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新聞中心卵黃抗體開發(fā)現(xiàn)狀及應用進展
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發(fā)布日期:2018-04-15
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段琳,趙文鋒,丁建坤,吳梧桐,劉景晶(中國藥科大學生命科學與技術學院,江蘇南京210009)摘要:卵黃抗體(IgY)是禽類產生于血清中的免疫球蛋白,并在其受體介導下轉移到卵黃中提供給新生個體被動免疫。IgY因其制備簡單、成本低、可規(guī)模化生產,已被開發(fā)成功能食品、保健品、消毒劑等;診斷與治療性lgY也將在臨床上得到廣泛的應用。關鍵謁:卵黃抗俸:開發(fā);I恪床應用中圖分類號:TQ464.7文獻標識碼:A...
段琳,趙文鋒,丁建坤,吳梧桐,劉景晶 (中國藥科大學生命科學與技術學院,江蘇南京210009) 摘要:卵黃抗體(IgY)是禽類產生于血清中的免疫球蛋白,并在其受體介導下轉移到卵黃中提供給新生個體被動免疫。IgY因其制備簡單、成本低、可規(guī)模化生產,已被開發(fā)成功能食品、保健品、消毒劑等;診斷與治療性lgY也將在臨床上得到廣泛的應用。 關鍵謁:卵黃抗俸:開發(fā);I恪床應用 中圖分類號:TQ464.7 文獻標識碼:A 文章編號:1005-167812010)03旬212-04 The present development status and application perspective ofegg-yolk antibody(IgY) DUAN Lin,ZHAO Wen-feng,DING Jian-kun,WU Wu—tong,LIU Jing-jing (School of L譫Science and Technology,China Pharmaceutical University,Nanjing,2 1 0009,China) 卵黃抗體(IgY)又稱卵黃免疫球蛋白,在特異性抗原刺 激下由禽類B淋巴細胞產生并轉移到卵黃中的多克隆抗體。lgY以其性質穩(wěn)定、特異性強、制備簡單、成本低、可規(guī)模化生產而倍受關注。目前已有大量添加lgY的產品如發(fā)酵酸奶、功能性食品、衛(wèi)生消毒產品及化妝品等上市銷售。lgY應用于醫(yī)療診斷及治療通過臨床驗證也顯示出良好效果。lgY的應用范圍不斷擴大,可以作為親和配基,催化抗體等。本文就IgY的作用機理、開發(fā)現(xiàn)狀、臨床應用進行綜述。 l IgY及其作用機理 IgY是由特異性抗原免疫禽類,產生于卵黃中的_y免疫球蛋白。1893年Klemperer用試驗首次證明特異性抗原免疫雞后??贵w會轉移到卵黃中。Leslie和B.Clemlgy(1969)提出卵黃中的抗體以IgY表示。20世紀80年代以來IgY開始廣泛應用,lgY技術即lgY的制備和應用也逐漸成熟。IgY的制備包括選擇抗原、佐劑、免疫方案(抗原劑量、免疫方式、次數(shù)和間隔期等)以及IgY的分離、純化與儲存。在實際應用中.19Y被制成卵黃粉或精制成抗體注射液。 lgY在食品、醫(yī)藥、生物等方面的應用越來越廣泛,其作用機理逐漸被闡明和完善??诜蘒gY已被證明能有效替代抗生索治療因耶爾森菌、腸毒性大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌、幽f】螺桿菌等感染引起的胃腸道疾病??鼓c道細菌lgY 可能主要通過以下作用環(huán)節(jié)達到抗菌的作用?:特定病原菌 lgY能直接黏附于病原菌的細胞壁上,抑制病原菌的生長; 針對病原菌的菌毛和鞭毛lgY可黏附于細菌的菌毛和鞭毛 上,使病原菌不能黏附于腸道黏膜上皮細胞,妨礙其運動、游 走;一部分IgY在腸道消化酶作用下。降解為可結合片段,被 腸道吸收后進入血液能與特定病原菌黏附因子結合,使病原 菌不能黏附易感細胞而失去致病性。IgY也顯示較好的抗 真菌、抗病毒效果。白色假絲酵母菌是條件致病真菌,能夠 導致口腔和陰道黏膜感染??