預(yù)防禽壞死性腸炎和球蟲病的日糧策略

壞死性腸炎和球蟲病是影響全球養(yǎng)禽業(yè)的重要疾病。在日糧中添加丁酸可以作為控制這2種疾病的一個(gè)解決方案。本文我們將介紹有關(guān)此方面的一些最新認(rèn)識(shí)和研究進(jìn)展。

中圖分類號(hào)：S855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2016）08-0049-03

在養(yǎng)禽業(yè)中，盈利與虧損間的差異通常取決于傳染性疾病的發(fā)病率。球蟲病和壞死性腸炎因會(huì)造成生產(chǎn)損失、提高動(dòng)物的死亡率、增加獸醫(yī)和用藥成本、降低家禽福利水平、提高人類食品污染的幾率而成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。雖然這兩種疾病具有不同的病理學(xué)，但是它們能夠表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，因?yàn)閴乃佬阅c炎的發(fā)生主要依賴于球蟲造成的腸道損傷?？骨蛳x藥和傳統(tǒng)的抗生素可用于控制家禽的致病壓力。但是，耐藥性蟲株的出現(xiàn)，尤其是長(zhǎng)時(shí)間使用藥物后，都是一個(gè)棘手的問題。因此，養(yǎng)禽業(yè)需要尋求可以控制球蟲和壞死性腸炎的替代性管理措施和日糧策略。其中一種可行的日糧策略是添加丁酸，丁酸是腸道上皮細(xì)胞的一種能量來源，可以增強(qiáng)腸道的屏障功能。

1 禽球蟲病

球蟲病帶來的主要問題在于該病不是由單一的艾美爾屬球蟲引起的。如圖1所示，該病是由侵襲腸道不同部位的多種艾美爾屬球蟲混合感染造成的。這些細(xì)胞內(nèi)的寄生蟲會(huì)侵襲并破壞宿主的腸道上皮細(xì)胞，給腸壁造成嚴(yán)重的損傷。已知可感染家禽的球蟲有9種艾美爾球蟲，其中僅5～7種與商業(yè)化生產(chǎn)的家禽疾病有關(guān)。然而，早熟艾美爾球蟲（E. praecox）感染被認(rèn)為幾乎不會(huì)引發(fā)病理學(xué)癥狀，堆型艾美耳球蟲（E. acervulina）以及和緩艾美爾球蟲（E. mitis）會(huì)引起輕度腸炎，隨后造成體液丟失和營(yíng)養(yǎng)吸收障礙。在更為嚴(yán)重的病例中，布氏艾美爾球蟲（E. brunetti）和巨型艾美爾球蟲（E. maxima）會(huì)引發(fā)感染雞腸壁出現(xiàn)炎癥，伴有局部出血和腸上皮脫落，或毒害艾美爾球蟲（E. necatrix）和柔嫩艾美爾球蟲（E. tenella）會(huì)導(dǎo)致感染雞腸絨毛完全破壞，造成大面積出血和死亡。大多數(shù)高致病性球蟲會(huì)侵害消化道后段。艾美爾球蟲的生命周期相對(duì)較短，為4 d～6 d，包括2個(gè)發(fā)育階段：體外階段（在糞便中）和體內(nèi)階段（在宿主消化道中）。體外階段始于未孢子化（非感染性）的卵囊經(jīng)糞便排出后；體外階段始于感染性卵囊被雞攝入體內(nèi)后。在肌胃的微環(huán)境中，子孢子從卵囊中脫囊逸出；隨后沿著消化道進(jìn)一步下行，該子孢子侵入并破壞腸上皮細(xì)胞，并開始其高效的生殖周期。該周期包含幾輪無性繁殖，隨后進(jìn)行性分化、受精和未孢子化卵囊的脫落。

