l 水产动物的非特异性免疫系统
非特异性防御机制是脊椎动物抵抗微生物侵袭的第一道防线，指机体组织和体液中的大量细胞和抗菌的蛋白质、糖蛋白、肽类。鱼类的抗菌蛋白包括粘液胰岛素、金属离子螯合剂（铁传递蛋白、血浆铜蓝蛋白、金属硫蛋白）、蛋白酶抑制因子（α2-巨球蛋白、α1-蛋白酶抑制因子及其他）、溶菌酶（溶解酵素、几丁质酶、非特异性细胞溶素）、补体和外源凝集素。抗菌肽在昆虫、两栖类及哺乳动物的非特异性防御中具有非常重要的作用，在鱼类中的研究发展也极其迅速。干扰素系统是非特异性细胞防御机制的重要组成部分。所谓干扰素（IFN），是指通过细胞代谢过程（包括RNA和蛋白质的合成）产生的非特异性抗病毒感染的蛋白质（Anonymous，1980）。I型IFN（IFN－α和IFN-β）能诱导抗病毒蛋白质的产生。Ⅱ型IFN（IFN-r）除了具有此功能外，还能激活巨噬细胞来增强其杀灭细菌、真菌及病毒病原体的能力。细胞因子TNF具有炎症介导活性，可分为α和β型。TNF－α即经典的TNF，主要由细菌脂多糖激活的单核巨噬细胞产生，它的生物学活性相当广泛，已远远超过其名称本身的含义，除了具有抗肿瘤作用外，对免疫反应、机体代谢、炎症反应均具有重要的调节和介导作用。免疫细胞包括噬菌细胞（嗜中性粒细胞和巨噬细胞）及自然杀伤细胞，这些细胞与免疫系统中的淋巴细胞和其他细胞通过细胞因子相互影响。
非特异性免疫在抵抗微生物侵袭中所起到的重要作用已越来越为人们所认同，免疫学家们已意识到尽管无脊椎动物没有类似于脊椎动物的特异性免疫系统，但是却能有效地抵抗微生物侵袭。通过破坏老鼠的非特异性免疫系统所进行的实验，进一步强调了非特异性免疫系统的重要性，老鼠的非特异性免疫系统，如补体成分、LPS结合蛋白、干扰素等被破坏后，抵抗细菌和病毒感染的能力下降。
2 微生物多糖
2.l 肽聚糖 肽聚糖（PG）存在于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁中，是由N一乙酸葡萄糖胶与N一乙酸胞壁酸形成的二糖通过肽链相互交叉构成的聚合物。Madigan等（1997）发现，MDP是细菌肽聚糖的保守亚基，成为肽聚糖的活性部分。已被证实口服肽聚糖能够增强虹鳟抵抗V．anguillarum的能力，也能增强鱼类抵抗Enterococ－cus seriolicida的能力（Matsuo和 Miyazono，1993）。然而，在持续给予虹鳟肽聚糖过程中，其抵抗细菌侵袭能力的增强是暂时的，仅在28 d时对接种细菌表现出防御能力，而在56 d时则没有防御作用。在给虹鳟和银鲑腹腔注射MDP后，对于A．salmonicida侵袭的抵抗能力得到增强（OliVier，1985 ；Kodama，1993）。肽聚糖能够增强对虾白细胞的噬菌作用及对白斑综合病毒的抵抗能力（Itami等，1998），而且对对虾血淋巴中的抗菌、溶菌、酚氧化酶和超氧化物歧化酶等具有不同程度的诱导作用（孟凡伦等，1999）。
2.2 脂多糖 脂多糖（LPS）存在于所有革兰氏阴性菌外膜中，是调节哺乳动物免疫功能的最为有效的一种多糖，主要作用于嗜中性白细胞和巨噬细胞，还能促进IgM的生成（马永红等，1998）。不同种类多糖的结构不同，LPS由3个重要的亚单位包括O一特异性侧链、核内区域以及最内部的类脂A组成。O一特异性侧链负责生物体的O一抗原特异性，核内区域以及最内部的类脂化合物A分别和原生质膜及细胞壁上的糖肽部分相连接。类脂A是葡萄糖苷一氨基葡萄糖复合物，是LPS的内毒素，在增强动物免疫机制中发挥重要作用。LPS能刺激B细胞的分化，并能增强鱼类巨噬细胞的活性（Salati等，1987）。体外试验中发现，LPS能提高大西洋鲑巨噬细胞过氧化物阴离子的产量，并增强其噬菌作用（Solem等，1995）。同样，LPS能刺激淋巴细胞中巨噬细胞活化因子（MAF）的产生（Neumann，1995）以及鲶鱼单核细胞中细胞介素一1类分子的产生（Clem等，1985）。