拱咨俳z酵母菌lgY可與白 色假絲酵母菌特異性結合,抑制其游動、生長和繁殖;阻斷白 色假絲酵母菌黏附素與機體組織、細胞中的受體結合;在無 血清的環(huán)境中抑制白色假絲酵母菌生物被膜(biofilm)的形 成忙’;同時還能吸引巨噬細胞,加強吞噬作用,消除局部感 染,阻止病原的播散而達到治療目的¨1??馆啝畈《韭腰S免 疫球蛋白主要是通過改變病毒表面的構型,阻止病毒吸附于 機體細胞以及增強巨噬細胞的吞噬作用H1。 2 IgY的開發(fā)現(xiàn)狀 美國、日本、德國等在IgY研究開發(fā)中處于領先地位。Gallus immunotech、GenWay、IGY等公司致力于lgY的開發(fā)研究,并獲得較為可觀的經濟效益和社會效益。美國雅臣藥業(yè)集團(JasonMedicalHoldings,lnc.USA)是全球第一個將IgY技術產業(yè)化、商品化的公司。該公司有關IgY技術的技術發(fā)明專利有27項,研發(fā)成功并商品化的IgY系列產品共有22種?!皧W麗汀健齒露”、“奧麗汀lgY免疫牙膏”、“免力快喉友噴劑”、“抗幽門桿菌和球菌復合IgY幽凈膠囊”等已經投放市場并大量銷售。國內lgY的研究開發(fā)也處于國際上較為領先的水平。湖南安邦制藥有限公司主持的“卵黃抗體技術(IgY系列產品)深度開發(fā)”是2009年長沙市的重點項目之一,同時該公司引進國外IgY生物抗體技術,生產婦科用“瑞麗女人抑菌丹”第二代產品,開創(chuàng)了國內首家應用IgY生物制劑的綠色療法治療預防婦科疾病?!疤禺愋钥笴A IgY 萬方數(shù)據(jù) 中國生化藥物雜志Chinese Joumal of Biochemical Pharmaceutics 2010年第31卷第3期 213 新瓔制劑的研發(fā)與應用”是南昌大學產業(yè)化項目,已經對特 異性抗CA lgY泡騰片的藥效作用,進行了臨床前研究,并已 申請專利”J。大連賽姆生物工程技術公司的研究項目“l(fā)gY 在疾病防治方面的應用”已完成中試。目前,大量lgY已經 商品化。 2.1合lsY的功能性食品和保健品 美國食品和藥品管理局(FDA)認為,lgY作為功能食品 比作為藥物更有利,并將其列人“一般公認安全物質(Gen. erally Accepted As Safe)”范疇,因此如同每日飲用牛奶一 樣,消費者可放心食用卵黃抗體。lgY可以添加到嬰幼兒、 中老年人的食品中,提高人體對各種疾病的抵抗力。用幽門 螺桿菌的致病物質尿酶免疫雞制備lgY,經65℃巴氏消毒 30 min后添加到含有雙歧桿菌和乳酸桿菌的酸奶中,終濃度 為1%。對42名經”c尿素呼氣試驗(UBT)確認為感染幽 門螺桿菌的患者服用該酸奶,每次150 mL(含lgY-尿酶15 mg),3次/d,持續(xù)4周。試驗組與未服用前相比UBT降低 了39.33%,對照組即沒有添加IgY的酸奶服用組與未服用 前沒有明顯的差別【6 J。這種新型的酸奶作為營養(yǎng)食品已被 開發(fā)進行大規(guī)模的生產,已在日本、中國臺灣、韓國等地 上市。 臺灣華肝醫(yī)藥股份有限公司以專業(yè)化養(yǎng)雞生產平臺,成 功開發(fā)4種含有IgY的功能性食品:腸病毒71型IgY抗體、 常見腸道致病菌lgY抗體、引起蛀牙的轉糖lgY抗體及綠膿 桿菌lgY、引起消化性潰瘍的幽門螺桿菌IgY抗體。 江西中德聯(lián)合研究院與葫蘆島愛克生物工程有限公司 運用現(xiàn)代免疫生物工程技術.從經輪狀病毒免疫雞卵黃中提 取并純化的多種生物活性因子,采用冷凍干燥等工藝生產的 純天然口服抗輪狀病毒免疫球蛋白(商品名“百貝寧”),從 2001年七市到現(xiàn)在,經臨床試驗發(fā)現(xiàn)“百貝寧”治療輪狀病 毒性腸炎療效顯著,服用方便,治療過程中未發(fā)現(xiàn)毒副作 用‘”。 2.2舍IgY的消毒產品 美國雅臣藥業(yè)集團和廣東省大日生物化學藥業(yè)有限公 司聯(lián)合研制的用金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、B2溶血性 鏈球菌、G簇溶血性鏈球菌、肺炎球菌等細菌復合抗原免疫 的雞蛋黃中提取特異性IgY,制成水溶性薄荷味噴霧劑(效 價為512)(商品名:喉友口腔抗菌液),用于口腔和咽喉的 消毒。