益生菌在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用

楊桂連 ， 王春鳳

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院吉林省動(dòng)物微生態(tài)制劑工程研究中心 ， 吉林長春130118)

益生菌在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用

楊桂連 ， 王春鳳

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院吉林省動(dòng)物微生態(tài)制劑工程研究中心 ， 吉林長春130118)

仔豬腹瀉是一種嚴(yán)重危害仔豬健康的腸道疾病，往往造成重大經(jīng)濟(jì)損失。在生產(chǎn)中，仔豬斷奶后腸道菌群系統(tǒng)尚未建立，受到飼料、環(huán)境、病原感染和飼養(yǎng)管理等因素影響，極易發(fā)生腹瀉。腹瀉嚴(yán)重影響仔豬生長，甚至?xí)斐伤劳?，?yán)重制約養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展，即使耐過發(fā)病，也會造成發(fā)育不良，有的形成僵豬，嚴(yán)重影響將來的生產(chǎn)性能。

腹瀉發(fā)生后，常伴隨菌群系統(tǒng)變化，腸道微生態(tài)平衡被打破。在某種意義上，腹瀉與菌群失調(diào)互為因果，導(dǎo)致惡性循環(huán)。此外，目前的大多數(shù)治療手段，如抗生素治療等往往加劇病情惡化。近年來，很多學(xué)者將注意力轉(zhuǎn)移到仔豬腸道微生態(tài)，試圖通過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡來達(dá)到有效防治仔豬腹瀉的目的。益生菌通過在胃腸道特定部位粘附、定植，可有效調(diào)節(jié)腸道菌群平衡并具有諸多益生功能，可作為抗生素替代品用于仔豬腹瀉防治。本文將就益生菌在斷奶仔豬腹瀉中的防治的作用和應(yīng)用研究現(xiàn)狀做一綜述，旨在為其應(yīng)用于仔豬腹瀉防治提供理論依據(jù)。

1 斷奶仔豬腹瀉與腸道菌群變化關(guān)系

1.1 斷奶前后仔豬腸道菌群的變化 新生仔豬腸道內(nèi)微生物主要來源于母豬陰道、糞便以及環(huán)境中微生物，大腸桿菌、魏氏梭菌、鏈球菌、乳桿菌、擬桿菌是仔豬胃腸道中的主要菌群。斷奶后，腸道中某些菌群會發(fā)生顯著變化，逐漸建立穩(wěn)定的腸道菌群，有研究顯示，仔豬糞樣變性梯度凝膠電泳(DGGE)圖譜顯示，菌群結(jié)構(gòu)是由簡單-復(fù)雜-簡單-復(fù)雜，最后趨于穩(wěn)定。朱偉云等[1]利用DGGE技術(shù)分析了仔豬在斷奶后細(xì)菌區(qū)系變化，結(jié)果表明,斷奶當(dāng)天糞樣DGGE譜帶少。隨著斷奶時(shí)間的推移，每頭仔豬的DGGE圖譜帶逐漸增多，且趨于復(fù)雜和多樣。另外，仔豬斷奶后乳酸桿菌的數(shù)量顯著降低，而腸桿菌的數(shù)量則呈上升趨勢。斷奶會引起仔豬腸道菌群組成發(fā)生紊亂，于是仔豬腸道中的病原微生物便會大量增殖，結(jié)合其他因素引起腹瀉[2]。

1.2 腹瀉仔豬消化道菌群的變化 仔豬發(fā)生腹瀉后，其消化道內(nèi)優(yōu)勢菌群數(shù)量和結(jié)構(gòu)將發(fā)生改變，大腸桿菌數(shù)量由正常時(shí)第6位躍升為第1位，乳酸桿菌、雙歧桿菌和擬桿菌等益生菌數(shù)量會顯著降低。隨著病程發(fā)展，最終導(dǎo)致腸道微生態(tài)菌群遭到嚴(yán)重破壞[3]。趙桂英等[4]發(fā)現(xiàn)，腹瀉仔豬消化道內(nèi)的乳桿菌、雙歧桿菌的數(shù)量相對較少，有害菌群腸桿菌、腸球菌、小梭菌數(shù)量有明顯增多，說明消化道菌群是導(dǎo)致仔豬腹瀉的一個(gè)重要因素。當(dāng)腸道內(nèi)有害菌增多，有益優(yōu)勢菌數(shù)量相對減少，從而導(dǎo)致消化道內(nèi)正常的微生態(tài)環(huán)境失衡引起腹瀉。