2 免疫和日糧療法

良好的畜牧管理有助于降低致病性球蟲的傳播風(fēng)險(xiǎn)。有必要施以其他療法，尤其是針對(duì)宿主消化道內(nèi)更為精密的體內(nèi)階段。常用2種類型的抗球蟲藥，離子載體類藥物（離子載體）和化學(xué)合成類藥物（化學(xué)藥品）。通常，離子載體類藥物可通過干擾橫跨細(xì)胞膜的離子通道造成寄生蟲的死亡（殺球蟲藥）；而化學(xué)藥物通過阻礙寄生蟲的不同生物化學(xué)通路來抑制其增殖和生長(zhǎng)（球蟲病防治劑）。為減少耐藥性蟲株的出現(xiàn)，生產(chǎn)上常廣泛采取穿梭用藥或輪換用藥。然而，對(duì)替代方案的需求（如免疫接種和日糧療法）正在日益增強(qiáng)，因?yàn)閬碜哉块T和消費(fèi)者要求禁止向食品生物用動(dòng)物使用藥物的壓力在不斷增加。

3 疫苗的使用

除了攝入的孢子化卵囊數(shù)目外，球蟲病的嚴(yán)重程度還很大程度上取決于對(duì)病原免疫記憶的存在與否。早在1923年，Johnson就發(fā)表了首篇有關(guān)家禽對(duì)卵囊的抗性劑量并不取決于日齡而取決于其對(duì)該寄生蟲的早期接觸史的論文。如今，我們?nèi)酝ㄟ^使用活蟲苗（弱毒）來運(yùn)用該知識(shí)。從日糧的角度入手，可以運(yùn)用不同策略來抵抗球蟲。一些產(chǎn)品可以起到抗艾美爾屬球蟲的作用，如精油和植物提取物；其他產(chǎn)品則可以正向調(diào)節(jié)雞的免疫力；而益生元和益生菌可以改善腸道的正常菌群，從而降低繼發(fā)性感染（如產(chǎn)氣莢膜梭菌）的可能。添加抗氧化劑有助于受損腸道組織的恢復(fù)，從而減輕由受損細(xì)胞造成的氧化應(yīng)激的惡性循環(huán)；其他產(chǎn)品可以提高腸道的防御功能和黏膜的愈合能力，如甜菜堿、丁酸或蘇氨酸。

4 壞死性腸炎造成的損傷

禽球蟲病通常先于壞死性腸炎暴發(fā)，或與其同時(shí)發(fā)生。引發(fā)壞死性腸炎的病原是產(chǎn)氣莢膜梭菌。很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們通過在飼料中添加抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑（Antibiotic Growth Promoters，AGPs）來控制壞死性腸炎。目前，運(yùn)用既能有效抵抗艾美爾屬球蟲感染，又可抗擊產(chǎn)氣莢膜梭菌的常規(guī)治療用抗生素和抗球蟲藥來控制壞死性腸炎。但是，這種方法與減少畜產(chǎn)品中抗生素使用量的目標(biāo)相悖。了解壞死性腸炎的病理學(xué)和發(fā)病誘因?qū)⒂兄趯で箢A(yù)防性替代方法。壞死性腸炎通常發(fā)生在家禽出殼后 3周～4周。壞疽主要局限在小腸，且感染會(huì)造成急性臨床病癥或以亞臨床癥狀出現(xiàn)。在臨床病例中，雞群在育成期的最后幾周死亡率會(huì)上升，通常毫無預(yù)兆。急性發(fā)病時(shí)，死亡發(fā)生在1 h～2 h之內(nèi)，死亡率可高達(dá)50 %。發(fā)生亞臨床型壞死性腸炎的肉雞群并不表現(xiàn)出明顯的臨床癥狀，通常沒有死亡率高峰。腸黏膜的慢性損傷會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收不良，從而造成增重和飼料轉(zhuǎn)化率下降。在亞臨床情況中，采食量在傳染期可能會(huì)減少35 %。在某些案例中，腸道損傷可能會(huì)使產(chǎn)氣莢膜梭菌到達(dá)膽管和肝門靜脈。產(chǎn)氣莢膜梭菌在肝臟定植后會(huì)造成膽管性肝炎和肝臟病變，這些癥狀最終會(huì)在屠宰流水線上被發(fā)現(xiàn)。雖然，壞死性腸炎的臨床暴發(fā)可能會(huì)造成高死亡率，但亞臨床病癥引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失更大，因?yàn)樵摬≡谌怆u群中通常無法察覺。壞死性腸炎引起的實(shí)際經(jīng)濟(jì)損失不在于由感染造成的死亡家禽，而是由罹患該病并以亞臨床狀態(tài)活下來的家禽引起的損失。

