文/华中农业大学陈昌福,武汉科研时代生物技术有限公司 周鑫军

正文4073字

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陈昌福有话说

我们在“农财宝典 大国渔业”微信公众号上发布了“浅议水产用中草药制剂抑菌效果评价方法中的问题”后。收到一些读者对文中内容的询问,有一些企业可能没有缺乏具有免疫学基础的人员,不理解文中内容颇多。

这篇文章对读者的部分问题,做了一点极为浅显地解释,希望能对这部分读者的理解有所帮助。

我们知道,将水产用中草药制剂作为治疗水产养殖动物疾病的药物研究与开发,这个问题是人们已经形成多年的固有观念,一下子要人们都改变过来是会有较多困难的,我们也只能慢慢来了。

水产用中草药制剂

药用功效评价方法之诌议

摘要:本文简要地陈述来了中草药主要有效成分,并且介绍了中草药几类有效成分对水产养殖动物的药用功效。鉴于迄今为止相关研究结果已经证实,在中草药中存在的几种主要有效成分,对水产养殖动物存在共同药用功效,是能调节水产养殖动物免疫系统的免疫防御功能。因此,利用中草药中存在的有效成分,即具有对水产养殖动物的免疫系统具有免疫调节的药用功效,将水产用中草药开发为预防水产养殖动物疾病的免疫调节剂,是我国研发水产用中草药制剂的主要方向。

关键词:水产用中草药;水产养殖动物;免疫系统;免疫应答;免疫调节剂

在我国100多种“国标渔药”中,以中草药为主效成分的“国标渔药”占有较大比例。虽然这些以中草药为主效成分的“国标渔药”的包装袋上,也写有能治疗水产养殖动物某些疾病的功效。但是,当水产养殖业者利用中草药“国标渔药”治疗水产养殖动物疾病时,其治疗疾病的效果则往往是差强人意的。

采用中草药“国标渔药”治疗水产养殖动物疾病难以取得理想效果的主要原因,在前面的一篇文章中(可参阅2024年2月25日于农财宝典 大国渔业微信公众号上发布的),我们已经做了部分解释。我们认为主要是因为在研制水产用中草药制剂时,人们是采用了抑菌、杀虫试验方法,对水产用中草药制剂药用功效进行评价,是存在难以发挥中草药制剂特点问题的。提出了应该根据中草药中含有大量多糖类等有效成分的特点,建议将水产用中草药制剂药用功效的评价方法,定位在调节水产养殖动物免疫系统的免疫防御功能上,将水产用中草药制剂开发成水产养殖动物用的免疫调节剂,主要用于预防水产养殖动物疾病的水产用投入品。

本文在简要介绍中草药有效成分的基础上,参照国内、外研究者对水产养殖动物用免疫调节剂(immunomodulator)的研究与开发中常用的药用效果评价方法,提出了研究与开发我国水产用中草药制剂药用功效的评价方法,旨在与广大的水产养殖业者及水产养殖动物病害防控工作者商榷。

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01

中草药的有效成分及其药理功能

中草药有效成分及其特有的药理功能是预防水产养殖动物疾病的物质基础。现代中草药化学研究结果表明,中草药中含有免疫调节作用的有效成分主要是多糖类、苷类和生物碱类。多糖类物质是许多中草药中的免疫活性物质,从中草药中提取的多糖类物质有很多种,如黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、牛膝多糖等。在苷类化合物中,黄芪苷、白芍总苷、淫羊藿苷、雷公藤苷、大豆皂苷等。研究结果均证实这些物质均具有很强的免疫调节作用。生物碱类化合物中,如苦参碱、奎宁、棘豆生物总碱等。除了上述三种有效成分以外,中草药还含有其他的一些成分,如挥发油类、黄酮类化合物、醌类化合物、萜类等,这些物质也具有一定的调节机体免疫功能的作用。这些成分均以有机复合物形态存在,除单个成分所起的作用,还有各成分间的复合作用。

1.1中草药多糖类有效成分及其药用功效

多糖类物质是中草药中主要有效成分,是一类能刺激动物的免疫活性物质,在水产养殖动物疾病预防中具有广泛应用。研究主要集中在多糖诱导增加机体的免疫因子数量和活力上。李义等分别以口服、腹腔注射等方式研究了数种天然免疫多糖对凡纳对虾(Litopenaeus vannamei)的免疫系统的影响,结果均证实能显著增强凡纳对虾血淋巴中的免疫因子活力,调节机体的非特异性免疫功能。王景华报道添加茯苓多糖有助于降低养殖鲤(Cyprinus carpio)的死亡率。在鲤饵料中添加不同剂量的免疫多糖,测定血清溶菌活力及超氧化物歧化酶活力,结果表明免疫多糖对鲤免疫系统有明显的激活作用。

