噴霧干燥血漿對(duì)牛免疫系統(tǒng)的作用

成大勇 （內(nèi)蒙古赤峰市家畜改良工作站 024031） 翁善鋼 （外高橋出入境檢疫局 上海）

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噴霧干燥血漿對(duì)牛免疫系統(tǒng)的作用

成大勇 （內(nèi)蒙古赤峰市家畜改良工作站 024031） 翁善鋼 （外高橋出入境檢疫局 上海）

噴霧干燥血漿是一種經(jīng)過收集處理后仍然保持各種蛋白質(zhì)的功能特性的混合物。不少研究顯示牛在人工感染各種細(xì)菌、病毒或者寄生蟲的情況下，如果使用來源于豬或者牛的噴霧干燥血漿可以減少疾病的發(fā)病率和死亡率。

噴霧干燥血漿(Spray-dried plasma，SDP)是一種經(jīng)過收集處理后仍然保持各種蛋白質(zhì)的功能特性的成分。噴霧干燥血漿是多種蛋白的功能成分的混合物，包括免疫球蛋白、白蛋白、纖維蛋白原、血脂、生長(zhǎng)因子、生物活性肽(防御素，轉(zhuǎn)鐵蛋白)，酶以及其他具有生物活性的因子。SDP主要被用作混合干飼料的一種組成成分或者代乳品。SDP已被廣泛用于牛飼料中，有助于提高犢牛的采食量，促進(jìn)生長(zhǎng)以及飼料轉(zhuǎn)化效率的增加。此外，不少研究牛(豬、牛、禽以及蝦等)在人工感染各種細(xì)菌、病毒或者寄生蟲的情況下，如果使用SDP可以減少疾病的發(fā)病率和死亡率。本文將主要介紹SDP調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的機(jī)制以及如何將SDP應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

1 SDP的作用機(jī)制

（1）Coffey等(2001)報(bào)道稱，斷乳仔豬飼喂SDP之后，平均體重增重、采食量以及飼料轉(zhuǎn)化效率可分別增加25%，21%和4%。SDP促進(jìn)生長(zhǎng)以及采食量增加很難只從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度解釋。Ermer等(1994)報(bào)道稱，與日糧中添加脫脂奶相比，日糧中添加SDP后，日糧的適口性以及采食量都增加了。這說明SDP促進(jìn)生長(zhǎng)的一個(gè)重要原因是其具有較好的適口性。不過，Jiang等(2000)報(bào)道稱，飼喂SDP后日糧中蛋白質(zhì)的利用率提高，減少了腸道氨基酸代謝，降低了血漿中尿素氮的濃度。此外，還有研究人員指出SDP能夠減少小腸固有層細(xì)胞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而減少了局部炎癥。（2）動(dòng)物暴露于各種病原微生物的情況下，SDP的有益作用更為明顯。不少研究顯示，給動(dòng)物人工感染各種細(xì)菌(大腸桿菌、沙門氏菌、多殺性巴氏桿菌)，病毒(輪狀病毒、冠狀病毒、白斑病病毒)或者寄生蟲(隱孢子蟲)的情況下，飼喂?；蜇i源性的SDP能夠減少各種動(dòng)物(豬、牛、雞、蝦)疾病的發(fā)病率和死亡率。（3）不少研究認(rèn)為經(jīng)口攝入SDP可以減少或者調(diào)解炎癥反應(yīng)的過度刺激。Touchette等報(bào)道稱，仔豬經(jīng)口攝入SDP后，各種組織(下丘腦，垂體，腎上腺，脾，胸腺，肝)中的多種細(xì)胞因子(TNF-α，白細(xì)胞介素-1β，IL-6)的mRNA表達(dá)減少了(Touchette，2002)。Bosi等(2004)報(bào)道稱，被人工感染腸毒素大腸桿菌K88菌株的仔豬飼喂SDP后，炎癥癥狀會(huì)緩解，唾液分泌的IgA也減少，腸粘膜損傷也會(huì)降低。此外，腸道內(nèi)的促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)也相應(yīng)減少。SDP預(yù)防大腸桿菌感染的主要機(jī)制可能是通過保持粘膜的完整性，提高特異性抗體防御機(jī)制和減少腸道炎癥。Nofrarías等(2006)報(bào)道，給斷乳仔豬飼喂SDP后，仔豬的炎癥反應(yīng)減少了，主要表現(xiàn)為上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，大腸固有層的細(xì)胞密度降低。上述的研究報(bào)道所顯示出SDP的主要作用機(jī)制為減少致病微生物的附著、粘附以及復(fù)制，促進(jìn)組織修復(fù)，降低全身或局部的炎癥反應(yīng)?？傊?，日糧中SDP促進(jìn)生長(zhǎng)的機(jī)制主要涉及到對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。但免疫系統(tǒng)激活的程度有可能限制促生長(zhǎng)的能源的利用，改變腸屏障的結(jié)構(gòu)完整性，并限制其他生產(chǎn)功能(如生長(zhǎng)、繁殖、懷孕)。

