杜麗飛,邱美珍,周望平,王紅兵
(湖南省畜牧獸醫(yī)研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410131)
硒是動(dòng)物體必須的微量元素,也是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(人體內(nèi)一種重要的抗氧化酶)的重要組成成分。無(wú)機(jī)硒普遍應(yīng)用為動(dòng)物飼料添加劑,人類(lèi)也在含硒鹽含硒牙膏中體現(xiàn)了添加硒的重要性。新近研究表明有機(jī)硒與無(wú)機(jī)硒相比,具有低毒高效易吸收等優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛關(guān)注。最近的研究還發(fā)現(xiàn)酵母硒的缺乏將易導(dǎo)致病毒感染的發(fā)生,病毒毒力增強(qiáng)和病程的延長(zhǎng)。許多文獻(xiàn)進(jìn)一步表明,酵母硒在體外對(duì)豬細(xì)小病毒和偽狂犬病毒的感染有抑制作用。臨床上,酵母硒對(duì)病毒性肝炎和柯薩奇病毒引起的心肌炎有治療作用??梢?jiàn),酵母硒有望代替無(wú)機(jī)硒成為新型的飼料添加劑。隨著免疫學(xué)、病理學(xué)和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)進(jìn)一步發(fā)展,硒在抗病毒感染中的作用機(jī)理機(jī)制研究有了更進(jìn)一步的發(fā)展,本文就酵母硒在抗病毒感染、促進(jìn)機(jī)體的免疫功能方面做一綜述。
酵母硒是硒的較適宜補(bǔ)充形式,酵母硒中硒的主要形式是Se-Met.其生物效力是氧化硒鹽等無(wú)機(jī)鹽的10~20倍。王玉娥等(2006)探討硒對(duì)腫瘤小鼠模型的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),酵母硒對(duì)小鼠腫瘤具有明顯的抑制作用,試驗(yàn)結(jié)果還顯示了酵母硒對(duì)小鼠的非特異性免疫一單核巨噬細(xì)胞的吞噬能力以及NK細(xì)胞的殺傷活性都有增強(qiáng)作用。酵母硒的使用也較無(wú)機(jī)硒安全,Huang等 (2002)報(bào)道的在使用9μmol/L亞硒酸鈉時(shí)會(huì)對(duì)牛輸卵管上皮細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用,而魏戰(zhàn)勇等(2005)報(bào)道,在2~8μmol/L范圍內(nèi),硒蛋氨酸對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)沒(méi)有影響,且對(duì)豬PPV的體外復(fù)制呈現(xiàn)顯著的抑制作用??梢?jiàn)有機(jī)硒比無(wú)機(jī)硒的毒副作用小。酵母硒還具有高于亞硒酸鈉的生物利用度,趙仰星等(1992)用克山病病區(qū)低硒糧喂養(yǎng)大鼠實(shí)驗(yàn)中比較了硒酵母和亞硒酸鈉硒的生物利度,結(jié)果表明在補(bǔ)硒2周和4周時(shí),用心、肝、腎和紅細(xì)胞硒含量評(píng)估,硒酵母硒的生物利用度明顯高于亞硒酸鈉??梢?jiàn),酵母硒有望代替無(wú)機(jī)硒成為新型的飼料添加劑。
硒作為谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的組分,它抗病毒感染能力主要通過(guò)該種氧化酶清除自由基來(lái)完成。硒的缺乏將導(dǎo)致體內(nèi)氧自由基的增加,帶給谷胱甘肽過(guò)氧化物酶清除系統(tǒng)更大的壓力和損傷,氧自由基將進(jìn)一步積累,可能導(dǎo)致病毒的進(jìn)一步感染和對(duì)機(jī)體組織的損傷。許多研究表明硒的缺乏將增加病毒感染的機(jī)會(huì)并造成更嚴(yán)重的損害。
