梵晨生物科普馆用于疾病预防的蛋黄抗体

蛋黄抗体的一般结构包含两条轻链和两条重链，与哺乳动物免疫球蛋白的结构相当。特定蛋黄抗体的口服给药是对抗人类和动物胃肠道感染的一种有吸引力的方法。使用IgY作为抗生素替代疗法具有以下优点：(1)IgY的生产是一种无创且成本低廉的方法；(2)动物的处理容易；(3)不需要给实验动物放血；(4)一只蛋鸡每年能产生20g以上的IgY；(5)鸡蛋是正常膳食成分，没有IgY毒副作用的风险。越来越多的抗生素抗性细菌证实了寻找替代抗生素（如IgY）的必要性。多项研究显示，卵黄抗体可预防细菌和病毒感染。成功预防性使用IgY的例子是使用针对大肠杆菌、幽门螺杆菌、沙门氏菌属、变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌、轮状病毒和冠状病毒的特异性IgY抗体治疗疾病。

介绍

由病毒和细菌病原体引起的腹泻病仍然是发展中国家儿童死亡的主要原因。胃肠道相关淋巴组织在预防腹泻病中的作用很重要。胃肠道相关淋巴组织产生特异性免疫球蛋白A(IgA)。这种免疫球蛋白通过抑制结合、防止定植和中和毒素来帮助抵御病原体细菌。

鸡蛋是可变营养的储藏室；生产雏鸡所需的碳水化合物、脂质、蛋白质和其他生物活性物质。事实上，当一个受精卵在37°C的潮湿环境中保存21天时，这是细菌生长的最佳环境。蛋黄是免疫球蛋白的丰富来源。免疫母鸡的蛋黄可以很容易地得到保护，以预防细菌性腹泻病。禽蛋含有发育胚胎所需的所有必需营养素和生长因子，包括从母鸡的血液中输送到蛋黄中的抗体，为小鸡提供免疫力。

蛋清中的溶菌酶、卵转铁蛋白亲和素、胱抑素和卵粘蛋白以及蛋黄中的卵磷脂和抗体可保护鸡蛋免受感染。鸡的抗体是血清中低水平的免疫球蛋白，可以转运到蛋黄中，为后代提供保护。蛋黄抗体，现在称为免疫球蛋白Y(IgY)，功能与IgG相似，但免疫球蛋白Y具有与哺乳动物IgG不同的理化特性和生物活性。免疫球蛋白Y的结构与哺乳动物IgG有很大不同。

使用鸡生产抗体的情况有所增加。使用禽类的优点是可以从蛋黄而不是血清中获取抗体。因此，产蛋母鸡的抗体生产力远高于类似大小的哺乳动物。一只被免疫母鸡的一个鸡蛋所产生的抗体质量相当于从毫升兔血中获得的抗体质量。将鸡用于抗体生产，显示了动物使用的改进和减少。鸡是一种极好的抗体生产者。IgY在蛋黄中的定位程度高于在母鸡血清中的定位。

鸡蛋黄抗体已成功应用于科学、治疗、预防和诊断目的。免疫母鸡蛋黄中的抗体为口服该抗体的人提供被动免疫。这种口服被动免疫是预防胃肠道感染的一种方式。本文介绍了蛋黄抗体（IgY）和蛋黄抗体在被动免疫中的应用。

鸡蛋抗体

IgY分子的一般结构由两条轻链和两条重链组成，与哺乳动物免疫球蛋白的结构相当。它们的轻链(18,kDa)和重链(指定为upsilon,υ,65,kDa)也由V和C区组成。4轻链包含一个V和一个C结构域，重链包含一个V结构域和四个C结构域（Cυ1、Cυ2、Cυ3和Cυ4）5。质谱发现IgY的分子量为,Da（IgG的分子量约为,Da）。蛋黄免疫球蛋白不与细菌Fc受体结合，不与哺乳动物IgG或IgM反应，也不与类风湿因子结合。表1描述了IgY和IgG之间观察到的主要差异。

IgY已成功用于常规免疫测定、免疫细胞化学、免疫沉淀、免疫组织化学、细胞分选和细胞染色。在基础研究中，基于IgY的免疫测定正被用于通过RIA、ELISA或其他测定来测量蛋白质的浓度。尽管IgY抗体在不同应用中也显示出优势，例如诊断和抗生素替代疗法，但IgY研究中最勇敢和最有希望的领域之一是其用于被动免疫以治疗和预防人类和动物疾病。许多细菌病原体的粘附能力是生物体成功定殖的主要必要条件，已经表明特异性IgY抗体能够抑制细菌粘附到上皮细胞上。

已证明使用特异性IgY抗体可有效对抗多种肠道病原体，例如人和牛轮状病毒、牛冠状病毒、产肠毒素大肠杆菌、爱德华氏菌、沙门氏菌、耶尔森氏菌、假单胞菌和葡萄球菌。因此，IgY抗体是治疗和预防肠道感染以及被动免疫治疗应用的有前景的替代方案。然而，其应用部分受限于其对人类胃肠道疾病的敏感性。使用被动给药的蛋黄衍生抗体已获得对肠炎沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、空肠弯曲杆菌、大肠杆菌ETEC、牛轮状病毒和冠状病毒感染的有效保护。

