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海洋甲壳类动物免疫学研究 程宝龙 摘要：目前，关于水产甲壳动物最基础的机体防御机制尚未完全明了，而且能准确地把握甲壳动物健康状态的科学方法也尚待确立，这些问题给确立水产甲壳动物的防病对策造成了一定的障碍。近年来，世界各国面对水产养殖甲壳动物各种疾病频发的现状，了解水产甲壳动物的各种疾病以及阐明对这些疾病的机体防御机能，才引起了人们的重视。现在，对于甲壳类动物免疫方面的研究，主要是基于免疫病的防治及新生物学技术和新疫苗研制。 关键词：甲壳类动物 虾 蟹 免疫 免疫机理 中图分类号 （农业科学〉水产、渔业〉水产养殖技术〉其他水产养殖〉甲壳类养殖） S966.12淡水虾的养殖 S966.16淡水蟹的养殖 甲壳动物因身体外披有“盔甲”而得名。甲壳动物大多数生活在海洋里，少数栖息在淡水中和陆地上。虾、蟹等甲壳动物有5对足，其中4对用来爬行和游泳，还有一对螯足用来御敌和捕食。 凝集素(Lectins) 是一类对特定细胞多糖具有结合亲和力的、能选择凝集脊椎动物血细胞和某些微生物细胞的、多价构型的热敏蛋白或糖蛋白复合物。无脊椎动物的凝集素一般为外源凝集素。凝集素的最大特征在于它们能够识别糖蛋白和糖肽中,特别是细胞膜中复杂的碳水化合物结构,即细胞膜表面的碳水化合物决定簇———糖基[1 ] 。凝集素的主要功能是使血淋巴中的异物分子发生凝集。一种凝集素具有对某一种特异性糖基专一性结合的能力,因而已广泛应用于免疫和分离淋巴细胞、鉴别变异细胞(特别是肿瘤细胞) 、分离含糖分子、鉴定血型、作分子探针等。凝集素现已成为生物化学、细胞生物学、免疫学及医学领域中进行研究的有用工具[2 ] 。凝集素广泛存在于生物体中,在高等植物、脊椎动物、无脊椎动物、微生物及病毒中均有发现。早期对凝集素的研究多集中在高等植物,而对甲壳动物凝集素的研究较少。迄今为止,人们已在200 多种无脊椎动物中发现凝集素,其中40 多种属于甲壳动 物,如龙虾、蟹、日本对虾、中国对虾、Penaeus indicus等[3～11 ] 。它们在血淋巴中可以引起异物聚集,在体外可选择凝集脊椎动物血细胞和某些细菌微生物,并充当识别因子,根据异物表面的糖基组成识别“异己”,具有高度的调理作用,可在吞噬细胞和异物间形成分子连接,促进吞噬细胞对异物的吞噬作用[4 ] 。中国对虾凝集素主要分布在血淋巴液和血细胞 中[7 ] 。现已从中国对虾血淋巴液中分离出一种凝集素,该凝集素由2 个亚基组成,相对分子质量分别为80 000 和75 000。此凝集素能凝集牛、马、鼠、兔、鸡、羊和人的A、B、O 型红细胞。其凝集活性不被D2甘露糖、D2果糖、D2乳糖、乙酰半乳糖、神经氨酸、D2半乳糖、D2葡萄糖和D2岩藻糖抑制[6 ] ,其最适pH为6～8 ,对Ca2 + 、Mg2 + 、Mn2 + 等离子不敏感,而金属离子螯合剂EDTA 可以明显抑制其凝集活性,说明在中国对虾血淋巴的凝集活动中,二价金属离子仍然必不可少[7 ] 。而Penaeus indicus 血清凝集活力不需要Ca2 + 或Mg2 + ,对EDTA 和EGTA 也不敏感[8 ] 。日本对虾血清凝集鹌鹑红细胞的活力依赖于Ca2 + ,而肌肉提取液对鹌鹑红细胞的凝集活性不依赖于Ca2 + [9 ] 。日本对虾血淋巴中除了对大白鼠、小白鼠、豚鼠、鸡、兔等动物及人的血细胞具有凝集活性外,还可以同溶藻弧菌、肋生弧菌、创伤弧菌等多株细菌发生凝集反应[10 ] 。罗日祥等的实验表明,凝集素凝集活力的大小同中国对虾的健康状态关系密切,发病对虾体内的凝集素活力明显下降,建议作为中国对虾健康与否的一个血液化学指标[12 ] 。 2.酚氧化酶( PO) 及酚氧化酶原( proPO) 激活系统甲壳动物的酚氧化酶原激活系统是由丝氨酸蛋白酶和其他因子组成的一个复杂的酶级联系统[13] 。它无论从组成、激活方式还是从免疫功能上都非常类似于高等动物的补体系统。当病原微生物或寄生虫等侵入机体后,其细胞壁结构成分(如真菌中的葡聚糖和革兰阴性菌中的脂多糖等) 作为非己信号按一定顺序激活丝氨酸蛋白酶,丝氨酸蛋白酶随后又激活酚氧化酶原,将其转变为活性的酚氧化酶,酚氧化酶是一种氧化还原酶,可氧化酚生成成醌,醌自发形成最终产物———黑色素。黑色素及其形成过程中的中间产物均为高活性物质,通过多种方式参与宿主的防御反应,它们抑制病原体胞外蛋白酶和几丁质酶的活性,从而在伤口愈合、抑制甚至杀死病原体方面发挥着重要作用[16 ] 。它还可能作为调理素,促进血细胞的吞噬和包裹作用,介导凝集和凝固。无脊椎动物受伤后在角质层、细菌感染后在结节处以及寄生虫感染后的包囊形成过程中均有色素形成。现已发现黑色素和醌同时也担当杀菌酶的抑制剂和制真菌剂的作用[14 ] 。甲壳动物的酚氧化