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姜大川 綜述 徐 燕 審校

（安徽醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院口腔內科 安徽 合肥 230032 ）

[摘要] 牙周炎是一種細菌性感染性疾病，而牙齦卟啉單胞菌是牙周炎的主要優(yōu)勢致病菌之一。母雞在經某種微生物免疫后，能產生針對此微生物的特異性抗體，且此抗體大量轉移到蛋黃中。經提純得到的抗體，被稱為蛋黃免疫球蛋白（IgY）?？寡例l卟啉單胞菌 IgY 在防治牙周炎方面有著良好的前景。下面就 IgY 的性質和特點、IgY 在牙周病治療中的應用等研究進展作一綜述。

[關鍵詞] 牙齦卟啉單胞菌； 蛋黃免疫球蛋白； 抗體； 免疫

[中圖分類號] R 780.2 [文獻標志碼] A [doi] 10.3969/j.issn.1673-5749.2009.06.015

Anti-Porphyromonas gingivalis immunoglobulin yolk immune in prevention and treatment periodontitis

JIANG Da-chuan, XU Yan.（Dept. of Oral Medicine, The Affiliated Hospital of Stomatology, Anhui Medical Univer－sity, Hefei 230032, China）

[Abstract] Periodontitis is a bacterial infectious disease caused by microbial pathogens, and Porphyromonas gingivalis （P.gingivalis） is one of the prominent pathogens. Hen immunized with certain micro-organism can produce specific antibodies against the micro-organism，which can be transferred to the egg yolk in large numbers. The purification of the antibodies is also known as the immunoglobulin yolk（IgY） . Anti-P.gingivalis IgY may provide a promising insight into the prevention and treatment of periodontitis. This review reported the research progress of the nature and characteristic of IgY and the use of IgY in prevention and treatment of periodontitis research.

[Key words] Porphyromonas gingivalis； immunoglobulin yolk； antibody； immunity

       牙齦卟啉單胞菌為革蘭陰性厭氧菌，是牙周病，尤其是約占牙周炎患者 95%以上的慢性牙周炎病變區(qū)或活動部位的主要優(yōu)勢菌，也是口腔固有菌群之一 [1] 。牙齦卟啉單胞菌含有一系列逃避宿主防御機制和破壞宿主組織的毒性因子 [2] 。近年來，隨著分子細菌學和免疫學的發(fā)展以及對牙周炎致病菌研究的深入，免疫防治牙周炎已備受關注。但由于齦下菌群的復雜性，故牙周炎免疫防治的研究進展非常緩慢。母雞經某種微生物免疫后，能產生針對此微生物的特異性抗體且此抗體大量轉移到蛋黃中，這種從蛋黃中提取的抗體稱為蛋黃免疫球蛋白Y（immunoglobulin yolk，IgY）。由于進化的差異，蛋黃特異性抗體可與抗原上的多個抗原決定簇反應，起到信號放大作用 [3] 且具有多種不可替代的優(yōu)點；因此，IgY 可作為一種廉價的易獲得的抗體，廣泛應用于疾病的診斷和防治 [4-5] 。

1 IgY 的性質和特點

1.1 IgY 的一般性質

       雞蛋黃對抗體有濃集作用，使其不斷儲存于蛋黃中 [6] 。IgY 的相對分子質量約為 180，所含的2 個亞單位為 65～70 的重鏈和 22～30 的輕鏈。IgY的結構與 IgG 相似，但相對于哺乳類的 IgG，IgY的鉸鏈區(qū)短、可變性差且 Fc 段長，因而具有兩大不可替代的優(yōu)勢。一是生物學優(yōu)勢：IgY 不激活補體，不與 Fc 受體和人類風濕因子結合，與哺乳動物間種系發(fā)生距離大，不會發(fā)生免疫球蛋白間的交叉血清學反應，從而避免了免疫檢測過程中產生的假陰性或假陽性結果 [7] 。二是制備優(yōu)勢：IgY 耐熱、耐酸且穩(wěn)定性好，制備成本低、產出率高且提純簡便快捷，均一性強。

