PUB动物抗血清及其制备关键技术要点与应用进展.doc

基金项目：公益性行业(农业)科研专项经费项目（03020）作者简介:王占伟（1981），男，河北张北人，研究生，重要从事动物重大疫病研究。通讯作者：邵国青，研究员，Tel:，E-mail： Animal Anti-serum and its points of Preparation Technology and Application Progress(WANG Zhan-wei1,SHAO Guo-qing1*)(1. Institute of Veterinary Medicine，Jiangsu Academy of Agricultural SciencesKey Laboratory of Animal Diseases Diagnostic and Immunology，Ministry of AgricultureNational Center for Engineering Research of Veterinary Bio-products，Nanjing 210014 China)Abstract：It is a very important role for anti-serum to control animal disease. This paper are focused on different aspects of animal anti-serum，such as the development course，present situation of the products and technology,research progress of preparation technology and facing problems,etc.Key words：Anti-serum，anti-serum products,anti-serum preparation，preparation technology 动物抗血清及其制备技术要点与应用进展王占伟1，邵国青1*（1.江苏省农业科学院兽医研究所农业部动物疫病诊断与免疫重点开放实验室国家兽用生物制品工程技术研究中心，江苏 南京 210014）摘要：抗血清对于控制动物疫病具备很重要作用。本文综述了动物抗血清发展历程，产品技术现状、制备技术要点与最新研究应用进展以及面临问题等方面。核心词：抗血清，抗血清产品，抗血清制备，制备技术作为动物疫病防止控制有力武器，兽用生物制品在畜牧业发展中发挥着越来越重要作用。而随着科学技术飞速发展，兽用生物制品也发生了翻天覆地变化，新技术、新办法不断浮现和广泛应用，为国内兽用生物制品发展进步提供了强大助力。兽用生物制品可以分为如下四类：防止用生物制品；治疗用生物制品；诊断检测用生物制品；免疫调节类生物制品。其中，治疗用生物制品涉及抗血清、高免蛋黄抗体、免疫球蛋白及干扰素等。各种生物制品种类比较多，但是有些产品质量却不是很高，有待于进一步改进。本文就治疗用生物制品中抗血清及其在近来几年研究应用进展做一综述。抗血清又称高免血清或抗病血清，是一种具有高效价特异性抗体动物血清。抗血清涉及抗毒素、抗细菌、抗病毒血清。抗毒素血清：用细菌类毒素或毒素免疫异源动物所获得血清， 如破伤风抗毒素；抗菌血清：用细菌免疫异源动物所获得血清，如抗炭疽血清；抗病毒血清：用病毒免疫异源动物所获得血清，如抗猪瘟血清。1 抗血清发展历程两个世纪前，人们将白喉杆菌培养上清中分离到可溶性毒素注入马体内，得到抗血清可以治疗白喉，这是第一种用抗体治疗例子。通过两百近年发展，人们已经可以通过各种免疫手段来获得针对毒素、病毒、细菌乃至癌细胞特异性抗体。在国内，抗血清研究运用也比较早。上世纪初，当时中华民国筹建第一种血清所青岛商品检查局血清所，始终到抗日战争先后中，研究和生产了各种兽用抗血清，有：牛瘟抗血清、猪瘟抗血清、猪肺疫抗血清、牛出败抗血清、禽霍乱抗血清、猪丹毒抗血清等1。建国后，通过近60年发展，抗血清研究和应用也已经相称成熟。当前，对血清抗体研究已进入新发展阶段，即免疫球蛋白研究和应用。