2 益生菌在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用研究現(xiàn)狀

目前，益生菌制劑在斷奶仔豬腹瀉防治中的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)，此類制劑按所采用的有益菌的種類分為乳酸菌類制劑、 酵母菌類制劑、 芽孢桿菌類制劑等。

2.1 乳酸菌類制劑在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用 乳酸菌類制劑主要是通過在腸道定植調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善腸道健康，抑制病原菌的粘附，從而有效防止仔豬腹瀉病原菌感染。Husen Zhang等[5]給無菌豬飼喂鼠李糖乳桿菌LGG，基于高通量測序分析發(fā)現(xiàn)，LGG能夠維持腸道平衡，增加腸道優(yōu)勢菌群數(shù)量，尤其是腸球菌數(shù)量。并能提高T淋巴細(xì)胞各亞群數(shù)量及分泌細(xì)胞因子水平而抵抗輪狀病毒感染，降低腹瀉率。也有研究表明，植物乳桿菌通過改善腸道屏障功能并維持腸道通透性，有效防止產(chǎn)毒素大腸桿菌K88感染，顯著降低腹瀉率[6]。何穎等[7]在日糧中添加NS復(fù)合乳酸菌可使仔豬腸道中大腸桿菌數(shù)量顯著降低。此外，乳酸菌能夠通過競爭腸道中的營養(yǎng)物質(zhì)或腸上皮細(xì)胞結(jié)合位點(diǎn)從而抑制病原菌粘附[8]。乳酸菌能競爭抑制鼠傷寒沙門菌和大腸桿菌K88對Caco-2細(xì)胞粘附，嗜酸乳桿菌可顯著抑制鼠傷寒沙門菌和大腸桿菌，粘附[9]。乳酸菌產(chǎn)生的乳酸使腸道呈酸性環(huán)境抑制病原微生物增長，而且乳酸菌產(chǎn)生細(xì)菌素是抑菌活性肽，能夠抑制有害細(xì)菌生長和粘附。此外，乳酸菌胞外多糖在預(yù)防仔豬感染性腹瀉方面具有一定作用。例如，有研究表明，乳酸菌多糖能夠抑制產(chǎn)毒素大腸桿菌K88在仔豬腸道內(nèi)定植，有效防止仔豬的腹瀉[10]。乳酸菌抑制腸道病原菌的另外一個(gè)機(jī)制是通過增加腸黏蛋白的產(chǎn)量，作為一個(gè)物理化學(xué)屏障從而保護(hù)上皮細(xì)胞，例如，有研究發(fā)現(xiàn)，約氏乳桿菌產(chǎn)生的重要糖類物質(zhì)asialo-GM1能夠競爭性占據(jù)致病性大腸桿菌和產(chǎn)腸毒素大腸桿菌在腸上皮細(xì)胞的潛在粘附位點(diǎn)，抑制致病菌EPEC和ETEC在腸上皮細(xì)胞上的粘附，從而降低腸道攜帶致病菌的數(shù)量[11]。 此外，乳酸菌通過提高仔豬的細(xì)胞免疫和體液免疫水平，增強(qiáng)抗病能力，降低腹瀉比率。崔志文[12]采用鼠李糖乳桿菌LR6001飼喂仔豬，發(fā)現(xiàn)此菌可促進(jìn)腸道菌群多樣性和增加優(yōu)勢菌群地位，增強(qiáng)仔豬免疫力，降低仔豬的腹瀉率。陳雷等[13]用植物乳桿菌和戊糖片球菌的發(fā)酵液制備的復(fù)合制劑于飲水中飼喂斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)此復(fù)合制劑能增強(qiáng)仔豬的黏膜免疫水平，顯著降低斷奶仔豬腹瀉率。此外，在基因工程重組乳酸菌方面也進(jìn)行了探索，構(gòu)建篩選的重組乳酸菌可以有效保護(hù)輪狀病毒引起的仔豬腹瀉[14-15]。