口服给药的蛋黄免疫球蛋白会因胃的酸性pH值而变性并被蛋白酶降解。作者观察到部分抗体在胃蛋白酶（胃蛋白酶和胰蛋白酶）消化物中保持完整。胃蛋白酶和胰蛋白酶切割的片段仍然具有与抗原结合并显示中和活性的能力。

鸡蛋是正常的饮食成分，实际上没有蛋黄免疫球蛋白的毒副作用风险。大多数文化都接受使用鸡蛋。全蛋粉或蛋黄粉已被用作蛋黄免疫球蛋白治疗肠道疾病的廉价替代品。平均鸡蛋使用量为每天0.5-1个鸡蛋。该IgY的量与免疫疗法中使用的量相似或更高。

免疫

描述了使用不同佐剂、抗原体积和剂量、注射方式、接种频率和间隔的母鸡免疫方案。对于第一次注射，抗原在弗氏完全佐剂中乳化，随后的两次加强剂在不完全佐剂中乳化。必须测试针对每种抗原和每种动物物种的基本上不同的免疫方案，以找出哪种方法诱导最高的血清和蛋黄抗体滴度。通常10-μg蛋白抗原，终体积0.5-1ml，皮下或肌肉注射7-8周龄鸡胸肌的2个或3个注射部位（0.1mg/剂/动物）。

IgY的纯化

盐水净化

Akita和Nakai修改了制备用于自来水的水溶性蛋黄部分的方法如下：将蛋黄混合物的等分试样(10ml)以1:1的混合物储存，用自来水进一步稀释2-5倍，用0.5MHCl将pH值调节至5.0，并将混合物在聚丙烯离心管中于-20°C下冷冻。在自然解冻后，通过在4°C下以13,g离心15分钟使聚集的蛋黄颗粒沉淀，并收集水溶性部分。优化了用NaCl沉淀IgY的条件。向等分试样(30ml)的蛋黄水部分中加入固体NaCl以制备最多含有2MNaCl的样品。每个样品分为两部分，并用0.5MHCl将pH值调节至4.0或7.2，以检查在不同pH值和浓度组合下的行为。混合物在室温下搅拌2小时，然后在4°C下以3,g离心20分钟。弃去上清液，将沉淀溶解在PBS(3ml)中。通过SDS-PAGE监测可溶性部分中IgY的纯度和回收率。

PEG纯化

Polson介绍了用于IgY纯化的聚乙二醇6(PEG)沉淀法作为参考方法。简而言之，将混合蛋黄的等分试样(ml)在PBS中稀释(1:2)并用PEG沉淀至最终浓度为3.5%。使用12%PEG从所得上清液中沉淀IgY，然后溶解在PBS中并用12%PEG重新沉淀。最终的IgY制剂储存在4°C。

预防和治疗细菌感染

口服对任何腹泻病原体具有特异性的卵黄抗体已被证明可成功治疗胃肠道感染。已证明口服沙门氏菌特异性IgY可预防小牛的沙门氏菌病。IgY可以防止沙门氏菌感染。

来自用沙门氏菌抗原免疫的鸡的蛋黄制剂也在实验性沙门氏菌病小鼠模型中进行了测试。用特异性IgY治疗的组的存活率明显高于用正常蛋黄治疗的其他组。IgY抗体也已用于保护新生仔猪免受实验性产肠毒素大肠杆菌感染。使用特异性针对隐孢子虫的IgY导致小鼠模型中的寄生虫显着减少。用针对大肠杆菌的特异性IgY口服治疗也已被证明可以预防兔子腹泻并降低死亡率。口服卵黄免疫球蛋白也被证明可以保护乳鼠免受牛轮状病毒引起的腹泻，并保护新生小牛免受牛冠状病毒引起的腹泻。

使用抗变形链球菌IgY实现了对牙菌斑形成的保护。含有针对变形链球菌的IgY抗体的漱口水已被用于减少这些细菌在牙菌斑中的形成。蛋黄抗体抑制了变形链球菌对唾液包被的羟基磷灰石圆盘的粘附，并降低了变形链球菌占总链球菌的百分比。其他研究人员还表明，用针对铜绿假单胞菌的特异性IgY抗体（抗P.aIgY）漱口可防止这些细菌在囊性纤维化患者的肺部定植。牛抗轮状病毒抗体的口服治疗导致新生犊牛轮状病毒相关腹泻的减少，并降低了儿童的感染率。用抗人轮状病毒IgY抗体口服治疗产生了显着的保护作用，并且也是有效的。抗毒液IgY对蛇和蝎毒素的保护作用已在动物身上得到证实。作者成功地生产了针对肉毒杆菌和蓖麻毒素的特异性IgY抗体，这些抗体已用于中和。研究人员表明，抗SEBIgY的预防和治疗应用完全保护恒河猴免受致命的葡萄球菌肠毒素B(SEB)气溶胶攻击。SEB是一种潜在的生物战剂（表2）。

结论

使用蛋鸡生产大量特异性抗体是一种经济高效的方法。鸡蛋是正常的膳食成分，也因此没有IgY毒副作用的风险。使用IgY抗体进行口服免疫治疗是治疗人和动物胃肠道感染的一种有吸引力的方法。越来越多的抗生素抗性细菌强调了寻找抗生素替代品的必要性。治疗性IgY给药可以减少抗生素的临床使用，因此可以降低细菌产生抗生素耐药性的风险。

文献来源：BabakBarati,FirouzEbrahimi,ShahramNazarian,Eggyolkantibodiesfordiseaseprevention