2 SDP對(duì)腸道炎癥以及腸屏障維持的影響

（1）腸道炎癥可引起水腫，白細(xì)胞浸潤(rùn)，血管擴(kuò)張，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收減少，由腸屏障功能的改變引起的上皮通透性增加，免疫系統(tǒng)激活等多種后果。（2）為了進(jìn)一步研究SDP 對(duì)腸道特異性免疫反應(yīng)的作用，Pérez-Bosque等(2004)專門建立了用于評(píng)估腸道炎癥時(shí)SDP作用的大鼠模型。大鼠被人工感染了金黃色葡萄球菌腸毒素B(Staphylococcus aureus enterotoxin B，SEB)。SEB是一種強(qiáng)有力的免疫系統(tǒng)激活物。SEB通過交聯(lián)主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)-II類分子和T細(xì)胞受體(T-cell receptor，TCR) β鏈的可變區(qū)可以活化較高比例數(shù)量的T細(xì)胞。（3）盡管被人工感染了SEB，大鼠的采食以及生長(zhǎng)率未受影響，僅顯示出了輕微的炎癥反應(yīng)。飼喂了SDP的大鼠可以觀察到糞便中的水分含量變少，γ和δ-T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，腸道相關(guān)淋巴組織(gut associated lymphoid tissue，GALT)中細(xì)胞毒性細(xì)胞的比例降低。而感染SEB的同時(shí)被飼喂了SDP的大鼠則可觀察到腸道免疫激活減少。（4）Garriga等(2005)使用相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨?bào)道稱，SDP降低SEB對(duì)大鼠腸道葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)作用主要是由鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(sodium glucose transporter 1，SGLT1)在腸絨毛中的表達(dá)增加所決定的。人工感染SEB的大鼠飼喂SDP后，葡萄糖的吸收增加8%~ 9%，這顯示動(dòng)物飼喂SDP后可以改善營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。（5）腸道炎癥可被細(xì)胞因子或其他促炎介質(zhì)所介導(dǎo)。大鼠注射SEB后，各種GALT內(nèi)的促炎細(xì)胞因子(如IL-6，IFN-γ和TNF-α)都會(huì)增加。但日糧中添加SDP后能夠減少由SEB誘導(dǎo)產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子的數(shù)量。此外，添加SDP還能夠增加IL-10的分泌，IL-10是一種抗炎癥細(xì)胞因子。因此，SDP減少SEB誘導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子的數(shù)量是通過提高L-10的分泌來實(shí)現(xiàn)的。（6）免疫系統(tǒng)對(duì)應(yīng)激以及接觸病原微生物后的反應(yīng)可以刺激大腦產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，從而減少動(dòng)物進(jìn)食的欲望。通過與生長(zhǎng)激素和胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factor，IGF-1)相互作用還可以抑制細(xì)胞生長(zhǎng)(Kelley，2004)。SDP減少促炎細(xì)胞因子的過度刺激是SDP改善動(dòng)物采食，減少疾病以及其他應(yīng)激因素的負(fù)面作用的主要機(jī)制。