5 促進(jìn)增殖的可用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

產(chǎn)氣莢膜梭菌常見于健康家禽的腸道菌群中。菌株的毒性取決于它的特性。產(chǎn)氣莢膜梭菌菌株根據(jù)其產(chǎn)生的4種主要毒素分為5個(gè)亞型（A到E）。A型梭菌會(huì)引發(fā)肉雞的壞死性腸炎，不過該型梭菌也見于健康家禽的腸道中。鑒于壞死性腸炎是一種由多種致病因素引發(fā)的疾病，其發(fā)生需要更多的發(fā)病誘因（圖2）。高水平的（動(dòng)物）蛋白或蛋白源吸收差與壞死性腸炎的高發(fā)有關(guān)，因?yàn)槲聪牡鞍资遣≡ㄈ绠a(chǎn)氣莢膜梭菌）的生長(zhǎng)基質(zhì)。小麥、黑麥、燕麥和大麥與壞死性腸炎的關(guān)系更緊密，因其含較高水平的難消化的水溶性非淀粉多糖，而玉米不是。除了飼料原料的選擇外，飼料顆粒的粒徑似乎也會(huì)影響腸道健康。與顆粒均勻的飼料相比，含有許多小粒徑和部分大粒徑顆粒的飼料更易誘發(fā)壞死性腸炎。飼喂程序的改變、其他疾病以及飼養(yǎng)密度的提高會(huì)增加雞群的應(yīng)激，并抑制雞的免疫狀態(tài)，使其對(duì)壞死性腸炎更易感。球蟲感染是一個(gè)重要發(fā)病誘因，因?yàn)榘罓柷蛳x造成的黏膜損傷會(huì)給產(chǎn)氣莢膜梭菌的增殖提供有利環(huán)境。致病性艾美爾球蟲與導(dǎo)致壞死性腸炎的產(chǎn)氣莢膜梭菌之間的協(xié)同作用 見圖3。值得注意的是產(chǎn)氣莢膜梭菌需要優(yōu)質(zhì)蛋白，因其增殖需要13種必需氨基酸。通過殺死上皮細(xì)胞，艾美爾球蟲會(huì)誘發(fā)血漿蛋白（A）的滲漏，而球蟲感染會(huì)加大黏液的產(chǎn)生（B）。這二種作用都會(huì)給產(chǎn)氣莢膜梭菌的生長(zhǎng)提供可利用的高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。產(chǎn)氣莢膜梭菌菌株的毒力主要取決于4個(gè)主要因素：產(chǎn)細(xì)菌素的能力、產(chǎn)細(xì)菌性膠原蛋白酶的能力、產(chǎn)毒素的能力以及黏附腸壁的能力。

6 NetB——一種非常規(guī)毒素

長(zhǎng)期以來，α毒素被視作可引發(fā)壞死性腸炎的產(chǎn)氣莢膜梭菌的主要毒力因子。近來，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型的毒素——NetB。該毒素似乎是通過在腸上皮細(xì)胞內(nèi)形成微孔造成細(xì)胞死亡而參與了壞疽的形成。致病性產(chǎn)氣莢膜梭菌菌株能夠與胞外基質(zhì)分子結(jié)合（F），這是許多腸道病原菌所采用的一種生存策略。正常健康的腸道上皮細(xì)胞并不接觸到這些胞外基質(zhì)分子。腸道由于受艾美爾球蟲（ECMMs）、NetB毒素和膠原蛋白酶的作用而受到損傷，產(chǎn)氣莢膜梭菌變得能夠更好地結(jié)合并在消化道內(nèi)定植，造成更為嚴(yán)重的病變。在不使用AGPs以及預(yù)防性或治療性措施下，控制壞死性腸炎的方案具有挑戰(zhàn)性。截至目前，沒有一種單一方案能夠控制產(chǎn)氣莢膜梭菌造成的壞死性腸炎。結(jié)合家禽舍內(nèi)良好的衛(wèi)生管理，通過免疫接種（抗產(chǎn)氣莢膜梭菌和球蟲）以及日糧介入能夠在一定程度上替代抗生素，維持生產(chǎn)并控制壞死性腸炎。采用低蛋白日糧或高吸收率的蛋白源，并聯(lián)合使用可以分解日糧中難消化組分的酶制劑，可以降低產(chǎn)氣莢膜梭菌在腸道中生長(zhǎng)的幾率。同時(shí)，如本文早先所提到的，使用可以控制球蟲的添加劑，是一種可以降低壞死性腸炎發(fā)病率的有利手段。