2 产品及技术现状据新版中华人民共和国兽药典（如下简称“兽药典”）可知，国家已经批准生产应用抗血清有：抗气肿疽血清、抗炭疽血清、抗绵羊痢疾血清、抗猪羊多杀性巴氏杆菌病血清、抗猪瘟血清、破伤风抗毒素、抗猪丹毒血清等，以及抗犬瘟热血清、抗细小病毒病血清等“非兽药典”产品2。与抗血清相并列高免卵黄抗体也比较成熟，当前市场上产品有小鹅瘟精制蛋黄抗体、鸭病毒性肝炎精制蛋黄抗体、鸡传染性法氏囊病精制蛋黄抗体，其中前两种在药典中已有详细质量原则。而针对于动物疫病免疫球蛋白，在市场上还没有有关产品。而国外抗体方面研究和应用要较国内还要早，且已经上市产品比国内产品更多更全面3。相对于人治疗性抗体产品，动物抗血清产品也显得相对局限性。虽然抗体产品比较少，但专利技术却比较多。经国家知识产权局专利查询网站查实，到当前为止，已经发布动物性抗血清专利技术已有20余种，卵黄抗体专利技术40各种，而免疫球蛋白专利技术也近20种。而查询美国知识产权局网站得知，近美国在抗血清有关方面专利有10多项。3 制备要点及有关技术研究进展谈到抗血清，无论是在科学研究中还是在应用实践中，它都起着很大作用。如在研究中，可用作原则阳性血清；在临床应用中，则是一种较好治疗性抗体。抗血清制备技术虽说当前比较成熟，但是还会在不同层面上浮现各种各样问题。结合前人研究成果，依托本项目组有关研究课题，总结了一套抗血清制备技术核心点，并对近来几年有关研究应用进展进行概述。3.1 抗血清作用及其制备理论特异性抗血清可提供相应疫病短期（12周）被动免疫，效果的确，广泛使用于疫病初期治疗和疫病流行初期与未感染动物短期防止，也可抑制引起器官移植死亡淋巴细胞活动，特异性抗血清还可用于疾病诊断与微生物鉴定。但存在剂量规定大，保护期短，价格昂贵等缺陷，并且需在隔离条件下进行，以防散毒。普通对紧急防止动物，仍需进行常规免疫接种4。抗血清既可以运用病原微生物抗原免疫同种或异种动物后采血提取血清制备,也可以提取耐过自然感染动物血清制造。普通是给动物恰当重复多次注射特定病原微生物或其代谢产物等物质（抗原、免疫原），促使动物不断产生免疫应答反映（体液免疫与细胞免疫），从而使血清中具有大量相应特异性抗体，然后采（放）血、分离血清制成。详细制备过程，各种疾病略有不同，且已有大量文献报道511。下面将着重对作者制备抗血清过程各个环节中总结某些经验进行阐述。3.2 抗血清制备技术要点及研究进展3.2.1 动物选取抗血清制备第一步，也是比较核心一步是免疫动物选取。可作为免疫用动物多为哺乳类和禽类，重要有家兔、绵羊、马、牛、猪、驴、豚鼠和鸡等，其中实验惯用家兔、绵羊、鸡和豚鼠。张振兴12总结出，大批抗血清是多用马、牛生产，由于普通状况下马、牛具备产量大、成本低、饲养管理以便等长处，在高免中具备不受接种途径、接种量与接种次数限制。并且最佳选取年龄38岁（或310周岁阉牛）经检疫健壮马、牛进行，且能经采血后继续高免循环运用。依照报道研究文献，结合对抗血清制备研究经验，在选取动物时要注意如下几种方面：抗原与动物种系关系：动物性抗原免疫原性，随动物种系远近而有差别。近缘动物蛋白质免疫原性弱，反之则强。因而选取动物时应选用亲缘关系较远动物。抗血清用量：依照所需要免疫血清量，来选取免疫动物。如是经常大量使用，选取免疫动物时则应选取大动物；若所需免疫血清量不大，则以选取小动物为宜。动物个体状态：用于免疫动物必要是适龄、健壮、无感染动物。免疫过程中应特别注意营养和卫生管理。注射抗原1个月后，动物仍无良好抗体反映，或在规定注射日程后抗体效价不高，可再注射l2次，若仍不佳者及时裁减。3.2.2 免疫原制备事实阐明，选取具备良好反映原性和免疫原性抗原，是作为制备优质抗血清基本；而制备优良抗原关健是选取优良菌（毒）株，因此应挑选形态、培养、生化特性、血清学与抗原性、毒力等具备典型性菌（毒）株作为抗原制造用毒株。张振兴等13在其文章中指出，抗原制备办法随免疫途径、程序、毒株特性而异。而按照病原性区别，可分为两类，一类是病毒性抗血清，普通是用本动物含毒组织（发病鸡胚或病变细胞）作抗原，一方面把强毒接种本动物（鸡胚或细胞），使其发病（或病变），采用其含毒性组织（发病鸡胚或病变细胞）作为抗原，注射于免疫动物。