加拿大養(yǎng)豬業(yè)面臨的風(fēng)險(xiǎn)和解決方案

動(dòng)物飼料常常受到由多種霉菌污染物的次級(jí)代謝產(chǎn)生的多個(gè)霉菌毒素污染。霉菌毒素可以在作物還在田地里生長(zhǎng)時(shí)侵入到籽粒中。此外，霉菌的生長(zhǎng)還可發(fā)生在谷物儲(chǔ)存于飼料加工廠或者農(nóng)場(chǎng)時(shí)。霉菌可感染各種飼料原料，如玉米、小麥、大麥和油料飼料。據(jù)世界糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）估計(jì)，全世界有20 %的農(nóng)產(chǎn)品有不同程度的霉菌毒素污染。霉菌毒素的產(chǎn)生會(huì)因多種因素的影響而增多，包括基質(zhì)的含水量（10 %～20 %）、相對(duì)濕度（≥70 %）、溫度（0 ℃～50 ℃，取決于霉菌種類）以及含氧量等。除了在加拿大存在較少的黃曲霉毒素外，養(yǎng)豬業(yè)面臨的霉菌毒素主要有4種：玉米赤霉烯酮（Zearalenone）、赭曲霉毒素A（Ochratoxin A）、煙曲霉毒素B1（Fumonisin B1）以及單端孢霉烯族毒素類[Trichothecenes，如T-2/HT-2毒素和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol）]。

玉米赤霉烯醇是一種由多種鐮刀菌屬的霉菌產(chǎn)生的非甾類雌激素類霉菌毒素。許多鐮刀菌屬產(chǎn)毒性霉菌是谷類作物的主要病原菌，可造成小麥和大麥的枯白穗以及玉米的棒腐病。僅含低到1.0 mg/kg玉米赤霉烯醇的日糧就可能會(huì)造成母豬雌激素過(guò)高癥狀。這類雌激素樣作用包括：不發(fā)情、流產(chǎn)、胚胎和胎兒死亡增高、PGF2α誘情方案失敗以及產(chǎn)死胎和八字腿仔豬比例升高。后備母豬比成年母豬更敏感。由加拿大食品檢驗(yàn)局（Canadian Food Inspection Agency，CFIA）制定的豬飼料中玉米赤霉烯醇推薦容忍水平低于1 mg/kg飼料。然而，歐洲食品科學(xué)委員會(huì)（European Union Scientific Committee on Food）制定的短期耐受攝入量為每日0.2 μg/kg。

赭曲霉毒素A由曲霉屬（A. ochraceus）和青霉菌屬（P. verrucosum和P. carbonarius）的細(xì)菌產(chǎn)生。如果被豬長(zhǎng)期攝入，這種毒素將污染大部分食用部位。赭曲霉毒素A中毒的主要癥狀包括：生長(zhǎng)速度和飼料轉(zhuǎn)化率降低。肝功能受損，但是主要影響腎臟，造成間質(zhì)纖維化。飲水量和排尿量增多（煩渴和尿頻）是該病癥的特征。對(duì)于幼齡豬來(lái)說(shuō)，可能會(huì)出現(xiàn)腎水腫和全身僵直。豬日糧中赭曲霉毒素A的推薦容忍水平為：低于0.2 mg/kg以防腎損傷，2 mg/kg以防生長(zhǎng)速度減慢。

作物中含量最高的煙曲霉毒素是B1（Fumonisin B1，F(xiàn)B1），它是由串珠鐮孢菌產(chǎn)生的。肺水腫、肺積液已在豬煙曲霉毒素中毒病案中發(fā)現(xiàn)，伴隨著肝損傷和免疫機(jī)能減弱。美國(guó)推薦的豬煙曲霉毒素容忍水平為10 mg/kg。

T-2毒素和HT-2毒素是由多種鐮孢菌屬真菌產(chǎn)生的霉菌毒素。豬攝入的量達(dá)一定水平后，會(huì)出現(xiàn)拒食、體重減輕、免疫抑制進(jìn)而對(duì)疾病的易感性增加、繁殖機(jī)能紊亂以及仔豬出生后死亡率升高。對(duì)于這些霉菌毒素，CFIA制定的推薦容受濃度為1.0 mg/kg。

在上述霉菌毒素中，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）亦被稱作嘔吐毒素（Vomitoxin），是加拿大生產(chǎn)的谷物中最常見(jiàn)的霉菌毒素。存在于大多數(shù)谷物中的霉菌毒素都不均勻，因此從許多谷物中采取的樣本中含量差異巨大，影響大多數(shù)谷物中霉菌毒素含量結(jié)果的可靠性。正因如此，在大多數(shù)情況下要100 %精確測(cè)定霉菌毒素濃度實(shí)際上是不可能的。

1 DON對(duì)豬生長(zhǎng)和繁殖性能的影響

霉菌毒素中毒通常很難發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槊咕舅貙?duì)動(dòng)物的影響千差萬(wàn)別，典型和非典型癥狀有所不同，非典型癥狀例如免疫抑制、腹瀉、出血或者生長(zhǎng)減慢和繁殖性能下降。豬對(duì)DON毒素非常敏感，由于谷物在豬日糧中的比例較高，因此豬會(huì)頻繁接觸這種霉菌毒素。