1.2中草药甙类有效成分及其药用功效

皂甙是由皂甙元和糖、糖醛酸所组成的一类复杂的甙类化合物。人参、黄芪、甘草等中草药都含有皂甙,有研究结果证明皂甙类物质能够有效的调节水产养殖动物吞噬细胞的吞噬功能、淋巴细胞的转化及抗体与干扰素的产生。从大蒜中提取大蒜油,配以从多种中草药中提取的皂甙类天然活性物质组成复方制剂,以0.2%的比例添加于凡纳对虾饲料中,结果表明,凡纳对虾血细胞吞噬率、杀伤率、吞噬指数和血淋巴中的溶菌活力有极显著提高,血细胞杀伤指数、酚氧化酶活力显著提高,供试对虾经溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)活菌攻毒后,可显著提高其免疫防御功能,供试对虾能有效地预防溶藻弧菌的感染。

1.3中草药生物碱类有效成分及其药用功效

生物碱类物质是指一类来源于中草药的含氮有机物,多数生物碱含杂环结构,具有特殊的生物活性,在水产养殖动物应用研究较多的生物碱是莨菪碱。其药用功效体现为改善动物微循环,调节机体免疫功能,增强吞噬细胞功能等,可作为免疫调节剂单用或作为免疫佐剂配合疫苗使用。黄克安等用莨菪类药物防控草鱼出血病,攻毒试验结果证明其有效率平均69.5%,在野外水产养殖场完成的疾病防控试验结果,与对照组相比存活率达到61.3%,而对照组只有42%。

2.4中草药其他有效成分及其药用功效

中草药中含有的有机酸(不包括氨基酸)以游离形式存在的不多,多数以与钾、钠、钙等金属离子或生物碱结合成盐的形式存在。近年来,有研究者发现中草药中有许多生物活性的有机酸。譬如甘草中的甘草酸已被证实,能增强水产养殖动物的免疫功能。甘草酸是决定甘草甜味的主要有效成分,又称之为甘草甜素。陈超然等的试验研究结果证实,在中华鳖(Pelodiscus sinensis)稚鳖的饲料中每天添加35.0mg/kg的甘草甜素,能提高中华鳖免疫应答水平,增强对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)活菌感染的抵抗力。

02

用受免动物免疫细胞反应判断水产用中草药制剂功效

当水产养殖动物受到免疫调节剂刺激后,受免动物体内会产生一系列的免疫应答(immune response)过程,免疫应答可以分为细胞和体液免疫应答。

检测细胞免疫应答水平的方法有很多,其中最简便而直观的检测方法是直接观察免疫相关细胞对具有抗原性物质的吞噬活性(phagocytic activity)。河源等对体重25.0g的五条鰤(Seriola quinqueradiata)投喂甘草酸后,检测供试鱼血液中的白细胞对金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)的吞噬活性(图1)。结果证明投喂甘草酸对受免五条鰤的免疫系统具有免疫调节作用,血液中白细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬活性,与未投喂甘草酸的对照组试验鱼相比具有显著上升。

图1投喂甘草酸后五条鰤血液中白细胞吞噬金黄色葡萄球菌活性上升(河源,1987)

随着免疫学研究的不断深入,至今已经开发出许多评价受免动物免疫细胞免疫功能的技术与方法,市场上也已经有多种检测细胞免疫功能与水平的商品化试剂盒销售。通过检测受免动物相关免疫细胞的免疫功能,也是评价水产用免疫调节剂对水产养殖动物免疫调节功能的有效方法,尤其是检测受免水产养殖动物血液里白细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬活性,是简便、直观且易行的评价免疫调节功效的检测方法。

03

用受免动物体液免疫反应判断水产用中草药制剂功效

水产用中草药制剂的免疫调节作用,还具有调节水产养殖动物对抗原性物质免疫应答水平的作用。楠田等对养殖鲤接种嗜水气单胞菌灭活疫苗,对受免鲤连续定量投喂甘草酸一段时间后,采用琼脂扩散法检测受免鲤血清中特异性沉降抗体的产生水平,比较了投喂不同剂量甘草酸对受免鲤免疫应答水平的调节作用(图2)。结果发现对受免鲤投喂甘草酸能提高血清中特异性抗体的生发水平。

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图2琼脂内扩散法检测受免鲤血清中的沉降抗体(楠田等,1987)

对受免动物检测特异性抗体的方法有很多,琼脂内扩散法虽然是早期开发出来的免疫检测方法。但是,琼脂内扩散法也是沿用至今的经典免疫检测方法之一。随着分子免疫学的发展,有不少研究者已经将分子生物学技术手段,应用到对受免动物免疫应答水平的检测中,从基因水平上检测与评价受免动物的免疫应答水平的技术与方法,也已经有大量的研究报道。

还有一些研究内容是采用血液和黏液中其他的免疫相关体液免疫因子,作为评价受免动物免疫应答水平的。譬如通过检测受免动物的补体、溶菌酶、白细胞介素、干扰素等的活性,评价受免动物免疫应答水平。不过,检测这些所谓的免疫应答指标,是否能真实地反映出受免动物对病原生物入侵的免疫保护力,则是需要利用致病性生物对受免动物实施活菌(毒)攻毒的试验,才能完成其检验的。

对受免动物完成用致病性生物进行活体攻毒试验,是检测免疫调节剂对水产养殖动物是否具有免疫调节功能的最可靠评价结果。

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作者:华中农业大学陈昌福;武汉科研时代生物技术有限公司周鑫军。

编辑:朱洁珊






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