1.2 IgY 的穩(wěn)定性

       為了使 IgY 在免疫防治中較好地發(fā)揮作用，抗牙齦卟啉單胞菌蛋黃免疫球蛋白免疫防治牙周炎在儲存、處理或治療過程中，抗體的穩(wěn)定性十分重要。IgY 具有耐熱、耐酸以及一定的抗酶降解的能力。1）IgY 耐熱：將 IgY 制劑于 4 ℃貯存 5年或室溫下放置 6 個月，其抗體活性幾乎不變 [8] ；將其溶解于生理鹽水中且于 4 ℃貯存 6～7年，抗體活性降低不超過 5%；將蔗糖、麥芽糖或甘油加入到稀釋的蛋黃抗體溶液中，可有效地阻止IgY抗體在 70 ℃時的變性，但在溫度超過75 ℃以后，IgY 抗體則出現(xiàn)變性 [9] 。2）IgY耐酸：當 pH 值大于 3 時，其抗體活性無明顯影響，尤其在 pH值為 5～7 時相當穩(wěn)定；當 pH 值小于 3 時，其抗體活性明顯下降 [10] ；即使是在 37 ℃的胃蛋白酶作用下，蛋黃抗體的活性在 90 min 內亦無改變。此外，IgY 還具有耐高滲的性能和較好地耐反復凍融的特性。

1.3 IgY 的安全性

       江千舟等 [11] 將雞蛋黃抗體凍干粉制備成噴漱液，經口灌胃途徑給予昆明小鼠和威斯塔大鼠，觀察記錄實驗動物中毒癥狀和死亡情況后發(fā)現(xiàn)：實驗動物情況良好，行為正常，未見明顯中毒癥狀和死亡發(fā)生；IgY 對血液學和生化學以及臟器系數(shù)（臟器質量/動物身體質量）和組織病理學等指標無明顯影響；IgY 無急慢性毒副作用，屬于無毒性類物質，是一種安全有效的口腔局部預防制劑。因此，IgY 對尋求一種經濟、安全和有效以及易標準化生產的疫苗具有重要意義 [12] 。

1.4 IgY 的高產率和經濟性
       少量的抗原刺激就能在免疫母雞的蛋黃中獲得大量而且能持續(xù)表達的 IgY 抗體 [13] 。經抗原免疫的母雞，10 d 左右就可在其蛋黃中產生抗體，30 d 左右抗體量達到高峰，其特異性抗體的效價可持續(xù) 2～6 個月。傳統(tǒng)收集免疫動物抗體，是通過采血或宰殺動物來完成。但是，IgY 抗體的收集與傳統(tǒng)方法完全不同，它是通過收集免疫母雞的雞蛋，用各種免疫學以及生物化學方法從其蛋黃中提取純化抗體的 [14] 。單個雞蛋黃中的 IgY 的量可超過100 mg [15] 。1 只母雞在 1 個月中生產制備的蛋黃抗體相當于 500 mL 的動物血清抗體，且母雞的飼養(yǎng)成本更低。因此，這是一種簡單易行、經濟安全的獲得抗體的非侵入性方法，既減少了實驗動物的用量，也減少了對動物的傷害。
2 IgY 在牙周病治療中的應用

       牙周病是口腔的兩大常見病之一，與冠心病、腦卒中、慢性肺部感染、孕婦早產低身體質量兒出生、糖尿病、急性或亞急性感染性心內膜炎、動脈粥樣硬化、心瓣膜炎和低血性心臟病等關系密切。目前，有關牙周炎治療主要包括基礎治療和牙周手術等。常規(guī)的機械治療和手術治療只能暫時控制菌斑、消除炎癥和阻止病變加重。重度牙周炎由于其牙周袋結構的復雜性導致刮治器械進入困難，難以徹底地清除齦下致病菌，因而會造成病情的復發(fā)和加重。如果在機械治療的基礎上加以免疫方法輔助，提高局部組織中特異性抗體的滴度，就可能達到減少病原菌，防治牙周炎的效果。