就豬而言，飼料轉(zhuǎn)化率降低和增重減慢是攝入自然污染飼料中的鐮刀菌屬毒素如DON后的主要臨床表現(xiàn)。這些影響最近被我們的研究結(jié)果所證實(shí)：斷奶仔豬逐漸飼喂含有鐮刀菌屬毒素的日糧，采食量和體增重呈線性降低；當(dāng)日糧中DON含量高于2.0 mg/kg時(shí)，增重減少和采食量下降表現(xiàn)極為顯著。該值與美國(guó)食品與藥品管理局獸醫(yī)中心和加拿大食品監(jiān)督局發(fā)布的建議水平一致，它們建議豬日糧中DON含量不應(yīng)超過(guò)1.0 mg/kg。

Etienne（2007）發(fā)表的綜述顯示，當(dāng)日糧中DON濃度達(dá)到1.0 mg/kg時(shí)，含量每增加1 mg/kg，豬飼料轉(zhuǎn)化率將下降4 %～5 %，增重減少7 %。這種增重的減慢對(duì)于25 kg～125 kg的豬來(lái)說(shuō)，意味著每頭豬要多飼養(yǎng)9 d才能夠達(dá)到屠宰體重，或者對(duì)于一個(gè)1 000頭母豬規(guī)模的豬場(chǎng)來(lái)說(shuō)，每年要少出欄190頭豬（在全價(jià)料中DON在1.0 mg/kg基礎(chǔ)上每增加1 mg/kg）。

母豬攝入DON后，繁殖性能會(huì)發(fā)生改變。多項(xiàng)研究報(bào)道，由于日糧污染了低水平的DON，母豬的繁殖能力受到了不良影響。近期的研究表明，母豬在35 d中經(jīng)日糧攝入4.4 mg～9.6 mg DON/kg，其自身及其子代臨床表現(xiàn)無(wú)顯著影響，但是發(fā)現(xiàn)毒素通過(guò)胎盤轉(zhuǎn)入胎兒組織。

2 DON和免疫反應(yīng)

豬攝入DON后可能會(huì)造成免疫損傷，降低對(duì)傳染病的抵抗力；然而，這些作用因攝入的劑量和攝入的頻率不同而有所差別。眾多研究表明，單端孢霉烯，如DON，既可以成為免疫刺激劑也可以是免疫抑制劑，這取決于攝入的劑量。體外試驗(yàn)表明，在豬巨噬細(xì)胞中，低濃度的DON能夠上調(diào)TNFα、IL-6、IL-1α和COX-2的表達(dá)，從而起到免疫刺激作用。與此相反，高濃度的DON可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞的凋亡，表明其具有免疫抑制作用。由DON造成的免疫抑制有降低動(dòng)物抵抗傳染性疾病能力的趨勢(shì)。

養(yǎng)豬業(yè)面臨許多會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)有很大影響以及對(duì)全球養(yǎng)豬生產(chǎn)利潤(rùn)構(gòu)成顯著危害的疾病。在這些疾病中，豬繁殖與呼吸綜合征（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS）、豬圓環(huán)病毒相關(guān)疾?。≒orcine Circovirus-associated Disease，PCVAD）是困擾北美養(yǎng)豬業(yè)最重要的兩種病毒性疾病。PRRS病毒（PRRSV）能夠造成豬食欲減退、發(fā)燒以及嗜睡。對(duì)母豬來(lái)說(shuō)，繁殖障礙的主要特征為懷孕后期流產(chǎn)、死胎和/或早產(chǎn)數(shù)增多、弱仔。此外，由PRRSV造成的呼吸問(wèn)題（咳嗽和呼吸困難，由于繼發(fā)性細(xì)菌感染而加重）往往在幼齡仔豬身上表現(xiàn)更為嚴(yán)重，但是可以影響所有年齡段的豬。我們?cè)缦鹊难芯勘砻?，攝入含有高濃度DON的日糧，可大大加重PRRSV感染的反應(yīng)，表現(xiàn)為體重減輕、肺部損傷和死亡率升高，對(duì)病毒的增殖無(wú)顯著提高，反而有降低的趨勢(shì)（圖1）。這些結(jié)果表明，豬飼喂含高濃度霉菌毒素的日糧后，更易受到PRRSV的侵襲，同時(shí)DON造成的食欲減退可能和PRRSV造成的食欲減退作用有疊加效應(yīng)。另一方面，豬圓環(huán)病毒2型（Porcine Circovirus 2，PCV 2）參與PCVAD的發(fā)病機(jī)理，造成呼吸困難、增重變差以及衰竭綜合征。早先的研究表明，通過(guò)實(shí)驗(yàn)性單一感染PCV2很難復(fù)制PCV相關(guān)疾病嚴(yán)重的臨床癥狀。我們的研究結(jié)果表明，DON并不是PCV2相關(guān)疾病的強(qiáng)增效劑，盡管它能加快病毒在肺部的增殖。

