類油鮫+-++--++----鯉魚++++--++----兩棲類蠑螈++++-++----青蛙++++(+)+*+++--爬行類龜蛇++++(+)？+++---鳥類雞++++++++++？--哺乳類鼠、人++++++*++++++

（+）可能存在，+*有功能相似的類囊器官。

圖10-3　各種動(dòng)物胸導(dǎo)管淋巴細(xì)胞數(shù)目的變化（細(xì)胞數(shù)/公斤體重）

（二）動(dòng)物的年齡因素

免疫學(xué)研究中選擇適宜年齡的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是非常重要的，年齡影響著實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的免疫機(jī)能。如幼齡動(dòng)物的免疫系統(tǒng)機(jī)能發(fā)育不完善或機(jī)能很弱。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物的免疫機(jī)能在青年期達(dá)到高峰，以后隨著年齡增大逐漸減弱，主要表現(xiàn)有血清中免疫球蛋白含量低，細(xì)胞免疫功能下降，惡性腫瘤和自身免疫性疾病的發(fā)病率增高等。據(jù)研究，小鼠、大鼠和豚鼠隨年齡增加免疫反應(yīng)的活性也減弱，老齡鼠產(chǎn)生IgG和IgM的能力僅為年青成年鼠的10%左右，細(xì)胞免疫同樣也減弱。因此，老齡鼠對(duì)誘發(fā)腫瘤極敏感。

實(shí)驗(yàn)證明給胚胎期或新生期的動(dòng)物注射異基因型細(xì)胞時(shí)很容易造成對(duì)該細(xì)胞的免疫無(wú)反應(yīng)性（Immunolgical　Unresponsivenss），而對(duì)成年動(dòng)物注射異基因型細(xì)胞時(shí)通常可引起免疫反應(yīng)。據(jù)認(rèn)為這種免疫耐受性與免疫系統(tǒng)（包括中樞淋巴樣器官即骨髓、胸腺和外周淋巴樣器官即脾臟、淋巴結(jié)、腸管相關(guān)淋巴樣組織以及循環(huán)的淋巴樣細(xì)胞）的發(fā)育未臻成熟有關(guān)。

Heidrick和Makindan氏認(rèn)為老齡鼠細(xì)胞免疫中免疫細(xì)胞的缺乏，可能是由于T細(xì)胞和B細(xì)胞沒(méi)有能力增殖的緣故。通常以為動(dòng)物越是趨于老年，免疫反應(yīng)的自隱機(jī)制被破壞的機(jī)會(huì)就越多，因而發(fā)自身免疫疫病的機(jī)會(huì)就越多。這種自穩(wěn)對(duì)動(dòng)物的正常生命活動(dòng)乃至生存具有重要意義。在正常情況下，健康機(jī)體對(duì)自己的細(xì)胞、非細(xì)胞成分如蛋白質(zhì)、多糖等是不發(fā)生“明顯的”免疫反應(yīng)的（自身免疫耐受狀態(tài)，Selftolerance），而對(duì)非自己的抗原則發(fā)生免疫反應(yīng)，也就是說(shuō)機(jī)體通過(guò)免疫系統(tǒng)能識(shí)別“自己”和“非自己”。這種自我識(shí)別能力稱之為自穩(wěn)機(jī)制。

（三）動(dòng)物的母源因素

各種哺乳類動(dòng)物的胎兒和出生仔畜免疫的獲得不同。在初乳中主要為IgA，初生動(dòng)物血清中的母源抗體大部分為IgG，對(duì)仔畜預(yù)防病毒和細(xì)菌感染起著一定的保護(hù)性免疫作用。大部分IgA對(duì)粘膜表面起著局部保護(hù)作用，而IgG起著總的保護(hù)作用。但是母源抗體還有有害作用，它能誘發(fā)新生動(dòng)物溶血病（如駒）和抑制出生動(dòng)物的主動(dòng)免疫。

雌性動(dòng)物將母源抗體轉(zhuǎn)移給胎兒或仔畜的途徑和特異性不同，這與動(dòng)物胎盤的結(jié)構(gòu)和類型有關(guān)（見(jiàn)下頁(yè)表10-2），一般來(lái)說(shuō)，有三種主要的轉(zhuǎn)移途徑，隨動(dòng)物種類不同，有的經(jīng)絨毛膜尿囊胎盤轉(zhuǎn)移；有的經(jīng)卵黃囊上皮和卵黃循環(huán)轉(zhuǎn)移；還有是初乳經(jīng)腸道吸收。前兩者被認(rèn)為是胎兒期獲得抗體的途徑，后者為出生后轉(zhuǎn)移抗體的途徑。

