體液免疫
動物機體在病毒感染中以及病毒感染後都將產生特異性抗體。抗體是體液中具有免疫性能的球蛋白，故又稱為免疫球蛋白，是B細胞在被激活後產生的。抗體可以與刺激它們產生的抗原決 定簇發 生特異性反應。抗體具有重要的抗感染作用，給動物被動地輸入抗體，常可使其對相應 的 病毒感染呈現預防乃至治療作用。
(1)免疫球蛋白(Ig)：應用化學分析和免疫電泳等方 法 ，可將人的免疫球蛋白進一步分為IgM、IgG、IgA、IgD、IgE等五類。動物隻有四類，即 IgM、IgG、IgA和IgE等，但在馬、羊和家禽尚未見報道有IgE類 。 不同類的免疫球 蛋 白之間具有相似的結構，但組成抗原結合位點的氨基酸的序列明顯不同，它們反映了刺激它 們產生的抗原決定簇的多樣性。 人和一些動物的IgG、 IgA和IgM等又分為不同的亞類(如表 8-1)。不同亞類的免疫球蛋白重鏈恒定區二硫鍵的數量及位置存在著不同。 〖JZ〗〖HT5”H〗表8-1〓人與家畜(禽)免疫球蛋白的種類和亞類〖HT6SS〗 〖BG(〗〖BHDFG4，WK6，K45W〗動物種類〖〗〖ZB(〗〖BHDG2，WK45W〗免〓疫〓球〓蛋〓 白 〓種〓類〖BHDG2,K17,K7。4W〗IgG〖〗IgM〖〗IgA〖〗IgE〖〗IgD〖ZB)W〗〖〗〖BHDG1 2，WK6，K17，K7。4W〗馬牛羊豬狗 家禽人〖〗IgGa,IgGb,IgGc,IgG(B),IgG(T)IgG1,IgG2IgG1,IgG1a,Ig G2IgG1,IgG 2,IgG3,IgG4IgG1,IgG2a,IgG2b,IgG2cIgG1,IgG2,IgG 3IgG1,IgG2,IgG3,IgG4〖〗IgMIgMIgMIgMIgMIgMIgM〖〗IgA IgAIgA,IgA2IgA1,IgA2IgAIgAIgA1,IgA2〖〗?IgE?IgEIgE ?IgE〖 〗??????IgD〖BG)F〗〖HT5SS〗IgM是最大的免疫球蛋白分子， 由5個IgG 等同分子形成五聚 物，分子量達900kDa。它是動物機體在受到初次抗原刺激後最早產生的一種抗體球蛋白。 IgM見於所有的脊椎動 物，可能是低級脊椎動物如硬骨魚等的唯一的一種免疫球蛋白。IgM主要存在於血液內，組 織液內隻含極少量。在第二次抗原刺激時，IgM的含量不再明顯增高。IgM具有很高的血清 學反應活力，在這方麵，一個IgM分子甚至可與幾百個IgG分子相比。IgM中和病毒的作用較 弱，但因IgM分子具有較多的結合部位，能夠很好地結合補體，故在依賴補體以破壞“病毒 感染細胞”和在破壞某些病毒的過程中，IgM起著重要作用。IgM不能通過胎盤，而未出生的 胎兒就有產生IgM的能力，因此，IgM是胎兒抵抗病毒感染的最重要的抗體，而胎兒體內IgM 量 的增高，又是胎內病毒感染的一個診斷依據。據報道，72日齡的豬胎可對細小病毒產生抗體 ，主要是IgM，60日齡的羊胎具有形成IgM的能力。應用瓊脂擴散試驗，可以測出130日齡牛 胎體內的IgM。新生幼駒在吃初乳前就有一些IgM的存在。IgM具有補體結合、溶解、凝集 和抗毒素等免疫生物學特性。測定IgM是早期診斷蟲媒披膜病毒感染等的一種常用方法。 由於IgM在第二次抗原刺激後，含量不明顯提高，測定特異性IgM的存在也是慢性病毒感染的 診斷依據之一。