魏戰(zhàn)勇等(2005)在硒蛋氨酸體外抗豬細(xì)小病毒實(shí)驗(yàn)時(shí),加入的還原型谷胱甘肽和甘露醇均有增強(qiáng)硒蛋氨酸抑制病毒復(fù)制的作用,兩者同時(shí)添加時(shí),其作用更加明顯。硒在低濃度時(shí)不能產(chǎn)生足夠的抗氧化能力,這時(shí)添加還原型谷胱甘肽和甘露醇能夠較明顯提高硒蛋氨酸抑制病毒復(fù)制的能力。這也更進(jìn)一步證實(shí)了硒蛋氨酸抑制病毒復(fù)制主要是通過(guò)清除自由基的損傷來(lái)完成的。眾所周知,我國(guó)克山病病區(qū)分布于低硒地帶,病區(qū)糧食和人體處于低硒狀態(tài)是該病的主要誘因,還有一個(gè)誘因就是腸道病毒感染,這促使人們開(kāi)始研究營(yíng)養(yǎng)與病毒感染的關(guān)系。以期找到抗病毒感染的有效途徑。Melinda A.Beck等(2001)研究表明,硒足夠的實(shí)驗(yàn)小鼠接種柯薩奇病毒B(CVB3/0)不會(huì)產(chǎn)生心肌炎,而硒缺乏的實(shí)驗(yàn)小鼠接種該病毒則會(huì)引起心肌炎,推測(cè)缺硒導(dǎo)致病毒毒力發(fā)生了改變。硒缺乏除了導(dǎo)致病毒毒力增強(qiáng)外,還可能導(dǎo)致體內(nèi)病毒傳播中基因組發(fā)生改變,Melinda A.Beck等在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有意思的現(xiàn)象,從硒缺乏或基因敲除Gpx-1型小鼠體內(nèi)分離的CVB3/0病毒能感染硒足夠的小鼠而造成心肌炎,而CVB3/0病毒在對(duì)硒足夠的小鼠傳代實(shí)驗(yàn)中并不能致病。后來(lái)該實(shí)驗(yàn)組測(cè)序證實(shí),從硒缺乏或基因敲除小鼠體內(nèi)分離的BCV3/0病毒基因組有6個(gè)核苷酸位點(diǎn)發(fā)生改變。他研究硒對(duì)流感病毒的作用也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象,從缺硒小鼠分離的流感病毒M基因有29個(gè)核苷酸位點(diǎn)發(fā)生了改變并導(dǎo)致6個(gè)氨基酸發(fā)生了改變,這種病毒為何能在缺硒個(gè)體內(nèi)發(fā)生基因改變的機(jī)制值得進(jìn)一步探討。
研究表明硒對(duì)柯薩奇病毒、人類(lèi)免疫缺陷病毒、鼠乳腺腫瘤病毒、流感病毒及甲型肝炎病毒豬偽狂犬病毒,豬細(xì)小病毒等的感染有不同程度的抑制作用,與可能與促進(jìn)機(jī)體的免疫功能有關(guān),還可能與病毒引起的疾病的發(fā)生,發(fā)展及防治等都有密切的聯(lián)系。機(jī)體的免疫分為特異性免疫和非特異性免疫,特異性免疫又可分為體液免疫和細(xì)胞免疫。硒能保護(hù)胸腺、維持淋巴細(xì)胞活性,提高B細(xì)胞的抗體合成和T細(xì)胞的增殖,還能提高吞噬細(xì)胞的吞噬能力和殺菌能力。Melinda A.Beck等(2001)實(shí)驗(yàn)表明,與正常小鼠相比,缺硒小鼠感染流感H3N2型病毒會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的病理特征,病程也會(huì)延長(zhǎng)。機(jī)理研究進(jìn)一步表明,流感感染的缺硒小鼠的一些激素和細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)水平發(fā)生了改變,與正 常 小 鼠 相 比 ,RANTES,MIP-1α,MIP-1β,MIP-2,IP-10和MCP-1的表達(dá)水平都增加了。缺硒小鼠細(xì)胞因子IL-10,IL-13,IL-4,and IL-5表達(dá)量增加,而γ-IFN and IL-2表達(dá)量降低,可見(jiàn),缺硒小鼠趨向于TH2型免疫應(yīng)答,但健康小鼠抵抗流感病毒感染時(shí)趨向于TH1型免疫應(yīng)答。普遍認(rèn)為流感病毒的清除主要是依賴(lài)CD8+T細(xì)胞的清除作用,當(dāng)然在缺少CD8+T細(xì)胞時(shí),CD4+T細(xì)胞(分為T(mén)H1和TH2兩個(gè)亞型)也能清除流感病毒的感染,TH1型免疫應(yīng)答產(chǎn)生的細(xì)胞因子γ-IFN and IL-2會(huì)促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的產(chǎn)生,而TH2型免疫應(yīng)答產(chǎn)生的IL-10和IL-4則會(huì)抑制CD8+T細(xì)胞的產(chǎn)生。這進(jìn)一步解釋為何硒缺乏小鼠能抵抗流感病毒的感染,但是出現(xiàn)病情加重和病程延長(zhǎng)的現(xiàn)象。結(jié)果也表明,硒缺乏會(huì)改變了機(jī)體免疫應(yīng)答方式。