另一类是细菌性血清，是用抗原性好强毒或弱毒菌种，接种于规定培养基内，于37培养，细菌发育良好者，经纯粹检查后用作抗原。3.2.3 免疫接种据报道1418，由于病原体特点、免疫机理等不同，其制备抗血清免疫方案也不尽相似，虽然是同一疫病，也有不同免疫方案；并且用不同免疫方案制备抗血清，其效价亦有差别。因而，为了获得高效价免疫抗体，动物免疫程序普通分为基本免疫与高度免疫。基本免疫普通是注射疫苗，然后再以递增量强毒抗原进行高免；或者用佐剂抗原进行持续免疫。每次注射剂量，要随着注射次数增长而增长。接种抗原次数和剂量，应依照制造抗血清品种和动物健康状况加以调节。为了获得效价高抗血清，动物饲养条件必要保持良好。免疫剂量、次数、间隔，在各种抗血清制造中差别极大，如抗猪丹毒血清全程要注射抗原20次，历时60100 d；抗猪瘟血清要注射6次以上，全程约50 d，且以获得高抗体效价为佳。3.2.4 血清抗体检测 免疫程序接近结束时，测定血清抗体效价，如果效价已达规定规定，即可视作免疫成功，开始采血。若经试血，血清效价不合格，则可继续增长注射抗原次数或剂量，如再试血仍不合格，应将动物裁减。 测定免疫血清效价是及时掌握采血时机重要环节。在“兽药典”中规定了各种血清抗体检测办法。当前，关于抗体效价不同检测办法报道也诸多，有血凝实验和血凝抑制实验19，20、间接ELISA实验21，22、斑点ELISA实验23、琼脂扩散实验24，25等。如果用琼脂扩散实验测定血清效价时，若在抗原孔与抗体孔之间浮现沉淀线者，即为阳性。最高稀释倍数血清孔浮现沉淀线，即为该血清抗体效价。琼脂扩散实验效价普通比环状沉淀反映稍低。3.2.5 血清采集与提取经验得出，普通在末次免疫后710 d采血样检测抗体效价，抗体滴度达到规定后再按体重采血（10 mL/kg）。无论免疫动物是大动物或小动物，采血办法均分一次放血和多次放血法两种：一次放血：绵羊或其她大动物可用颈动脉放血，家兔、豚鼠和鸡等小动物则可通过心脏直接采血；多次少量放血法：大动物可通过静脉采血，小动物可通过心脏采血，在第1次采血后35 d可进行第2次采血，经35 d后进行第2个免疫程序。注意，动物采血应在上午空腹时进行，提前禁食1d，可避免血中浮现乳糜而获得澄清血清。血清提取常采用自然凝固加压法和枸橼酸盐血浆分离血清法。在操作过程中，应当注意是，血清分离应在无菌条件下进行，并应尽量防止溶血。采血用器械、容器等用前要进行灭菌，以无菌操作采血，分离血清加防腐剂经检查合格后分装，保存。3.3 抗血清检查按照中华人民共和国兽用生物制品质量原则（如下简称“质量原则”）规定，每一种生物制品都需要进行检查26。抗血清检查涉及物理性状检查、无菌检查、支原体检查、外源病毒检查、安全检查、效力检查和苯酚或汞类防腐剂残留量测定。物理性状检查、无菌检查、支原体检查、外源病毒检查均按“质量原则”中成品检查关于规定进行。其中，外源病毒检查时检查病毒有：禽类：鸡传染性支气管炎病毒、鸡新城疫病毒、禽腺病毒、禽A型流感病毒、鸡传染性喉气管炎病毒、禽呼肠孤病毒、鸡传染性法氏囊病病毒、禽网状内皮组织增生症病毒、鸡马立克氏病病毒、禽淋巴白血病病毒、禽脑脊髓炎病毒、鸡痘病毒；家畜：牛病毒性腹泻/黏膜病病毒、伪狂犬病病毒、猪细小病毒、猪瘟病毒、蓝舌病病毒、马传染性贫血病毒、狂犬病病毒。安全检查通惯用体重1822g健康小白鼠5只，各皮下注射血清0.5ml，用体重250450g健康豚鼠2只，各皮下注射血清10ml，观测10天，均应健活。效力检查则按不同病原抗血清规定办法和剂量进行。苯酚或汞类防腐剂残留量测定应符合兽用生物制品通则规定。4 抗血清中病原体解决对于新制备抗血清，如果没有对外源病原体检测和相应解决，则其应当是一种不合格产品。因而，解决抗血清中病原体（重要是病毒）成为抗血清安全性首要问题，也是提高抗血清产品质量一种核心环节。普通状况下，解决病毒需进行如下三个方面程序：病毒排除、病毒去除和病毒灭活。排除病毒最重要工作是对材料筛选，它至少防止了抗血清分离混合物中过高病毒负荷27。