2.1 牙齦卟啉單胞菌的免疫防治

       自 20 世紀 90 年代以來，各國學者都開展了針對牙周炎疫苗的研究。牙周炎是一種感染性疾病，菌斑細菌是其始動因子。牙齦卟啉單胞菌含有一系列逃避宿主防御機制和破壞宿主組織的毒性因子。由于該菌菌體成分復雜，有些因子還有免疫抑制作用，因此牙周炎疫苗的發(fā)展趨勢是鑒定能夠提供免疫保護的抗原成分，如牙齦素、菌毛和血凝素等。牙齦素是牙齦卟啉單胞菌表面的精氨酸-賴氨酸特異性的半胱氨酸蛋白酶，這些蛋白酶分別由 rgpA、rgpB 和 kgp 基因編碼。體外試驗顯示，牙齦素可以降解多種宿主蛋白和蛋白酶抑制劑，水解補體 C 5 ，破壞細胞基質 [16] 。
       Kuboniwa等 [17] 編碼 kgp 催化區(qū)和 rgpA 催化區(qū)的質粒免疫小鼠，所產生的 IgG 抗體可明顯地抑制牙齦卟啉單胞菌凝集紅細胞的作用，也能明顯地抑制精氨酸-賴氨酸特異性的蛋白水解活動。許靜等 [18] 利用 PCR 技術和基因重組技術克隆牙齦卟啉單胞菌精氨酸牙齦素催化結構域（rgpAcatalytic domain，rgpAcd）基因，并將其在大腸桿菌中表達 RgpAcd 蛋白。張鳳秋等 [19] 成功地構建了分泌型牙齦卟啉單胞菌牙齦蛋白酶 K 基因的真核表達載體 VR1020/KGPcd，并發(fā)現(xiàn)其在哺乳動物細胞中可正確地表達和分泌。上述研究，為進一步研制重組載體疫苗奠定了基礎。
       菌毛是牙齦卟啉單胞菌菌體表面卷曲的絲狀蛋白附屬器，在細菌定植和侵入牙周組織的過程著重要的作用，而且其可刺激白細胞介素-1、6、8 以及腫瘤壞死因子和集落刺激因子等致炎性細胞因子的產生，導致骨質吸收和其他炎癥反應 [20] 。Sharma等 [21] 用人類共生菌格氏鏈球菌作載體表達于牙齦卟啉單胞菌菌毛蛋白功能區(qū)的 C 端和 N 端，口腔免疫無菌鼠，誘導產生了菌毛蛋白（fimbrilline，F(xiàn)im）A特異性的血清 IgG 和 IgA 以及唾液 IgA 抗體反應，降低了牙齦卟啉單胞菌引起的牙槽骨喪失。國外學者純化了相對分子質量為1.3×10 5 的血凝素蛋白 A，并利用其轉基因小鼠獲得人單克隆抗體。這種抗體對相對分子質量為1.3×10 5 的血凝素有高度特異性和親和力，能顯著地抑制牙齦卟啉單胞菌的血細胞凝集作用和囊泡，因此可能在牙周炎的被動免疫治療中起作用 [22] 。

2.2 抗牙齦卟啉單胞菌 IgY 的應用

       周萍等 [23] 對 100 例慢性牙周炎患者進行了分組臨床實驗，實驗組使用特異性抗牙周病 IgY 抗體牙周滴注治療牙周病，對照組進行常規(guī)牙周病治療，分別就患者的牙齦指數(shù)、菌斑指數(shù)、牙齦出血指數(shù)和牙周袋深度進行比較，結果發(fā)現(xiàn)特異性抗牙周病 IgY 對慢性牙周炎具有良好的臨床療效。Yokoyama等 [24] 發(fā)現(xiàn)，抗牙齦卟啉單胞菌重組外膜蛋白 IgY 可特異性地識別該菌的外膜蛋白并與其功能性多肽位點結合，阻止牙齦卟啉單胞菌在牙周組織的定植，有效地降低牙齦素的水解活性，減小對細胞基質的破壞?？寡例l卟啉單胞菌IgY被認為是治療牙周炎的新型有效制劑。此外，他們還用牙齦卟啉單胞菌免疫 5 個月齡的白來杭雞，將所獲取的 IgY 制成質量分數(shù)為 20%的軟膏用于潔刮治和根面平整后的牙周炎患者，結果使用該軟膏患者的臨床癥狀和牙齦卟啉單胞菌的數(shù)量都好于未使用者 [25] 。該研究是利用牙齦卟啉單胞菌進行被動免疫治療牙周炎的重大嘗試和進步。

3 結語

       從理論上講，用致病菌的有效免疫抗原作為疫苗來防治牙周炎是可行的。雞蛋中的抗體含量遠遠高于其他哺乳動物的血清，鑒于其安全性、生物學優(yōu)勢和制備簡便，在試劑制備、疾病防治方面已經引起了較多學者的關注。牙齦卟啉單胞菌是牙周病的主要優(yōu)勢菌之一，將抗牙齦卟啉單胞菌 IgY 制備成藥劑用于牙周炎的免疫防治，在被動免疫防治牙周炎領域具有良好的前景。

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（本文編輯 劉世平）