免疫增强剂在水产动物中的应用研究进展

摘 要：为有助于水产动物免疫增强剂的开发和应用，综述了免疫增强剂的起源分类，作用及对水产动物的生长发育、抗氧化能力、免疫功能、组织结构、肠道微生物和抗病力影响的研究。

关键词：水产动物；免疫增强剂；抗氧化；免疫能力；抗病能力

我国水产养殖业飞速发展，高密度集约化和工厂化养殖已成为常态。养殖模式的变化带来了经济快速的增长，但也造成了环境污染、疾病频发等问题^[1]。养殖病害的发生导致水产动物的大量死亡、经济损失巨大，严重制约了水产养殖业的发展^[2]。因此，对于病害的防治迫在眉睫。

目前对于病害的防治主要还是以药物防治为主^[3]。药物防治只是暂时的应急手段，其大量使用会使某些水生生物产生一定的耐药性，水体中保留了耐药性的致病菌，同时造成收获的水生动物体内残留了大量的农药等化学残留物，对养殖水环境和人类安全都构成了巨大的威胁^[4]。因此，越来越多的研究人员开始从免疫防治方面研究病害防治对策^[5]。通过免疫学技术，通过提高动物自身的特异性或非特异性免疫防疫能力，达到抵抗养殖水产动物由致病性病毒危害的目的^[6]。近年来，通过免疫增强剂提高动物的抗病能力是目前较为可行的措施之一。环保、高效和低价的免疫增强剂替代化学药物和抗生素在水产养殖中的应用已被广泛研究^[7-8]。本文综述了免疫增强剂在水产动物养殖中的应用研究，以期为水产动物病害防治提供安全高效的参考措施。

1 免疫增强剂

1.1 免疫增强剂的起源和分类

免疫增强剂是一种通过细胞免疫和体液免疫诱导或促进机体的防御反应，提高机体自身的非特异性免疫能力，增强机体对病原体或抗原微生物的特异性反应药剂^[9]。早在20世纪20年代，免疫增强剂与生物制品的开发同时崛起。1923年，Ramon和Glenny制成白喉类毒素。1925年，Ramon又证明配制疫苗时加入的成分也会引起免疫应答。开拓了疫苗研究领域，这就是免疫增强剂的起源^[10]。20世纪80年代以来，国内外学者发现多种天然和人工合成的物质可以促进水产动物非特异性免疫应答，从而增强其抗病力^[11]。目前，免疫增强剂的种类比较多样化，根据免疫增强剂的作用类型可以分为三大类，分别为免疫佐剂、生物免疫增强剂和饲用免疫增强剂^[12-13]。应用于水产动物的免疫增强剂主要包括微生物多糖类^[13-14]、植物多糖类^[15-16]、动植物提取物^[17]、营养元素^[18]、激素及其他细胞因子^[19]。

1.2 免疫增强剂的作用

免疫增强剂一般通过细胞免疫和体液免疫的方式来提高免疫力和抵抗力，促进水生生物的生长、抗病力、抗氧化能力并改变肠道微生物菌群构成等^[20]。在增强细胞免疫方面，水产动物抵抗外来病毒的细胞主要是吞噬细胞，免疫增强剂的应用提升了水产动物溶菌酶及黏多糖等物质的活性，进而强化细胞的吞噬活性，增强了机体的防御能力，从而抵挡病毒的入侵。在增强体液免疫方面，免疫增强剂主要通过提高非特异性免疫抵抗作用的分子表达，包括凝集素、抗菌肽、溶酶体、酚氧化酶（PO）等，以及提高水产动物体内的抗体含量来增强水产动物对病毒的抵抗力^[21]。

