降低家禽養(yǎng)殖業(yè)沙門氏菌感染的研究進(jìn)展

俞 濱

（浙江金融職業(yè)學(xué)院，浙江杭州 310018）

1 前言

沙門氏菌感染是世界范圍內(nèi)人類胃腸炎（沙門氏菌?。┑闹饕蛑唬ǔＥc生吃或未煮熟的家禽有關(guān)。由于沙門氏菌病是一種公共衛(wèi)生問題，歐盟已經(jīng)制定了一項(xiàng)法規(guī)，要求其成員國建立針對(duì)家禽中沙門氏菌和其他致病性病原體的調(diào)查和控制計(jì)劃。作為最終產(chǎn)品的肉類或蛋類的去污處理是控制沙門氏菌最簡單的方法。然而，歐盟禁止在屠體上使用消毒劑，新鮮食用雞蛋的消毒也很困難。因此，控制計(jì)劃必須作為家禽生產(chǎn)鏈上的一項(xiàng)綜合措施來實(shí)施，重點(diǎn)是預(yù)防和監(jiān)測(cè)或根除活禽中的沙門氏菌（Snijders和van Knapen，2002）。家禽產(chǎn)品還必須在運(yùn)輸、屠宰場(chǎng)和生產(chǎn)階段受到控制。國家?guī)啄昵伴_始重視沙門氏菌引起的問題，沙門氏菌病的發(fā)病率有所下降。疾病感染減少的原因可能是由于免疫接種，沙門氏菌血清腸桿菌（主要與雞蛋有關(guān)））。盡管如此，疫苗接種似乎對(duì)控制家禽沙門氏菌只有部分效果，需要采取補(bǔ)充策略，尤其是在雞肉生產(chǎn)過程中（Fries，2002）。相關(guān)研究報(bào)道了在生產(chǎn)、運(yùn)輸和屠宰過程中可以實(shí)施防止污染的管理措施，以及在食品加工業(yè)中凈化生禽肉和肉制品的技術(shù)（Rasschaert，2007）。然而，即使在最佳屠宰和加工條件下，當(dāng)雞抵達(dá)屠宰場(chǎng)時(shí)已經(jīng)受到污染，家禽胴體污染是無法避免的，預(yù)防措施必須針對(duì)初級(jí)生產(chǎn)水平的家禽（Corry等，2002）。

本文的目的是總結(jié)目前在家禽沙門氏菌控制方面的研究，并提出未來的發(fā)展方向。本綜述側(cè)重降低肉雞沙門氏菌定植發(fā)生率的養(yǎng)殖場(chǎng)一級(jí)預(yù)防和治療策略。沙門氏菌最廣泛使用的控制措施是預(yù)防衛(wèi)生措施，接種滅活沙門氏菌和活沙門氏菌菌株疫苗。另一種免疫策略是對(duì)免疫過母雞的雞蛋產(chǎn)生特定抗體的禽類進(jìn)行被動(dòng)免疫。Klasing（1998）發(fā)現(xiàn)，對(duì)原料成分和營養(yǎng)進(jìn)行修改也可能有助于降低對(duì)感染性病原體的敏感性。在這一領(lǐng)域最有前景的策略似乎是將高纖維膳食來源和非淀粉多糖水解酶結(jié)合到日糧中，這可能會(huì)改變胃腸道中的微生物和理化平衡，同時(shí)，氨基酸、抗氧化劑和必需礦物質(zhì)對(duì)維持胃腸道的完整性也很重要（Adams，2006）。在母體胚胎中攝取營養(yǎng)可促進(jìn)小腸發(fā)育，增強(qiáng)上皮細(xì)胞功能，這些影響可能會(huì)提高禽類對(duì)沙門氏菌和其他病原體的定植能力（Smirnov等，2006）。

2 生物安全

生物安全是指一項(xiàng)旨在將疾病或人畜共患病源帶到畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)降到最低的行動(dòng)計(jì)劃。由于進(jìn)入家禽舍的任何東西都可能受到污染，因此，有效控制規(guī)劃必須包括若干生物安全措施。首先要確保飼養(yǎng)的家禽、房屋、飼料和垃圾不受沙門氏菌感染，水也應(yīng)該得到適當(dāng)處理（Doyle和Erickson，2006）。有相關(guān)報(bào)告指出了設(shè)備、動(dòng)物和人應(yīng)遵循的具體衛(wèi)生措施；然而，這些衛(wèi)生策略對(duì)控制病原在家禽舍內(nèi)的定植只有部分效果，因此必須采取補(bǔ)充措施來有效控制沙門氏菌（Mead，2004）。