免疫接種是控制PRRSV和PCV 2感染的主要手段。迄今為止，圍繞此二種疾病已開發(fā)出了許多疫苗，包括由強(qiáng)野毒株經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)減毒后制成的活疫苗、PRRSV弱毒株的滅活苗以及可以表達(dá)特定蛋白的亞單位疫苗。基于PCV2a基因型的滅活苗和亞單位疫苗已經(jīng)供應(yīng)市場(chǎng)，且研究表明可有效降低商業(yè)化豬場(chǎng)的豬死亡率，并提高其生長(zhǎng)參數(shù)。

已有實(shí)驗(yàn)證明DON能夠改變豬對(duì)于卵清蛋白（一種實(shí)驗(yàn)性抗原）的免疫應(yīng)答反應(yīng)。此外，我們的試驗(yàn)表明，1.5 mg/kg和3.5 mg/kg的DON能夠降低豬實(shí)驗(yàn)性感染PRRSV（圖2）和PCV2（圖3）后的抗體應(yīng)答水平。因此，這些疫苗的免疫效果也許會(huì)相應(yīng)地受到日糧中DON水平的影響（高濃度的DON對(duì)免疫接種反應(yīng)影響更大）。這為開發(fā)能夠消除或減輕DON危害并能維護(hù)對(duì)PRRSV和PCV2的免疫應(yīng)答反應(yīng)及保護(hù)力的抗霉菌毒素添加劑打來(lái)了一扇門。

3 DON、飼料添加劑和抗氧化劑

當(dāng)飼料受到DON污染后，養(yǎng)豬生產(chǎn)者在減輕其對(duì)動(dòng)物造成的不利影響方面能采取的措施非常有限。使用飼料添加劑、將污染飼料與未污染飼料混合或者將污染飼料用于敏感性低的動(dòng)物（如反芻動(dòng)物）是僅有的選擇，但這些方法均需要投入。然而，這一投入是由生產(chǎn)者獨(dú)立承擔(dān)的。同時(shí)攝入多種霉菌毒素，可能會(huì)引發(fā)交互影響的毒性作用。對(duì)于豬來(lái)說(shuō)，同時(shí)攝入DON和煙曲霉毒素B1或者DON和鐮刀菌酸，會(huì)產(chǎn)生協(xié)同或疊加的相互影響效應(yīng)，并會(huì)對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響。

本研究試圖用多種手段來(lái)解毒或凈化飼料中的霉菌毒素，初見(jiàn)成效。其中一種清除飼料中霉菌毒素的方案是在日糧中添加非營(yíng)養(yǎng)性吸附劑，如可牢牢吸附霉菌毒素的鋁硅酸鹽或活性炭，或者被認(rèn)為能夠在動(dòng)物胃腸道中吸附或降解霉菌毒素的酵母細(xì)胞壁產(chǎn)物或酶類物質(zhì)和細(xì)菌。

加拿大尚無(wú)經(jīng)聯(lián)邦批準(zhǔn)的霉菌毒素吸附劑或解毒劑類飼料添加劑；在投放市場(chǎng)前，其功效仍需證實(shí)。然而，一些飼料公司和生產(chǎn)者正利用這些產(chǎn)品作為霉菌毒素拮抗劑。因此，有必要為供應(yīng)商、飼料營(yíng)養(yǎng)師和獸醫(yī)制定標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，以便充分評(píng)估不同飼料添加劑對(duì)動(dòng)物健康和生長(zhǎng)性能的影響。拉瓦爾大學(xué)Guay等未發(fā)表的數(shù)據(jù)表明，加拿大大多數(shù)獲批的飼料添加劑不能恢復(fù)動(dòng)物的增重、采食量、腸絨毛長(zhǎng)度，或者降低豬血清中的DON濃度。最近，有研究表明，一種商業(yè)上純化和活化的硅酸鹽類物質(zhì)能減輕天然污染DON和ZEA對(duì)初情期前后備母豬的毒害作用。這些令人振奮的結(jié)果應(yīng)該在DON污染和病毒感染（如：PRRS和PCV）共存的情況下進(jìn)行驗(yàn)證。

在DON的許多毒害作用中，氧化應(yīng)激已經(jīng)通過(guò)許多動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行了研究，包括肝細(xì)胞和腸道細(xì)胞。這種氧化應(yīng)激表明產(chǎn)生了大量活性氧簇，并需要使用抗氧化劑。另一方面，經(jīng)抗氧化劑（如黃酮類或葉黃素）處理的細(xì)胞可以防止它們的死亡。所以，通過(guò)添加抗氧化物質(zhì)來(lái)控制由DON引起的豬氧化應(yīng)激反應(yīng)是可行的。

原題名：DON：Canadian Risks and Solutions for Pigs （英文）

原作者：Christian Savard和Younes Chorfi（魁北克蒙特利爾大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院）