施建絨埔1將160例過敏性鼻炎患者隨機分為試驗組 和對照組,試驗組每日用喉友口腔抗菌液噴鼻,對照組用抗 組胺藥和雷諾考特鼻噴劑治療。結果表明,用“喉友口腔抗 菌液”對過敏性鼻炎的總有效率達到86.25%。 還有添加lgY用于預防齲齒的“貝可麗健齒”噴劑以及 針對消滅或抑制各種導致婦科感染性疾病的細菌和霉菌的 “維潔斯”TM潔陰抑菌泡沫劑等消毒產品也已上市銷售。 2.3基于IgY的分離檢潮試荊盒 人血漿成分復雜,含有上萬種蛋白質,其中自蛋白 (HSA)、IgG等12種高豐度蛋白占到了血漿總蛋白的90% 以上。高豐度蛋白的存在,影響血漿中一些低豐度蛋白的檢 出,而這些低車度蛋白很可能是疾病治療的靶標和診斷的標 志。獲得HSA和IgG的特異性IgY。偶聯(lián)于金磁微粒表面。 加入人血漿樣品后,99%以上的抗體固定在金磁微粒表面, 取上清進行SDS—PAGE檢測,該金磁微??捎行У娜コ獫{ 中大部分高豐度蛋白HSA及IgG—J。貝克曼庫爾特公司利 用此技術開發(fā)出lgY蛋白質組份分離試劑盒:Proteome Lab lgY.12和ProteoineLab lgY—R7,分別用于從人及其他靈長類 體液和嚙齒動物體液中分離高豐度蛋白。GenWay是全球處 于領先地位的lgY抗體研發(fā)、生產和銷售公司,提供大量雞 抗體產品,特別是提供基于IgY的El。ISA各種試劑盒,用于 分析血漿和血清樣品以及藥物靶標的發(fā)現(xiàn)。 2.4其他產品 將IgY添加到化妝品中可抵制多種細菌和病毒,消除主 要細菌引起的痤瘡,保護皮膚,如韓國“Acfine”系列產品。 還有將IgY添加到牙膏及口香糖中,預防和治療齲齒。 3臨床診斷和治療性IgY 3.1診斷性IgY IgY具有不與金色葡萄球菌A蛋白和鏈球菌G蛋白相 結合,不與哺乳動物Fc受體、類風濕因子結合,不與人抗或 鼠抗體交叉反應,不激活補體等特點。由于禽類和人親緣關 系較遠,種系差別大,使得lgY在檢測診斷上具有穩(wěn)定性、特 異性和靈敏度高、免疫干擾小、背景低等優(yōu)點。因此,lgY已 應用于瓊脂擴散試驗、乳膠凝集試驗、熒光免疫試驗、ELISA、 免疫組化、膠體金標記等免疫學試驗以檢測病毒、細菌、寄生 蟲感染以及心血管疾病和癌癥。 3.1.1 病毒引起疾病的診斷 史繼靜等¨馴用純化的編碼 HIV·lgag p7、p6的前體蛋白NCpl5免疫蛋雞,制備的IgY具 有較強的免疫反應性,能夠與HIV·l病毒蛋白NCpl5特異 性結合,從而為HIV·1診斷試劑盒開發(fā)及HIV-1實驗研究奠 定基礎。核衣殼(NP)是SARS病毒的主要結構蛋白,病人 感染1周后,在病人的血漿和鼻明呼出物中大量出現(xiàn)。通過 克隆NP,免疫雞獲得NP特異性抗體,用于免疫檢測分析,對 NP的檢出限是10 pg/mL,是所用檢測方法中最敏感的?1。 以3種滅活的天花病毒(vaccina virus,calpox virus和cowpox virus)為免疫原,分別免疫注射3組實驗蛋雞制備抗體。用 特異性的IgY與磁珠結合,并在模擬樣本中用于天花病毒的 PCR檢測,可達到純化病毒、增強實驗敏感度的效果¨“。楊 軍等¨川制備出針對乳頭瘤病毒16 Ll蛋白(human papillo· mavirusl6 type L1 main capsid protein,HPVl6 LI)的高效價特 異性lgY,可用于HPVl6LI蛋白的細胞學檢測,為IgY抗體 在免疫組織化學檢驗中的應用提供實驗依據(jù)。 3.1.2血吸蟲病的診斷血吸蟲病是一種嚴重危害人類健 康的人獸共患寄生蟲病。以日本血吸蟲可溶性蟲卵抗原( SEA)免疫海南蛋雞。制備IgY。以雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附 試驗(S-ELISA)法,檢測急、慢性血吸蟲病病人和健康人血 清,并與常規(guī)檢測抗體的酶聯(lián)免疫吸附試驗法(NEA-ELISA) 做比較顯示S-ELISA法檢測急性血吸蟲病人循環(huán)抗原的陽 性率為100%,慢性血吸蟲病人循環(huán)抗原的陽性率為 萬方數(shù)據(jù) 214 中國生化藥物雜志Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutics 2010年第31卷第3期 84,4%,健康人的特異性為96%【l”。同時顯示兩種方法血 吸蟲病的檢出率差異無統(tǒng)計學意義。Lei等¨糾采用基于lgY 的免疫磁珠ELISA反應檢測血漿中的循環(huán)抗原的量也可以 用來評價采用吡喹酮治療后的效果。 3.1.3用于心血管疾病的診斷研究表明內源性畦巴因 (ouabain)與多種心血管疾病密切相關。但是。由于哇巴因 在機體內的含量極低,在正常人血漿中含量甚微,目前多選 用放射性免疫檢測,存在放射性污染和試劑昂貴的缺點。利 用鳥類和哺乳動物的種系差別較大,將哇巴因.牛血清白蛋 白耦聯(lián)物免疫蛋雞制備IgY。可對哇巴因進行檢測。結果表 明雞抗體lgY比兔抗體IgG的檢測特異性、準確性均高,在 一定程度上提高了哇巴因檢測水平¨“。 3.1.4用于癌癥的診斷HER2和端粒酶是乳腺癌診斷的 標志因子,用HER2和端粒酶免疫母雞產生抗HER2和端粒 酶的卵黃抗體代替哺乳動物多抗進行檢測,與哺乳動物的 lgG和IgM相比,IgY更加靈敏¨”。Xiao等【1引構建了IgY和 單壁碳納米管(SWNT)復合物HER2 IgY—SWNT,其結合了 SWNT的共振拉曼散射及在700一l 100 nm近紅外范圍內很 強的吸收特征和IgY的特異性、敏感性,在體外能夠專一性 檢測和光熱消融破壞HER2標志的乳腺癌細胞,有望成為新 的癌癥檢測和治療手段。 3.2處于臨床研究階段的治療性IgY 口服lgY用于被動免疫治療,具有廣闊的前景。目前多 數(shù)尚處于臨床前和臨床研究階段。其中最成功的是治療囊 性纖維化病(CF)lgY已完成II期臨床試驗,進入Ⅲ期臨床。 慰17名瑞典病人口服抗銅綠假單胞菌IgY進行長達12年 的稿床治療硅示出其具有良好的作用,而且口服對肺功能沒 有影響,病人的體重指數(shù)值接近正?!?9]。Nilsson等Ⅲ1通過 觀察1個口服lgY 10多年的臨床病例指出長期口服特異性 抗銅綠假單胞菌lgY進行免疫治療有效且沒有任何的副作 用??广~綠假單胞菌[gY能夠阻止銅綠假單胞菌的感染,但 存在全菌抗原和其他的細菌的交叉反應,有町能降低lgY的 治療效果。以抗假單胞菌鞭毛抗原免疫獲得IgY能夠降低 假蕈胞菌的黏附,使病人的感染率和對抗生素的依賴降低, 同時抗鞭毛蛋白IgY也可以降低鞭毛蛋白引起的cF病人的 炎癥反應”“。 采用低分化腺胃癌的P1lO癌蛋白作為抗原免疫SPF 雞,從卵黃中提取抗體IgY作為蓖麻毒蛋白的導向載體制備 IgY·Ricin A。能夠選擇性地識別胃腸道系統(tǒng)腫瘤.誘導腫瘤 細胞的程序性死亡,最終殺死腫瘤細胞。IgY-Ricin A現(xiàn)已獲 國家發(fā)明專利‘22]。 4 lgY的其他應用研究 IgY是一種較為理想的催化抗體舊“。采用過渡態(tài)類似 物4一(羥基(2-萘氧基)磷?;?丁酸(HNPBA)為半抗原,和 BSA偶聯(lián)為全抗原免疫雞,制備IgY,以乙酸-2一萘酯為底物 驗證其催化活性,測得Kcat/Kuncat一2×104。顯示IgY具有 較高的催化活性。IgY用胰蛋白酶消化后,其(Fab’)片段的 催化活性與lgY相似。IgY還可以作為親和配基,用于分離 純化抗原。將純化后的抗BSA特異性IgY為介質親和分離 胎牛血清中的BSA,分離后的BSA純度可達電泳l條帶,明 顯高于市售產品‘圳。 目前對于lgY的規(guī)模化生產和臨床應用,還有許多問題 尚待解決,如生產工藝的穩(wěn)定性、質量標準的制定、口服lgY 在體內的動力學研究、口服制劑在胃腸道中的穩(wěn)定性等。隨 著對lgY研究的不斷深入和IgY生產技術的發(fā)展,IgY的應 用前景將越來越廣闊,有可能成為一類新型的生化藥物。 參考文獻: [1] 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