2.3 葡聚糖 葡聚糖的免疫增强效果已得到广泛研究，现应用于水产动物中的有酵母葡聚糖、β一l，3葡聚糖（VST）等类型，其中研究最多的是酵母葡聚糖。酵母葡聚糖能提高鱼类的溶菌酶产量和巨噬细胞的杀菌活性（Jorgensen，ROrstad，1993）。β一1，3葡聚糖已被用来预防疾病，Niki等（1991，1993）用其对银鲑进行注射或口服，能提高银蛙对A．salmonicida的防御能力。β－l，3葡聚糖能增强大西洋鲑、虹鳟等的溶菌酶和补体的活性、吞噬细胞的呼吸爆炸作用及其过氧化物的产量（Santar，1997，Castro。1999）。此外，葡聚糖还能增强虹鳟抵抗IHN病毒的能力（Lapatra，1998）。
3 微生物多糖的激活作用
微生物多糖是一类带有多种复杂基团的生物聚合物，它能作为免疫增强剂激活非特异性免疫系统。通常这些聚合物是微生物进化过程保留下来的特定序列结构，但不是高等生物体的组成成分。如LPS的保守结构是类脂A，存在于所有的革兰氏阴性菌；肽聚糖的保守结构是胞壁酸二肽（MDP），存在于所有的真菌中。聚合物能对动物产生免疫调节作用，其原因是非特异性免疫机制能够识别微生物的保守结构。这一观点的提出，是因为脊椎动物和无脊椎动物都有体液因子和噬菌细胞受体，而这些体液因子和噬菌细胞受体都可识别保守性的微生物细胞壁的多聚糖。这样的体液因子有LPS结合蛋白、溶解酵素和补体C3。Wrigh（1990）和Gupta （1996）等已经证实，哺乳动物中巨噬细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞的膜蛋白CD14是LPS和肽聚糖的受体。哺乳动物的嗜中性粒细胞和NK细胞可以通过补体受体CR3的CDllb蛋白亚基上特定位点结合β一葡聚精（Thornton等，1996）；哺乳动物的巨噬细胞也是葡聚糖的唯一受体（Czop和Kay，1991）。虽然这些受体并没有在水产动物中得到确认，但是已经证实大西洋鲑的巨噬细胞中存在着能特异性地识别酵母β一葡聚糖的受体（Engrtad和Robertsen，1993，1994）。在鲶鱼嗜中性粒细胞中也证明存在酵母葡聚糖的β一葡聚糖抑制性受体（Ainsworth，1994）。
4 引起的非特异性防御机制
4.l 非细胞机制 补体和溶菌酶是存在于鱼类血液或粘液中的具有非特异性抵抗作用的因子。注射真菌β-葡聚糖能使鱼类血清中溶菌酶和补体活性增强2～5倍，如大西洋鲑鱼和虹鳟经注射酵母葡聚糖后，溶菌酶和补体的活性得到提高（Engstad等，1992）。但是溶菌酶的活动与补体介导的溶血活动表现出不同的动力学过程，这说明溶菌酶和补体是通过不同的作用机制产生的。LPS能降低虹鳟的血浆铁离子浓度，这大概是由于对LPS的急性期蛋白反应导致了铁结合蛋白、乳铁传递蛋白从嗜中性粒细胞中的释放（Congle－ton和Wagner，1991）。同时注射MDP、FCA和LPS，发现能刺激鱼类克隆刺激因子的产生。
4.2 细胞机制 研究发现，从给予微生物A．salmonicida或FCA处理的鲑鱼中分离得到的巨噬细胞，其杀灭A．Salmnicida的能力明显增强，同时伴随着吞噬能力和呼吸爆炸能力的增强。给虹鳟注射葡聚糖后及给大西洋鲑注射葡聚糖两天后，巨噬细胞、嗜中性粒细胞和腹膜的凝血细胞增加到最大数量。然后，数量迅速下降直到比对照组水平高5～10倍时趋于稳定。而嗜中性粒细胞能产生促进损伤部位有丝分裂的结合蛋白。
5 提高水产动物抗菌力的主要途径
