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干扰素抗病毒机理及其在家禽养殖业中的应用!

时间:2022-03-24 06:25:37

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干扰素抗病毒机理及其在家禽养殖业中的应用!

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作者:王龙瑞普生物专家

干扰素简介

1957年Isaacs A和Lindemann J发现鸡胚尿囊膜与热灭活的流感病毒接触后能产生一种可溶性蛋白,干扰流感病毒繁殖,于是将其命名为干扰素。干扰素具有广谱抗病毒调节细胞生长抑制肿瘤血管形成以及调节免疫等多种功能。干扰素(IFN)是一类在天然免疫中发挥中心作用的细胞因子,用于抑制病毒及其它微生物病原体的感染。依据对应受体的特异性,干扰素主要被划分为三种类型,即I型、II型和III型干扰素。

I型IFN包含α,β,ω,κ,ε,τ,ζ,δ和ν亚型,其中最为常见的为IFN-α和IFN-β,两者具有相同的表面受体,主要起抗病毒作用。II型IFN仅有一个成员IFN-γ,其蛋白结构与IFN-α/β完全不同,主要起免疫调节作用。III型IFN又称IFN-λ,其主要有三种功能性成员IFN-λ1(IL-29),IFN-λ2(IL-28A)和IFN-λ3(IL-28B),III型IFN在结构上与I型IFN不同,并通过不同的受体系统起到抗病毒作用。

干扰素的诱导表达与抗病毒机理

干扰素的产生

宿主的免疫系统由天然免疫系统和获得性免疫系统组成,共同防御与抵抗外来病原体的入侵,从而保护宿主自身。IFN抗病毒属于天然免疫系统的范畴,其表达产生与抗病毒机理复杂,以甲型流感病毒(IAV)诱导干扰素表达为例,探索干扰素抗病毒机理。干扰素抗流感病毒天然免疫过程如下图所示。

抗流感病毒天然免疫信号通路示意图【1】

机体的细胞,除了由磷脂双分子层组成的细胞膜以及双螺旋状的细胞核部分外,当IAV入侵宿主细胞时,宿主细胞通过模式识别受体PRRs结合病原体的病原相关模式分子PAMP(一般指病毒的核酸物质DNA或RNA)。流感病毒遗传物质单链ssRNA进入细胞质之后,经过复制增殖过程形成双链dsRNA、中间物intermediate RNA,分别被细胞质中的受体(TLR7、TLR3、RIG-I、MDA5)所识别,识别信号传至胞质中的细胞核转录因子、干扰素调节因子(如上图细胞核中的IRF-3,IRF-7, NF-κB),而后进入细胞核促进干扰素IFNs的表达产生。

JAK-STAT信号通路

干扰素IFNs产生后会以自分泌或者旁分泌的形式分泌到细胞外,与细胞膜中的干扰素受体IFNR结合,此时与干扰素受体相连的JAK1与TYK2被活化,进而招募细胞质中的信号转导与转录激活子(STAT1与STAT2)并将其活化,两者与细胞质中的IRF-9组合为干扰素刺激基因因子3(ISGF3),迁移到细胞核内,并能够识别一段被称为干扰素刺激调节元件(ISREs)的保守DNA序列。随后便能启动多种干扰素刺激蛋白ISGs的表达,这些成百上千的ISGs起到抗病毒的作用。干扰素与JAK受体识别,通过活化STAT蛋白进而促进抗病毒蛋白ISGs的表达,这个过程叫干扰素诱导的JAK-STAT信号通路。

干扰素正是通过诱导抗病毒蛋白ISGs表达而起到抗病毒作用,干扰素抗病毒属于天然免疫范畴,几乎对所有病毒都具有一定程度的抵抗力。

干扰素特点

1

干扰素通过与相应受体结合后才可以激活JAK-STAT信号通路,进而产生ISGs,起到抗病毒作用。不同种属间干扰素受体结构不同,导致干扰素在不同物种间抗病毒效果存在差异,具备一定程度的种属特异性。

2

干扰素临床使用的主要缺点是半衰期短,注射干扰素半衰期约为4小时,口服时间更短;另外干扰素蛋白分子量小,易通过肾脏随尿液排出。

3

干扰素抗病毒属于天然免疫范畴,其在病毒病发生的早期起作用,并且可以提高体液免疫和细胞免疫功能。

4

干扰素属于炎症因子,大量使用会导致机体出现类似感冒症状。

干扰素在禽病中的应用

有研究证明干扰素诱导产生的跨膜蛋白(IFITM)家族具有抑制鸡传染性支气管炎病毒(IBV)和新城疫病毒(NDV)复制与繁殖的能力。干扰素饮水并结合抗生素、中药制剂治疗新城疫,6天后产蛋恢复正常;用干扰素对肉鸡肾型传染型支气管炎进行治疗,5-7天精神基本恢复正常,呼吸道症状减轻,粪便基本恢复正常,用干扰素治疗传染性喉气管炎亦显示出良好的效果;有报道称,用干扰素注射治疗传染性法氏囊病,3天后死淘恢复正常,治愈率98%。干扰素对各种禽流感病毒亦具备不同程度的抵抗力。

干扰素产品选择之康替优

鉴于干扰素广谱抗病毒特点及其在禽病中良好的防控效果,选择一款高品质干扰素产品定能为家禽养殖业带来极大益处。如上所述干扰素主要缺点是半衰期短,干扰素注射半衰期一般在4小时左右,口服时间更短。干扰素活性易受机体内环境如pH值、各种水解酶以及血浆蛋白的影响

针对以上弊端,瑞普生物推出康替优产品,其特点如下。

1

康替优采用巢释缓释技术,将干扰素包被于巢释架构中,在进入机体后能够缓慢释放,抗病毒时间更持久,同时将干扰素包被于巢释架构中,可保护肽链不受冰晶和其他物理化学因素的破坏,提高其抗冻融能力和稳定性,方便实用

2

复合干扰素增强免疫力。在常规干扰素组方的基础上,复合黄芪多糖和胞肽,促进机体免疫力的提升,强化治疗效果。

3

通过基因工程技术体外表达,导入经过上千次培养和筛选的菌株内培养后提取所得,生物学活性高,疗效好。

康替优用法用量及临床使用指导

1、本品每瓶用于H9、新城疫等的预防,注射或饮水,雏鸡4000只、中鸡3000只、大鸡2000只,每日一次,连用2-3天。

2、用于预防肉鸡免疫空白期疾病和治疗病毒早期感染,建议康平组合。康替优1支+泛易平1瓶,7-14日龄鸡1500只鸡,连用2天;21日龄以后800只鸡,连用2天

3、用于治疗表现高热出血的病毒性疾病,如新城疫、黄病毒、腺病毒等。建议康替优+清解合剂康替优4支+清解合剂1瓶,2000只成鸡;或兑水800-1000斤,康替优应用2天,清解合剂应用4天。

4、如果出现较为严重的病毒细菌混感病,死淘率较高,建议使用速康组合

参考文献:

【1】Chen X, Liu S, Goraya MU, et al. Host Immune Response to Influenza A Virus Infection[J]. Frontiers in immunology, , 9:320。

✍️技术校稿:苏相亭

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