2.2 酵母菌類制劑在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用 酵母菌作為真菌類益生菌，耐受抗生素類藥物和胃腸道酸性環(huán)境，以及由于其自身含有豐富的維生素、蛋白質(zhì)、消化酶、促生長因子及其多種必需氨基酸，在腸道內(nèi)分泌多種代謝物質(zhì)改善腸道健康，有效預(yù)防腹瀉發(fā)生。Trckova等[16]采用活酵母飼喂斷奶仔豬能夠增加仔豬血清中IgA含量，明顯減少糞便中大腸桿菌數(shù)，降低腹瀉程度。王玲等[17]研究發(fā)現(xiàn)，口服活性酵母制劑可降低各段腸道內(nèi)容物pH值，顯著降低腹瀉率，并同時(shí)有助于提高其生產(chǎn)性能。此外，酵母菌可調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，減少腸內(nèi)有毒物質(zhì)產(chǎn)生，對機(jī)體免疫功能具有促進(jìn)作用。Wang等[18]將S1基因重組酵母菌飼喂斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)重組酵母菌能夠提高仔豬腸道特異性IgA分泌量，有效降低腹瀉發(fā)病率。

2.3 芽孢桿菌類制劑在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用 芽孢桿菌作為兼性厭氧菌，對培養(yǎng)條件要求低，產(chǎn)生的孢子環(huán)境耐受性強(qiáng)，進(jìn)入動(dòng)物腸道后有多種益生功能，在仔豬腹瀉防治方面具有應(yīng)用價(jià)值。Maneewan等[19]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌MP9和MP10對仔豬有增重效果，能夠增加腸道菌群中乳酸菌數(shù)量并減少大腸桿菌和沙門菌數(shù)量，有效降低腹瀉率。林裕勝[20]研究表明，地衣芽孢桿菌使仔豬日增重提高11.94%，腹瀉率降低10%。華洵璐等[21]用凝結(jié)芽孢桿菌、酪酸菌和巨大芽孢桿菌復(fù)合制劑飼喂斷奶仔豬，結(jié)果表明，該制劑能顯著減少糞便中大腸桿菌數(shù)量從而降低腹瀉率。另有研究不同劑量的枯草芽孢桿菌NK-42對仔豬生長性能、腸道菌群及腹瀉率影響，結(jié)果表明，該菌能夠顯著降低仔豬腹瀉率，同時(shí)顯著提高了仔豬腸道菌群多樣性，尤其是高劑量(20×109CFU/mL)NK-42能夠顯著提高腸道內(nèi)乳酸菌數(shù)量并減少大腸桿菌數(shù)量[22]。辛娜等[23]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加復(fù)合芽孢桿菌制劑能降低仔豬腸胃pH值并促進(jìn)小腸形態(tài)發(fā)育，免疫器官指數(shù)升高，增強(qiáng)抗病力。邵春榮等[24]通過在斷奶仔豬每日飲水中添加100g/t主要成分為枯草芽孢桿菌PB6菌株的微生態(tài)制劑，發(fā)現(xiàn)能切實(shí)提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能，并明顯減少仔豬腹瀉發(fā)生。

3 結(jié)語

截至目前，已有研究證實(shí)了益生菌在斷奶仔豬腹瀉防治中的作用和應(yīng)用價(jià)值，對于降低腹瀉發(fā)生率、減少抗生素使用和仔豬健康養(yǎng)殖意義重大。但不容忽視的是，有關(guān)益生菌抗大腸桿菌等腹瀉病原微生物具體作用機(jī)制還不夠明晰。此外，在實(shí)際生產(chǎn)中的使用劑量、使用時(shí)間和使用條件等還不夠明確，這些都是急需解決的問題。目前，市場上銷售和生產(chǎn)中使用的微生態(tài)制劑都是單一或多種益生菌的復(fù)合制劑，防治腹瀉作用有限，賦予益生菌特異性免疫防御功能的基因工程重組益生菌將成為研究的方向，我們相信益生菌在仔豬腹瀉防治中將發(fā)揮更大的作用。

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2016-12-09

國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA102806)；國家自然科學(xué)基金(31272552，31272541，31672528)；吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20160519011JH)；吉林省產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2016C063)

楊桂連(1978-)，男，副教授，博士，主要從事動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究，E-mail: yangguilian@jlau.edu.cn

王春鳳，E-mail: wangchunfeng@jlau.edu.cn

S828

A

0529-6005(2017)03-0067-02