作者： 中国农业大学动物科技学院农业部饲料工业中心 孙鹏；李德发　　摘要：本文简要介绍了大豆中主要抗原物质大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白对幼龄畜禽致敏作用的研究现状，并对其机理进行了综述，同时对今后的研究方向和重点工作进行了初步探讨。　　大豆含有丰富的蛋白质和平衡的氨基酸，是人和畜禽优质的植物性蛋白源。但其中含有的抗原蛋白导致人和动物的过敏反应也越来越受到人们的关注。大豆抗原蛋白是指大豆及其制品中含有的一些大分子蛋白质或糖蛋白，可引起人或畜禽产生过敏反应，又称为致过敏因子。研究表明，大豆中主要的抗原物质有两种：大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。据报道，生大豆中具有抗原活性的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量分别占大豆总蛋白质含量的10％~20％和1％~2％。目前，在畜禽生产中，日粮过敏反应的现象也时常发生，在幼龄动物饲料中添加生大豆作为蛋白质来源会导致子猪、犊牛等的腹泻、肠黏膜细胞增生等一系列不良反应，严重的甚至导致死亡。随着大豆及其制品在动物饲料中的广泛应用，由大豆引起的食物过敏现象呈上升趋势。自二十世纪30年代首次发现大豆蛋白可引起婴儿腹泻、虚脱和肠道炎症反应以来，人们对大豆蛋白的研究便从未间断，现已从婴幼儿、子猪和犊牛对大豆蛋白的过敏反应现象逐渐深入到大豆抗原蛋白的致过敏机理研究。　　大豆抗原蛋白的组成结构　　大豆中约含35％～40%的蛋白质，根据沉降系数的不同可分为四大类，即2S、7S、11S和15S组分。其中，具有抗原性的蛋白主要包括大豆疏水蛋白、大豆壳蛋白、大豆抑制蛋白、大豆空泡蛋白、大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白等。前已述及，大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白是大豆中免疫原性最强的两种抗原蛋白，二者约占大豆蛋白的70％左右。　　大豆抗原蛋白致敏作用的研究现状　　研究表明，大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白主要引起子猪、犊牛等幼龄动物，特别是断奶子猪的过敏反应，并表现为腹泻症状。结果证实，大豆抗原蛋白使子猪血清中大豆抗原特异性抗体滴度升高，小肠绒毛萎缩，隐窝细胞增生，同时导致消化吸收障碍、生长受阻以及过敏性腹泻，并发现饲喂大豆蛋白的犊牛生长性能下降，同时血清中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白抗体滴度升高。进一步的研究证实，犊牛消化道内容物中存在完整的大豆球蛋白亚基和β-伴大豆球蛋白。大豆抗原蛋白致敏子猪小肠绒毛损伤，腹泻率明显升高，且皮肤试敏反应为阳性。由以往的试验可初步推测，大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白引起的过敏反应机制可能为：子猪或犊牛采食含大豆蛋白的日粮后，大部分大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白被降解为肽和氨基酸，少部分穿过小肠上皮细胞间或上皮细胞内的空隙完整地进入血液和淋巴，刺激肠道免疫组织，产生包括特异性抗原抗体反应和T淋巴细胞介导的迟发性过敏反应。前者刺激肥大细胞释放组胺，引起上皮细胞通透性增加和黏膜水肿，后者则引起肠道形态变化。尽管以上研究对大豆抗原蛋白的致敏作用有了一定了解，但其具体的作用方式和途径尚未清晰，还有待于进一步研究。　　大豆抗原蛋白致敏作用的深入研究　　以往的研究主要集中于整个大豆蛋白的共同作用，由于受到传统提纯方法所得样品产量少、纯度不高的限制，很少有试验单独探讨大豆球蛋白或β-伴大豆球蛋白对畜禽的致敏机理。