2 免疫增强剂在水产动物中的应用

2.1 免疫增强剂对水产动物生长发育的影响

免疫增强剂在水产动物研究中应用广泛，对水产动物的增重率、生长率、成活率及饲料转化率等也产生了不同程度的促进作用。现如今对植物多糖类、植物提取物和营养元素的研究较多。洪徐鹏等^[22]研究了黄芪多糖对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）生长的影响，分别在基础饲料中添加不同浓度的黄芪多糖（0%、0.2%、0.4%和0.8%），对克氏原螯虾进行为期20 d的喂养。研究发现，不同浓度组的克氏原螯虾增重率（RWG）及特定生长率（RSG）的变化规律符合修正的高斯模型，当黄芪多糖的添加浓度为0.40%～0.75%时，实验虾的增重率和特定生长率达到最大值。结果表明，黄芪多糖对克氏原螯虾的生长具有明显的促进作用。王海芳等^[23]在饲料中添加不同浓度的虾青素（0、50、100、150 mg/kg和200 mg/kg）饲喂凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）30 d，结果表明，喂养添加虾青素饲料的凡纳滨对虾增重率和特定生长率均显著高于对照组，饲料转化率也随着虾青素含量的增加而升高。当虾青素含量为100～150 mg/kg时，可以显著提高凡纳滨对虾的生长率、成活率和饲料转化率。侯迎梅等^[24]配制维生素C含量分别为1.91、18.89、36.76、78.42、156.49 mg/kg和315.97 mg/kg的6种等能等氮的试验饲料，喂养三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）幼蟹8周。实验结果表明，饲喂含有36.76～78.42 mg/kg维生素C的饲料组，显著提高了三疣梭子蟹的生长速度。杨铿等^[25]研究了饲料中海洋红酵母对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）幼鱼生长性能的影响，分别配制六种不同海洋红酵母含量（0、1、2、3、4和5 g/kg）的配合饲料，对罗非鱼进行为期56 d的喂养。研究表明当海洋红酵母的添加量为2～3 g/kg时，可以显著促进罗非鱼的生长。因此在饲料中添加一定量的免疫增强剂对水产动物的生长发育均有一定的促进作用，同时也大大减少了饲料成本。

2.2 免疫增强剂对水产动物抗氧化能力的影响

免疫增强剂含有多种有效活性成分，可以提高水产动物的抗氧化能力。黄敏等^[26]研究了6-姜烯酚对斑马鱼肝脏细胞抗氧化作用的影响，用0、10、20、40 μmol/L和80 μmol/L的6-姜烯酚复合培养基孵育斑马鱼（Danio rerio）肝脏细胞48 h。研究发现，20 μmol/L孵育处理组抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）和还原型谷胱甘肽（GSH）的活性最高，而活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）含量最低。这表明，20 μmol/L的6-姜烯酚能够促进斑马鱼肝脏细胞的抗氧化功能。裴素蕊等^[27]研究了饲料中添加虾青素对凡纳滨对虾抗氧化能力的影响，从雨生红球藻中提取虾青素，以不同质量浓度0、20、40、60、80、100 mg/kg添加到凡纳滨对虾的饲料中投喂7周。结果显示，当虾青素含量为80 mg/kg时，其肌肉组织中的SOD和过氧化氢酶（CAT）含量表现出上升的趋势，总抗氧化能力（T-AOC）显著升高，该剂量下的凡纳滨对虾抗氧化能力达到最佳。吴仁福等^[28]研究了饲料中添加雨生红球藻粉对三疣梭子蟹雌体抗氧化能力的影响，分别配制四种不同雨生红球藻粉含量（0、26.60、41.62 mg/kg和81.37 mg/kg）的饲料对三疣梭子蟹进行为期45 d的育肥养殖。实验结果显示，T-AOC含量随饲料中雨生红球藻粉浓度的升高显著上升，MDA含量则随其浓度的升高而显著下降，表明在饲料中添加雨生红球藻粉可显著提高雌性三疣梭子蟹的抗氧化能力。郭静文等^[29]研究了饲料中添加海洋红酵母对宝石鲈（Scorturm barcoo）抗氧化能力的影响，分别在基础饲料中加入0.1%、0.3%和0.5%海洋红酵母，对其进行8周的喂养实验。研究发现，添加0.3%的海洋红酵母可使宝石鲈肝脏中的T-AOC、GSH、CAT和SOD活性显著提高。研究表明，饲料中添加0.3%的海洋红酵母，可以提高鱼体的抗氧化能力。闫戈等^[30]研究了芡实提取物对克氏原螯虾抗氧化能力的影响，实验按照饲喂饲料芡实提取物的添加浓度分为对照组、0.5%、1%和2%芡实组，连续投喂克氏原螯虾28 d。研究发现，2%芡实饲喂组显著增加了克氏原螯虾血清中的SOD活性。结果表明，芡实提取物能在一定程度上增强克氏原螯虾的抗氧化能力。综上所述，免疫增强剂的使用可以显著提高水产动物的抗氧化能力，进而促进水产动物的生长，带来可观的经济效益。