IgG 是最主要的抗病毒抗體，也是血清中最重要的免疫球蛋白，約占免疫 球蛋 白總量的75%。許多滅活疫苗的預防感染作用，就是依靠IgG抗體的產生。IgG廣泛分布於細 胞外液和血流中，能夠透過毛細血管壁。在第二次抗原刺激時，由於免疫回憶，發生迅速的 加強反應，IgG大量顯著增高。雖然局部粘膜也可合成少量IgG，並且釋放於外分泌物中，但 於呼吸道的病毒感染中，在鼻液內測出的IgG大多是因鼻粘膜炎症而由血清滲出來的。與其 它免疫球蛋白相比, IgG具有最強的病毒中和作用, 其在血流中的存在時間也長。多數I gG抗體能夠結合補體，這在某些病毒的中和以及對某些“病毒感染細胞”的溶解上，都有 重 要意義。IgG參與所有的血清學反應，具有中和、補體結合、沉澱、凝集和抗毒素等免疫生 物學特性，但其在補體結合和凝集等血清學反應中的活力遠不如IgM。IgG不同亞類之間的 重鏈恒定區存在差別，因此它們在補體結合、與巨噬細胞結合以及轉運給初乳等生物學活 性方 麵也不相同。牛和羊的IgG1是初乳中的主要免疫球蛋白，在保護新生動物感染方麵起著主 要 作用。IgA 存在於粘膜分泌物及其它外分泌液內，但也見於血清中。IgA與局部免疫有關 。經鼻預防接種的小鼠，其對流感病毒的抵抗力，較用其它途徑接種的高。已經證 明 ，分泌性IgA在結構和功能特性上與血清的IgA不同。分泌性IgA常能耐受蛋白消化酶的作用 ，且可經初乳傳給新生仔。分泌性抗體在抵抗病毒感染，特別是某些局部性病毒 感染中具有重要作用，例如鼻咽部IgA的出現，常較血清抗體更能說明機體對呼吸道病毒的 抵 抗程度。在脊髓灰質炎，應用弱毒(活)疫苗經口免疫，消化道內出現局部抗體——IgA，血 清 中也同時出現IgG抗體。這種消化道免疫的特點是對病毒的“植入”呈現明顯的抵抗。相反 ，應用脊髓灰質炎滅活疫苗非經口接種時，雖然循環抗體可以達到很高效價，消化道卻照 樣可以感染脊髓灰質炎病毒。看來分泌性IgA保護消化道免受再感染，而循環性抗體則隻 在病毒血症期防止病毒侵入中樞神經係統。IgA可在局部產生，說明產生這類抗體的細胞可 能就在局部。滅活疫苗在非經口接種時，雖然能夠誘生血清抗體，但卻難以誘生分泌性IgA 。 接種弱毒疫苗時，則因病毒大量增殖並廣泛分布於全身，故可同時誘導產生分泌性IgA和血 清抗體。Matsumoto等(1978年)用O型口蹄疫病毒感染小公牛，10天後在血清中出現高 效價 抗體，30天後於唾液中開始出現IgA，90天左右達最高效價。唾液和鼻液中微量抗體一直可 以維持至接種感染後的6個月。IgA具有中和病毒和抗菌等免疫生物學特性，不參與超敏感 性的形成。在補體結合、凝集和細胞溶解等血清學反應中，較少或者沒有活性，但常可用凝 膠沉澱試驗測出其存在。IgD在人血清中含量極低，但它是成熟B淋巴細胞表麵的一種主要 標誌，其生物學功能不清楚，尚未發現於動物。IgE 存在於血清的β球蛋白部分，是變 態反應患者血清中特有的 抗體，其在抗病毒感染中的作用尚未充分闡明。但是最近發現，缺乏IgE抗體的患者，其對 呼吸道感染的敏感性增高。除了人和兔的IgG可以通過胎盤以外，絕大多數哺乳動物的母 體免疫球蛋白都不能通過胎盤。新生動物通常都是通過吸吮初乳而由母體獲得抗體。