而去除病毒则是保证抗血清成品安全一种重要程序。其去除过程重要根据是老式物理法，如膜过滤法等。膜过滤法去除病毒原理是运用病毒颗粒体积不不大于膜平均孔径而使病毒载留在滤膜上。通过这一步，可使抗血清制品得到进一步纯化28。最具备技术难度是病毒灭活技术。由于所选灭活办法必要满足如下条件：灭活技术自身或其致活因子与血液成分反映产物应无急、慢性毒性作用；不使血清成分发生变性，不产生新免疫原，或不使长期使用者发生免疫反映性疾病；灭活后终产品依然具备正常理化活性和免疫学性质；灭活办法要简便、可行，无需大量人力、设备和空间29。当前，已经开发运用办法诸多，但只有其中某些比较适合抗血清制品病毒灭活，如亚甲蓝/光化学（MB）法30、-射线辐照法31，32、以核酸为靶点光化学技术33，34以及流体力学高压法35等。5 抗血清应用几乎所有动物传染病病原微生物（特别是细菌和病毒）及其代谢产物都可制造相应抗血清，用于疾病紧急防止与治疗，某些高免血清可以用于疾病诊断和病原鉴定，这在国内当前国情下仍具备重要经济意义。特别是针对于宠物、珍稀动物以及易患突发性疾病动物具备非常重要应用价值。一方面，在疾病紧急防止与治疗方面作用就非常突出。当前，市场上疫苗和治疗药物均有各自缺陷，如疫苗免疫力保护力不高，治疗药物易产生耐药性等等。与疫苗和治疗药物相比，抗血清具备其无可比拟长处。当动物接种相应抗血清后，机体迅速得到大量非自身免疫抗体，从而迅速中和了侵入机体病原，或者抵抗了致病病原袭击，如抗猪瘟血清有效控制了猪瘟疫情，抗犬瘟热血清对犬瘟热有独特疗效。当前，被批准产品尚有：抗气肿疽血清、抗炭疽血清、抗绵羊痢疾血清、抗猪羊多杀性巴氏杆菌病血清、破伤风抗毒素、抗猪丹毒血清等2。在疾病诊断和病原鉴定方面，重要体当前作为阳性血清上。发展到当前，尽管有新疾病诊断和病原鉴定办法不断浮现，但是血清学诊断办法仍占重要地位。而在用血清学办法时，必要要用到阳性血清作为反映诊断物。因而，具备高效价特性抗血清成为首选。当前，已批准生产有：炭疽沉降素血清、布鲁氏菌病试管凝集实验阳性血清、衣原体病间接血凝实验阳性血清、口蹄疫细胞中和实验性血清、蓝舌病琼脂扩散实验阳性血清、日本吸血虫病凝集实验阳性血清等38种2。6 抗血清研究及应用中问题及解决方案一方面是抗血清产品安全性问题。要使一种抗血清成为合格产品面市，必要保证制备抗血清安全，无外源病原。如何清除抗血清中外源病原则是当前抗血清研究应用中面临一种难题，这就需要各种病毒解决技术去解决。病毒解决技术已经在上面简介过。但是，还需要发展更有效解决技术。另一方面是抗血清抗体效价减少问题。血清抗体效价在诸多状况下都会减少，如血清解决、保存血清温度、期限等等。在解决血清过程中，如外源病原解决时，难免会影响血清抗体效价，因而，一种有效且不导致抗体效价变化病原解决办法将是后来研究一种方向。再就是抗血清自身具备缺陷，如用量大、成本高、质量低等。鉴于此，提高抗体表达量，减少生产成本以及提高产品质量等问题将成为后来解决重点。7 总结与展望综上所述，动物抗血清制备常规技术已经比较成熟，但当前市场上产品却很少，重要是由于安全性问题、抗体效价变化以及抗血清缺陷导致。因而，后来研究重点也将集中在这些方面。经研究和临床应用表白，抗血清在特殊状况下具备很重要治疗价值，如治疗宠物、珍稀动物等疾病，以及用于重大疫病突发性事件应对和防止，可见，抗血清产品还是具备很大市场潜力。随着生产抗体新办法不断浮现、抗体生产工艺日趋成熟，抗血清研究和应用将迈入新阶段。因而，可以相信在不久将来，抗血清解决技术将会更加完善，动物性免疫球蛋白将应用于临床，新技术抗体研究将成为热点，如基因工程抗体、小分子模仿抗体等。参照文献：1 宁宜宝，王明俊.国内兽用生物制品技术发展历程与展望. 中华人民共和国动物保健.，3：29-31 .2 中华人民共和国兽药典委员会.中华人民共和国兽药典二OO年版三部M.北京：中华人民共和国农业出版社.4.3 Bannister GL，Gray DP，Boulanger P,et al. 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