3 SDP與犢牛生產(chǎn)的關(guān)系

（1）有各種應(yīng)激因素(如疾病，混合感染，熱應(yīng)激，斷奶等)引起的免疫活化能夠影響各種重要生產(chǎn)功能如生長(zhǎng)，瘦肉沉積，繁殖以及泌乳等。根據(jù)動(dòng)物免疫激活和/或應(yīng)激程度的不同，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)泌乳減少或者懷孕障礙等問題(Erlebacher等, 2004)。維持腸屏障的功能能夠部分減少免疫系統(tǒng)的激活，從而減少與各種應(yīng)激有關(guān)的損失。（2）Quigley等(2003)將36頭未食初乳的3日齡荷斯坦公牛犢人工感染了大腸桿菌K99菌株。犢牛分別飼喂不含添加劑的代乳品，抗生素類添加劑(新霉素和土霉素)以及含量為3.3%的SDP。經(jīng)口感染了大腸桿菌的犢牛都表現(xiàn)出了腸道感染的相關(guān)癥狀，但是日糧中含有抗生素和SDP的牛犢的死亡率和發(fā)病率都要遠(yuǎn)低于飼喂了代乳品的犢牛。（3）Hunt等(2002)將24頭8日齡的犢牛人工感染了108個(gè)的隱孢子蟲(Crytosporidium parum)卵囊。與此同時(shí)，犢牛被飼喂了大豆?jié)饪s蛋白或者SDP。犢牛經(jīng)口感染卵囊后，通過糞便排出的卵囊數(shù)量明顯增加，出現(xiàn)了腹瀉癥狀，腸道通透性增加，腸絨毛表面積減少，腸道乳糖酶活性降低。但飼喂了SDP的犢牛與未飼喂的SDP的犢牛相比，卵囊的排泄數(shù)量，出現(xiàn)腹瀉癥狀的天數(shù)以及腸道通透性分別降低了33%、33%和30%。小腸絨毛的表面積增加15%，感染后恢復(fù)到正常狀態(tài)的時(shí)間也更短。SDP通過減少隱孢子蟲的數(shù)量，促進(jìn)腸道修復(fù)，減少感染來降低由隱孢子蟲帶來的負(fù)面影響。（4）Arthington等(2003)將12頭0齡的荷斯坦公犢牛經(jīng)口感染了牛冠狀病毒。同時(shí)在犢牛的日糧中添加0或160gSDP。結(jié)果顯示與日糧中未添加SDP的犢牛相比，日糧中添加SDP后能夠明顯改善犢牛的紅細(xì)胞壓縮體積，呼吸速率以及采食量。（5）熱應(yīng)激可以破壞腸屏障功能，是一種重要的環(huán)境應(yīng)激因素，能夠?qū)е履c漏，增加血清內(nèi)毒素。當(dāng)腸屏障功能被破壞時(shí)，能夠刺激免疫系統(tǒng)，減少腸道的功能(如營(yíng)養(yǎng)吸收)，最終影響生產(chǎn)功能。有研究對(duì)美國(guó)西部地區(qū)商業(yè)化牛場(chǎng)中的犢牛在熱應(yīng)激環(huán)境下日糧添加SDP進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。多年來，犢牛在炎熱的夏季死亡率上升的主要原因就是熱應(yīng)激。然而日糧中添加SDP后，犢牛在夏季的死亡率降低了2%。而以往死亡率4.3%。臨床觀察還發(fā)現(xiàn)，飼喂了SDP的犢牛精神狀態(tài)更佳，在炎熱的下午更愿意及時(shí)飲水了(Lambert，2004)。

總之，SDP能夠減少對(duì)動(dòng)物免疫反應(yīng)的過度刺激，減少用于支持免疫反應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以被用于生產(chǎn)的目的。SDP調(diào)節(jié)炎癥和腸屏障功能的機(jī)制對(duì)犢牛具有較明顯的作用。隨著研究的深入，組成SDP的各種蛋白質(zhì)的具體作用將被進(jìn)一步闡明。

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（2015–05–18）

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