7 丁酸的多重作用

由艾美爾屬球蟲帶來的持續(xù)的免疫挑戰(zhàn)，同時(shí)并發(fā)產(chǎn)氣莢膜梭菌感染，使腸道上皮細(xì)胞層的屏障防御功能變得非常重要。丁酸是消化道中纖維發(fā)酵后自然產(chǎn)生的一種短鏈脂肪酸，視為腸細(xì)胞最為重要的能量來源，對(duì)重要的腸道功能發(fā)揮著多種有益作用。研究和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，單獨(dú)使用丁酸或再結(jié)合其他日糧措施，可以降低壞死性腸炎的發(fā)病率。丁酸會(huì)對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)生直接的抗菌作用，但這似乎并不是丁酸起效的主要機(jī)理。由發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸，甚至是聯(lián)合補(bǔ)充的丁酸源，消化道中的丁酸濃度也不會(huì)到達(dá)直接抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌生長(zhǎng)所需的水平。丁酸的積極作用可能更多地與其對(duì)家禽腸道功能的有益影響有關(guān)。在小腸中，丁酸會(huì)促進(jìn)腸絨毛的發(fā)育，改善腸道的形態(tài)學(xué)，增強(qiáng)腸道功能。再往下，丁酸是結(jié)腸偏愛的能源，并是脂類合成的主要前體，合成的脂類將與細(xì)胞膜結(jié)合。通過維持細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，丁酸有利于維持腸道屏障功能和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能。Ma等發(fā)現(xiàn)，因其在緊密連接和維持腸道完整性方面的積極作用，丁酸在腸道傷口愈合上起著重要作用。低濃度時(shí)，丁酸通過增加黏膜層中保護(hù)性黏蛋白和抗菌肽的釋放來增強(qiáng)腸道屏障功能。這些肽類也被稱為宿主防御肽（Host Defense Peptides，HDPs），它們對(duì)細(xì)菌、原蟲、囊膜病毒和真菌具有廣譜抗菌（蟲、毒）活性。HDPs能夠結(jié)合到微生物細(xì)胞膜上，并造成細(xì)胞膜的破裂，最后致微生物死亡。Van Immerseel研究小組發(fā)現(xiàn)了丁酸的另一種抗菌效應(yīng)，即脂肪酸能夠降低病原菌黏附到腸壁上的能力。最后一點(diǎn)，丁酸發(fā)揮著抗炎性因子的作用。調(diào)節(jié)雞的炎癥水平是阻止采食量下降的一種有效方法，從而減少壞死性腸炎發(fā)病過程中肌肉組織的斷裂。未包被的丁酸鹽能在小腸的首段直接被吸收，并不能到達(dá)小腸的后端。對(duì)日糧中丁酸鹽進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌唬窃撝舅崮茉谡麄€(gè)消化道靶向釋放的必要條件。

8 小結(jié)

自頒布飼用抗生素的禁用令后，由產(chǎn)氣莢膜梭菌造成的家禽壞死性腸炎已經(jīng)再次抬頭，并帶來了重大的經(jīng)濟(jì)損失。由于出現(xiàn)的耐藥菌株嚴(yán)重威脅著公眾健康，并影響著抗壞死性腸炎的長(zhǎng)期控制策略，因此必須找到可以控制壞死性腸炎的解決方案以替代常規(guī)的藥物控制法。營(yíng)養(yǎng)會(huì)顯著影響壞死性腸炎和其他早已存在的致病性球蟲的發(fā)病率。對(duì)日糧中的丁酸鹽進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒛z囊化，能確保丁酸在整個(gè)消化道中靶向釋放，從而維持腸道細(xì)胞的健康，增強(qiáng)由艾美爾屬球蟲和產(chǎn)氣莢膜梭菌損壞的黏膜屏障功能。