给予微生物多糖的水产动物，其血浆蛋白和噬菌细胞活动的改变，表明了两种调节途径，即产生急性期蛋白和激活巨噬细胞。巨噬细胞有微生物多糖所作用的受体，最有可能成为这两种途径的启动细胞。这些作为受体的巨噬细胞对于提高杀菌能力起着关键作用，而且能够产生影响免疫细胞和非免疫细胞的一系列的血浆移动因子。
5.1 产生急性期蛋白 急性期蛋白（APPs）或急性期反应物是动物受到感染或组织损伤时浓度上升的血浆蛋白。APPs可能具有抗微生物、抗应激或者是修复作用，使机体损伤后能恢复正常水平功能。绝大部分的APPs是由肝细胞产生的，但也有小部分是由其他类型的细胞产生的，如巨噬细胞、内皮细胞及纤维原细胞等。一般来说，APPs的浓度比正常增加 50％或几倍，这包括补体C2、C3、C4、C5、C 9、因子 B、C 4 b结合蛋白以及 C1抑制因子、凝结蛋白、蛋白酶抑制因子、铁结合蛋白、甘露糖结合蛋白和LPS一结合蛋白。哺乳动物中比正常浓度增加1000倍的APPs有血浆淀粉样蛋白（SAA）C一反应蛋白（CRP）和血浆淀粉样P成分（SAP）。Lunde等（1997）报道，LPS和酵母葡聚糖能诱导大西洋娃的补体C3的产量及其肝脏中SAA的转录。在大西洋鲑巨噬细胞体外培养中，巨噬细胞能产生溶菌酶，所以微生物多糖能通过刺激水产动物巨噬细胞来增加溶菌酶的产量。
5.2 调节巨噬细胞的活动 微生物多糖能增强水产动物体内巨噬细胞对致病菌salmonicida的杀菌活性，这表明微生物多糖能引发体内巨噬细胞的经典活动途径。Loceksley（1993）道，微生物多糖能刺激巨噬细胞产生IL－12，IL－12诱发NK细胞或T淋巴细胞的IFN－r产生，此后巨噬细胞的杀菌活动显著增强。虽然IL－12在水产动物中仍未见报道，但已有证据表明虹鳟白细胞能产生一种类似IFN－r的巨噬细胞活化因子（MAF）（Graham和Secombes，1988，1990）。MAF能刺激鳟鱼头、肾及外周血白细胞，提高巨噬细胞释放量和杀菌能力。目前已发现微生物多糖能刺激水产动物中MAF的产生。体外研究显示，LPS和葡聚糖都能有效增强各种水产动物巨噬细胞的噬菌能力和呼吸的爆炸活动（Secombes等，1994）。Robertsen等（1995）用不同浓度的酵母葡聚糖培养大西洋鲑巨噬细胞7d，当使用 1μg/mL的剂量时在第4～7d能最有效地提高其呼吸爆炸活动。然而，当使用剂量在0.l～1μg/mL时巨噬细胞的呼吸爆炸活动表现为最强，在 10μg/mL时则没有增强作用，在 50μg/mL时则表现为抑制作用。此外，在培养第3天，巨噬细胞抵抗绵羊红血细胞（GSR－BC）的噬菌活动最强。LPS对大西洋鲑巨噬细胞也能起到同酵母葡聚糖相似的作用，而且还能杀死 A．salmonicida的无毒性的 MT004类型，但是对有毒性的MT 024类型没有影响。微生物多糖还能刺激巨噬细胞产生具有抗菌和抗病毒的TNF－α，如葡聚糖和LPS能刺激虹鳟巨噬细胞产生类ThF-α因子。
6 结论
随着渔业生产的日益发展，我国渔业结构逐渐转向以水产养殖为主，水产养殖将从数量型转为质量型，然而制约养殖生产的问题也日益突出，如水环境污染、高密度养殖不可避免地将影响养殖对象的健康，使感染疾病的机率大大提高，导致养殖病害频繁发生，造成大量死亡。目前，防治水产动物疾病主要依靠药物。但经常用药物防治疾病，病原体很可能对某些药物产生抗药性，致使防治失败，且药物在水中积累过多，极易污染水体，造成水体生态平衡的破坏。所以，通过提高水产动物免疫力来抵抗疾病成为研究的热点。大量的研究表明，在鲑鱼、鲶鱼。对虾等水产动物中应用葡聚糖、肽聚糖等微生物多糖能够起到促进生长。提高存活率和抗病能力作用。随着研究的进一步深入，应用微生物多糖有可能成为控制水产养殖病害的有效途径。