由于在大豆蛋白中，具有免疫原性并导致人和畜禽过敏反应的仅为大豆蛋白中为数极少的一部分，因此，获得单个抗原蛋白并分别研究其对畜禽的致敏机理以辨明其中的抗原表位对于有针对性的消除其致敏作用具有极其重要的意义。为了细致深入地阐明大豆抗原蛋白导致人或畜禽致敏作用的活性部位及其发生原因，笔者实验室成功建立了大鼠和子猪致敏模型，为深入研究大豆抗原蛋白的致敏机理提供了有效工具。　　大豆球蛋白的致敏机理　　大豆球蛋白作为大豆中含量最高的抗原蛋白，在子猪致过敏反应中充当着重要的角色。过去的研究大多集中于它在食品加工中如何参与凝胶、发泡和乳化特性的形成。至于在畜禽过敏反应方面，则以大豆球蛋白的理化性质、对幼龄动物生长性能的影响等研究为主，而在以单个抗原蛋白为对象探讨其对动物的致过敏剂量和作用机理方面还很欠缺。鉴于此原因，并考虑到在所有幼龄动物中，子猪对大豆抗原的致敏反应最为敏感，因此，以子猪为动物模型对大豆球蛋白的致敏作用进行了研究。试验中向子猪日粮中添加不同剂量的大豆球蛋白纯品，评定了子猪的生产性能，进行了皮肤试敏试验，测定了血清中IgE、IgGl以及细胞因子水平，同时测定了小肠中IgE浓度、肥大细胞数目和组胺含量等指标。结果表明，大豆球蛋白引起子猪的过敏反应是由IgE介导的Th2,型免疫反应，导致过敏子猪肠道肥大细胞数量和组胺释放量的增加，造成肠道上皮细胞通透性增加，影响肠道正常功能，导致消化吸收障碍、生长受阻以及过敏性腹泻。研究表明，子猪发生过敏反应的程度与大豆球蛋白的剂量相关，相对高剂量可导致更为严重的免疫反应。　　β-伴大豆球蛋白的致敏作用　　目前，笔者所在的研究小组对β-伴大豆球蛋白致敏作用的研究已经深入到了亚基水平。用免疫亲和层析、基因表达的方法分别获得了纯度大于93％和99％的β-伴大豆球蛋白及其α’亚基。这些高纯度样品的成功获得为后续研究奠定了基础。为了探讨大豆抗原蛋白致敏作用的内在机制，以大鼠为实验动物建立了过敏反应模型，将体内与体外试验相结合，系统研究了β-伴大豆球蛋白及其α’亚基对大鼠的致敏作用。结果发现，在灌服β-伴大豆球蛋白及其α’亚基后，大鼠的IgE和IgGl抗体浓度显著升高(p<0.05)，肠道中肥大细胞数量增加，肥大细胞脱粒现象明显；肠道组织中组胺的释放率和释放量增加；淋巴细胞过度增殖，CD4+T细胞显著升高，血液和脾脏中的IL-2，IL-4和IL-5的分泌量增加。这些免疫反应最终引起小肠炎症及上皮细胞变性坏死，造成免疫功能和组织器官的损伤及消化吸收不良。因此可以初步推断，β-伴大豆球蛋白是诱发大鼠免疫机能紊乱而导致过敏反应发生的。该试验还首次证实了β-伴大豆球蛋白的α’亚基在过敏反应中起着重要作用。　　目前已经证实，大豆球蛋白G1亚基的酸性多肽连和β-伴大豆球蛋白中均含有IgE结合区域，可以抵制热加工和消化酶的作用，进入机体后通过消化道黏膜被原样吸收进入血液循环系统，刺激体内IgE抗体的生成。生成的IgE抗体迅速与消化道及全身各组织中的肥大细胞结合，使机体处于致敏状态。当机体再次摄入相同抗原，这种结合了肥大细胞的IgE抗体与相应抗原再度结合后，激活肥大细胞，使之脱颗粒并释放生物活性介质。　　前景展望　　作为畜禽主要饲料原料的大豆在现实生产中发挥着极其重要的作用。但大豆中存在的抗原蛋白是限制大豆利用效率的关键因素之一。以往消除大豆抗原蛋白的致敏作用多集中于研究开发加工处理生大豆的方法，如热处理，膨化加工处理，热乙醇处理以及酮制剂处理等，然而，由于大豆抗原蛋白是热稳定的抗营养因子，以上加工方法还不足以生产零抗原或低抗原大豆。目前，利用基因敲除法将大豆中表达抗原表位的基因去除以培育出无抗原物质的大豆蛋白日益受到人们的关注，然而转基因大豆的安全性问题还需要进一步的研究证实。目前，大豆抗原蛋白的理化特性逐渐被认识，其致敏作用的机制也逐渐被揭示。尽管如此，许多深层次的重要问题目前仍未得到解决。要真正全面系统地阐释大豆抗原蛋白在动物体内的相关作用机理还需要不断地从动物医学、免疫学、营养学、分子生物学和蛋白质组学等方面深入探讨。只有这些研究从理论上获得全面突破，才能实现在生产中掌握灭活大豆抗原物质活性的方法，有效监控大豆制品的质量以及保障大豆制品在人类食品和畜禽饲料中的安全与高效利用。