母體初 乳 中具有IgM、IgG和IgA等免疫球蛋白, 而且初乳中的IgG量往往明顯高於其在血清中的含量。 初乳中的這些免疫球蛋白可以不加改變地通過新生動物的胃腸道，並迅速進入 其血流。新生動物胃腸道的這種吸收免疫球蛋白的特殊機能大概可以維持24～36小時左右 ，最多達48小時。而且與出生後的時間呈反比，也就是說，出生後的時間越短，其胃腸道對 免疫球蛋白的通透性越高。根據胎兒和新生仔畜或嬰兒獲得母體免疫球蛋白的途徑，可將人 與 其它哺乳動物分為三個類型。第一類如人、猴和兔，母體免疫球蛋白(主要是IgG)通過胎盤 傳遞給胎兒，新生仔畜或嬰兒的胃腸道較少從初乳中吸收免疫球蛋白。第二類包括鼠、狗和 貓等，母體免疫球蛋白既可通過胎盤傳遞給胎兒，新生仔獸的胃腸道也能通過初乳吸收免疫 球蛋白。第三類如馬、豬和反芻動物，母體球蛋白不能通過胎盤，新生仔畜隻能在吮吸初 乳時才能獲得免疫球蛋白 。不同動物的胎盤對母體免疫球蛋白所表現的不同的通透性，可 能與分隔母體和胎兒血管係統的胎盤組織的結構有關：胎盤層數愈多，其對免疫球蛋白的屏障作用愈大，胎盤層數愈少，其對免疫球蛋白通透 性愈高。例如馬和豬的胎盤多達6層，包括母體毛細血管內皮、子宮組織、子宮上皮、絨 毛膜上皮、胎兒結締組織和胎兒毛細血管上皮。反芻動物的胎盤為5層，靈長類和齧齒類的 胎盤隻有1～2層。上述動物和人的胎盤對免疫球蛋白的通透性逐級增高。至於不同動物新 生仔畜胃腸壁為什麽對免疫球蛋白呈現不同的吸收能力或通透性，則是迄今尚未闡明的問題 。
(2)病毒中和作用： 指抗體與病毒相互作用後，病毒的感染性降低或消失。病毒與 抗體 結合，並不必然地使病毒和抗體兩者都發生不可逆性的改變。適當地加以稀釋，或者應用其 它理化學方法，例如聲波、高或低pH以及氟碳化合物處理，都常可由病毒抗體複合物，特 別是結合時間不久的複合物中重新分離獲得完整的病毒粒子和抗體分子。抗體中和病毒以及 最後破壞病毒的效能，決定於病毒與抗體的種類、抗體與病毒的量的比率以及宿主細胞如何 處理病毒抗體複合物等多種因素。一般來說，中和抗體能夠中和細胞外的病毒，但不能進 入細胞以中和細胞內的病毒。在機體抗病毒反應的早期，通常出現低親和性的抗體，也就 是與病毒抗原親和性不高的抗體，這些抗體雖也能夠中和病毒，但是易於解離而使病毒重新 活化。而在機體抗病毒反應的後期，則常產生高親和性的抗體，能更有效地發揮和維持病毒 中和作用。阻止病毒對細胞的吸附，是中和抗體“中和”病毒的一個重要機理。Smit h等應用痘苗病毒作試驗，發現在用家兔免疫血清處理以後，其對L細胞(來源自 小鼠成纖維細胞的傳代細胞係)的吸附率下降80%。如上述，病毒粒子表麵是由 許多亞單位重複地排列組合而成的，抗體分子就被覆於病毒表麵而阻止其對敏感細胞的吸附 。每個IgG分子具有兩個抗原結合點，因此可與一個病毒粒子的兩個決定簇形成特異結合鍵 ，從而改變病毒粒子的結構，阻礙其與細胞受體的結合。促使病毒粒子迅速裂解，是中和 抗體的另一個重要作用, 特別是當抗體結合病毒後不能阻止病毒粒子對細胞的吸附時，這種 促使裂解作用更有重要意義。例如被覆有抗體的痘苗病毒，即使表麵突起都被抗體封蓋，有 時還能吸附和侵入敏感細胞。此時，抗體在細胞內呈現其中和效能——阻斷痘苗病毒的增殖 周期。