2.3 免疫增强剂对水产动物免疫功能的影响

水产动物在长期生命进化过程中形成了独有的免疫系统，主要以非特异性免疫为主。非特异性免疫是指生物先天所有、相对稳定、无特殊的抵抗病原体的天然抵抗能力。免疫增强剂主要通过增强免疫因子的活性，激活水产动物的免疫系统进而提高水产动物的免疫能力。

在鱼类的养殖中，外部的鳞片、皮肤及黏液构成了鱼类非特异性免疫的第一道防线。一旦该防线被外源病原体攻破，鱼体内的吞噬细胞就会发挥吞噬作用。通过免疫增强剂来增强吞噬细胞的活性，加强了鱼类对病毒的防御能力^[7]。在对虾的养殖中，免疫增强剂能够提高对虾血淋巴中吞噬细胞的吞噬能力，进而增强对虾免疫力和疾病抵抗力，启动并增强了对虾机体的抗病能力^[6]。据研究发现，注射过酵母葡聚糖的大西洋鲑（Salmo salar）体内较空白组对爱德华菌免疫具有更高的抗体浓度。Hardie等^[31]证明添加大量维生素C，有利于鱼类的非特异性免疫抵抗作用的分子含量的提高。陈昌福等^[32]研究了免疫多糖对凡纳滨对虾免疫相关酶的启动作用，将免疫多糖（酵母细胞壁）作为免疫启动剂注射到凡纳滨对虾体内，每尾分别注射酵母免疫多糖溶液0.1 mL，在24 h、48 h和72 h进行取样并进行相关指标检测。研究发现，凡纳滨对虾经注射免疫多糖（酵母细胞）刺激后，肝胰腺中的酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（AKP）活性明显增加。结果表明，酵母多糖对凡纳滨对虾的免疫系统和免疫相关酶有启动作用。徐后国等^[33]在基础饲料中添加0、0.01%、0.02%和0.04%的甘草酸饲喂大黄鱼（Pseudosciaena crocea）70 d。结果表明，饲料中添加0.04%的甘草酸显著提高了大黄鱼头肾巨噬细胞的吞噬指数和血清溶菌酶水平，提高了其免疫力。温为庚等^[34]研究了不同浓度的虾青素对斑节对虾（Penaeus monodon）免疫指标的影响，分别在饲料中添加不同质量分数（0、10、20、40、80 mg/kg和160 mg/kg）的虾青素对斑节对虾进行30 d的喂养，结果显示，当虾青素含量为40～80 mg/kg时能显著提高斑节对虾的PO活力，增强其非特异性免疫。艾春香等^[35]研究了维生素C对中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）非特异性免疫的影响，在基础饲料中分别添加不同浓度（0、250、500、1 000、1 500 mg/100 g）的维生素C，对中华绒螯蟹喂养60 d后进行生理指标检测。结果显示，在维生素C添加量500～1 000 mg/100 g时，PO、AKP、ACP和溶菌酶活性及抗病力显著增强。表明维生素C作为免疫刺激剂能有效的增强中华绒螯蟹的非特异性免疫。Liu等^[36]研究了大黄蒽醌对罗氏沼虾免疫功能的影响，分别在基础饲料中添加0.05%、0.1%、0.2%和0.4%的大黄蒽醌提取物，对罗氏沼虾进行为期10周的喂养。结果发现大黄蒽醌可显著提高机体C3、C4等补体的含量，增强罗氏沼虾的机体免疫能力。赵留群^[37]研究了饵料中添加海洋红酵母对刺参（Apostichopus japonicus）免疫力的影响，分别在幼参的基础饲料中添加0、10⁵、10⁶、10⁷ CFU/g的海洋红酵母并饲养30 d。结果表明，当海洋红酵母的添加量为10⁷ CFU/g时，刺参中吞噬细胞的吞噬率、溶菌酶及总一氧化氮合酶（NOS）活性显著提高，这提高了刺参的免疫水平、增强其抗病力。综上所述，免疫增强剂均可以启动水产动物的免疫系统并明显提高其免疫功能，合理的投入到水产养殖中，可进一步提高养殖产量与质量。