免疫球蛋白的轉(zhuǎn)送是有選擇性的，有些種類的抗體易轉(zhuǎn)移，同種（系）抗體轉(zhuǎn)移比異種抗體快。胎盤對(duì)各種母源抗體也有選擇性，如：靈長(zhǎng)目中Igg　易通過(guò)胎盤屏障，IgM、IgA和IgE則不能。家兔的IgG和IgM易通過(guò)胎盤到達(dá)胎兒。關(guān)于母源抗體選擇性的轉(zhuǎn)移機(jī)制還不清楚，一般認(rèn)為，這種選擇性的轉(zhuǎn)移是由于組織能選擇性地識(shí)別抗體的F。端造成的，母源抗體轉(zhuǎn)移中具有選擇作用的組織見(jiàn)表10-3。動(dòng)物常乳和初乳中檢出抗體的類型見(jiàn)表10-4。

表10-2　動(dòng)物的胎盤屏障和母源抗體的轉(zhuǎn)移

動(dòng)　物胎盤類型結(jié)構(gòu)（層數(shù)）轉(zhuǎn)移途徑選擇性抗體轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間出生前出生后小鼠血性絨毛膜4腸（主要）卵黃囊++（卵黃囊）艸出生到17天大鼠血性絨毛膜4腸（主要）、卵黃囊++（卵黃囊）廿出生到20天豚鼠血性絨毛膜2卵黃囊（主要）、腸？卅+整個(gè)妊娠期間和出生后2天內(nèi)家兔血性絨毛膜2卵黃囊+卅-從妊娠開(kāi)始15天起靈長(zhǎng)類血性絨毛膜2胎盤+卅卅妊娠開(kāi)始3個(gè)月猬腸+-艸出生到35天狗內(nèi)皮絨毛膜4腸？-卅出生到8天貓腸？-卅不定水貂腸？-卅出生到8天雪貂腸？-卅出生到34天豬上皮絨毛膜6腸--卅出生后36小時(shí)馬上皮絨毛膜6腸--卅出生后36小時(shí)牛結(jié)締組織絨毛膜或上皮絨毛膜6腸--卅出生后36小時(shí)綿羊結(jié)締組織絨毛膜或上皮絨毛膜6腸--卅出生后36小時(shí)

表10-3　母源抗體轉(zhuǎn)移中呈現(xiàn)選擇作用的組織

動(dòng)　物　種　類組　織靈　長(zhǎng)　目胎　盤大鼠與小鼠腸家　兔卵　黃　囊偶　蹄　獸乳　腺鳥卵黃囊膜

表10-4　動(dòng)物常乳和初期中免疫球蛋白類型

動(dòng)　物常乳和初乳中免疫球蛋白類型家　兔初乳IgA靈長(zhǎng)目初乳IgA大　鼠初乳
常乳IgA(多量)IgGa,IgGb,r1,IgM(很少)IgG（多量）小　鼠初乳IgA,快和慢的IgG狗初乳
常乳IgG(多量)，IgA，IgMIgA(多量)，IgG，IgM豬初乳
常乳IgG(多量)，IgA，IgMIgA(多量)牛初乳快IgG(r1)IgM(β2)綿　羊初乳快IgG(r1)，IgA

（四）動(dòng)物的感染因素

病毒、細(xì)菌、真菌或寄生蟲的感染都能多方面地改變動(dòng)物機(jī)體的生理功能，這種改變無(wú)疑將影響到動(dòng)物的免疫系統(tǒng)。動(dòng)物感染可引起繼發(fā)性營(yíng)養(yǎng)不良，從而影響到免疫反應(yīng)。一般實(shí)驗(yàn)動(dòng)物常發(fā)生病毒的隱性感染，在以下幾方面影響免疫功能：抗體產(chǎn)生的方式，免疫球蛋白的數(shù)量，免疫耐受性的產(chǎn)生，植皮排斥，植皮對(duì)宿主的反映，遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化和吞噬作用等。

動(dòng)物病毒感染引起的免疫抑制表現(xiàn)：干擾正常免疫系統(tǒng)的功能；改變抗原的吸收和處理；破壞抗體形成細(xì)胞和漿細(xì)胞（如白血病病毒）。病毒感染后也可引起免疫增強(qiáng)的表現(xiàn)，如乳酸脫氨酶病毒LDH，委內(nèi)瑞拉馬腦脊髓炎病毒VEE等病毒，能增加產(chǎn)生抗體細(xì)胞數(shù)量：感染病毒的細(xì)胞能產(chǎn)生微量核苷酸，起著佐劑的作用；病毒還能促進(jìn)免疫細(xì)胞對(duì)抗原的處理。

動(dòng)物感染呼吸道病毒、腺病毒、流行性脊髓灰質(zhì)炎病毒、仙臺(tái)病毒、痘苗病毒、單純瘡疹病毒、新城疫病毒等病毒時(shí)，能夠抑制淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。肝炎、肢骨發(fā)育不全（Ectromelia）、淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎（LCM）、乳酸脫氨酶病毒（LDH）能抑制網(wǎng)內(nèi)皮系統(tǒng)的機(jī)能。而Friend白血病、Moloney白血病和委內(nèi)瑞拉馬腦脊髓炎（VEE）能增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬作用。