可能是阻止病毒核酸由吞飲泡內向胞漿釋出，或者是病毒抗體複合物就在吞飲泡內 發生不正常的脫殼，病毒核酸被溶酶體酶所裂解，以致不能正常複製。即使已經吸附於細 胞的病毒，隻要它還在細胞外，中和抗體仍能對其呈現中和作用。某些病毒，例如脊髓灰 質炎病毒等RNA病毒，結合抗體後更易吸附細胞，但是這種吸附是非特異的，病毒抗體複 合 物迅速被細胞吞飲，並在吞飲泡內由溶酶體酶所破壞。相反，未與中和抗體結合的病毒，當 其衣殼(或囊膜)與細胞膜上的特異受體相互作用以後，病毒迅速釋入於胞漿，並不遭遇溶 酶體酶的作用。但是必須指出，機體針對病毒粒子內部結構和表麵成分而產生的各種抗體， 並不都有中和病毒的性能。由病毒內部抗原和某些表麵抗原引起的抗體不能中和病毒。診 斷病毒病時常用的補體結合反應和沉澱反應等血清學方法，其所偵查的某些抗體，就是這類 沒有中和病毒作用的免疫球蛋白，例如馬傳染性貧血的補體結合抗體和沉澱抗體等。在這種 情況下，病毒抗體複合物長期保持高度的感染力。感染流感病毒或用流感病毒進行人工 接種以後，動物機體至少產生針對兩種囊膜抗原，即神經氨酸酶和血凝素的抗體。抗血凝素 抗體是中和病毒的抗體, 抗神經氨酸酶抗體沒有中和病毒的性能， 但是可能抑製病毒粒子由感染細胞釋出，從而降低病毒產量。針對小RNA病毒的中和性抗 體可以使病毒衣殼發生改變，產生的這種構象變化也足以幹擾感染的正常過程。抗體也可 以 作為調理素，促進巨噬細胞對病毒粒子的吸收和破壞。此外，抗體可以與感染細胞表麵的病 毒抗原結合，通過激活補體, 或通過武裝或激活具有抗體受體的細胞(如K細胞、多 形核淋巴細胞和巨噬細胞)，破壞病毒粒子。不同的宿主細胞係統對病毒抗體複合物 可能呈現不同的感染 性， 將同一個病毒抗體複合物加入於不同的細胞培養物中，往往表現出很不一樣的感染 結果 。這一事實說明，抗體中和病毒的作用可能還在一定程度上取決於宿主細胞怎樣處理這類複 合物。抗體結合於病毒，有時反而增強病毒的感染性，可能是因為這類抗體沒有中和病毒的 作用，而病毒抗體複合物卻更易被敏感細胞吞飲。補體有加強和調理抗體中和病毒的作 用，其機理可能與補體在抗體參與下對紅細胞的作用相似，也就是損害和破壞病毒粒子的囊 膜 ，甚至使囊膜完全溶崩。但是迄今僅能證明幾種病 毒對補體介導的溶解作用敏感。必須指出，補體不能單獨地與病毒或抗體結合，而卻容易 與病毒抗體複合物結合而呈現其作用。 在狂犬病、新城疫 、小 鼠白血病和牛痘等病毒感染中，由於細胞表麵有時存在病毒抗原，抗體在補體的結合下破壞 一 些受病毒感染的靶細胞，使細胞內成熟的和不成熟的病毒暴露在體液中。成熟的病毒粒子被 中和抗體所中和，病毒核酸則被核酸酶所破壞。 對於抗體在抗病毒感染方麵的作用尚有幾點 需要強調。首先，抗體隻在病毒感染的早期，即在病毒在宿主細胞內的隔離部位獲得立足 點 之前才具有保護作用；其次，一般情況下，將純化的抗體轉移給初次試驗的 動物使之獲得抗病毒免疫較為困難; 第三，某種抗體的體外中和能力可能與其體內的保護作 用很少相關或不相關。總之，抗 體是抗病毒免疫的重要成分，但卻不可能消滅所有病毒的感染作用。
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