最近又有學(xué)者對(duì)缺硒型小鼠感染病毒后的基因組和原始病毒進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)個(gè)別與毒力有關(guān)的基因發(fā)生了核苷酸和氨基酸的突變。這提示我們,硒水平的變化,不僅改變機(jī)體的免疫應(yīng)答,而且還可能造成侵入病毒毒力和基因的改變,極有可能發(fā)現(xiàn)與硒抗病毒機(jī)制密切相關(guān)的新線索。
綜上,從酵母硒抗病毒機(jī)理入手,研究其體外對(duì)病毒的抑制作用,應(yīng)用于機(jī)體后對(duì)機(jī)體非特異性免疫和特異性免疫的影響。在此基礎(chǔ)上通過(guò)測(cè)定抗病毒后其單核細(xì)胞因子變化和谷胱甘肽氧化酶的變化評(píng)價(jià)酵母硒源的有效性和闡述抗病毒機(jī)理。以期為酵母硒的應(yīng)用以及營(yíng)養(yǎng)與病毒感染的關(guān)系研究提供借鑒。 □
[1]Gu,B.Q.Pathology of Keshan disease[J].Chin.Med.J.,1983,96:251~261.
[2]Beck,M.A.,Kolbeck,P.C.,Rohr,L.H.,Shi,Q.,Morris,V.C.,and Levander,O.A.Increased virulence of a human enterovirus(coxsackievirus B3)in selenium-deficient mice[J].J.Infect.Dis.,1994,170:351~357.
[3]Dhur,A.,Galan,P.,and Hercberg,S..Relationship between selenium,immunity and resistance against infection.Comp.Biochem[J].Physiol.-C:Comp.Pharm.Toxicol.1990,96:271~280.
[4]鄧岳松,陳權(quán)軍.納米元素硒對(duì)豬偽狂犬病毒體外增殖抑制作用的初步研究[J].山東畜牧獸醫(yī),2009,149(6):3~4.
[5]魏戰(zhàn)勇,崔保安,黃克和,等.硒蛋氨酸對(duì)豬細(xì)小病毒體外增殖的抑制作用[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,28(2):147~149.
[6]Beck M A,EsworthyR S,HoY S,et a1.Glutathione peroxidase protects mice from viral induced myocarditis[J].FASEB J,1998,12:l143~l149.
[7]王玉娥,龔晨睿,田 潔.酵母硒對(duì)小鼠腫瘤生長(zhǎng)和機(jī)體非特異性免疫功能的影響[J].公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué),2006,l7(4):91~92.
[8]Huang K H,Yang S G.Inhibitory effect of selenium on Crypmsporidium parvum infection in vitro and in vivo[J].Biol Trace Elem Res,2002,90(13):261~272.
[9]趙仰星,徐光祿,薛文嵐,等.克山病病區(qū)糧喂養(yǎng)大鼠對(duì)硒酵母硒的相對(duì)生物利用度[J].西安醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),1992,13(2):126~130.