2.1 營養(yǎng)調(diào)控 日糧特征會(huì)影響家禽對(duì)感染性病原體的易感性，而飼料營養(yǎng)水平或類型可能至關(guān)重要，可以預(yù)防或減少沙門氏菌在禽類胃腸道中的定植，飼料結(jié)構(gòu)也影響家禽對(duì)沙門氏菌感染的敏感性（Klasing，1998）。飼料中添加全麥顯著降低了肌胃pH，降低了沙門氏菌的數(shù)量（Bjerrum等，2005）。Huang等（2006）發(fā)現(xiàn)，飼喂顆粒料的雞較粉料顯著提高了盲腸沙門氏菌含量，但盲腸揮發(fā)性脂肪酸含量顯著降低。蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)來源可能有助于保護(hù)腸道不被沙門氏菌定植。植物蛋白飼料尤其含有各種非淀粉多糖的原料，它們?cè)诿つc中發(fā)酵成有機(jī)酸，可以抑制有害病原體，如彎曲桿菌（Udayamputhoor等，2003）。高纖維日糧的方法也有相關(guān)研究，膳食纖維優(yōu)先被乳酸菌和雙歧桿菌利用來產(chǎn)生乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，從而促進(jìn)正常微生物菌群的繁殖和低pH（Dunkley等，2009）。如紫花苜蓿是研究最廣泛的高纖維來源之一，它可以增加乳酸的產(chǎn)量，并對(duì)沙門氏菌有潛在的抑制作用（Donalson等，2008）。日糧免疫調(diào)節(jié)是維持動(dòng)物健康的另一重要營養(yǎng)策略，一些高分子量的化合物，如β-葡聚糖和抗氧化劑已被確定具有免疫調(diào)節(jié)特性（Lowry等，2005）。Blount等（2003）在禽類中發(fā)現(xiàn)了對(duì)一種黃色類胡蘿卜素的免疫應(yīng)答。酵母細(xì)胞壁中的葡聚糖被用作飼料添加劑，提高未成熟仔雞對(duì)沙門氏菌的先天免疫應(yīng)答（Lowry等，2005）。

胃腸道結(jié)構(gòu)的損壞可能會(huì)增加病原體入侵的風(fēng)險(xiǎn)。因此，維持腸胃完整的營養(yǎng)調(diào)控策略很重要。谷氨酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、精氨酸等多種氨基酸在維持胃腸道完整性方面發(fā)揮著重要作用，可能具有抑制沙門氏菌生長的作用。這些氨基酸被腸道發(fā)酵成乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，對(duì)各種病原體具有拮抗作用。因此，為了控制腸道內(nèi)腸道病原體的擴(kuò)散，必須采用氨基酸平衡最佳的日糧。其他微量營養(yǎng)素（如鐵）可能會(huì)降低胃腸道對(duì)病原定植的抵抗力，而游離日糧鐵可以增加細(xì)菌毒性；但當(dāng)微量元素與有機(jī)酸等螯合物結(jié)合后可以提高肉雞對(duì)沙門氏菌的抵抗力（Miyamoto等，2000）。然而，植酸中的磷對(duì)非反芻動(dòng)物是不可利用的，因?yàn)檫@些動(dòng)物缺乏消化植酸的酶。因此，未被吸收的植酸排出體外，提高了肥料中磷的含量，導(dǎo)致環(huán)境問題，如富營養(yǎng)化。營養(yǎng)物質(zhì)快速消化和吸收是營養(yǎng)調(diào)控的一個(gè)重要方面，因?yàn)槲改c道中可被致病微生物利用的底物數(shù)量減少了。水解非淀粉多糖的酶常用于提高小麥、大麥等飼料谷物的營養(yǎng)價(jià)值，但這些酶對(duì)雞病原定殖的影響尚未得到深入研究（Miyamoto等，2000）。外源酶可以通過作用于細(xì)菌來成為碳源，間接改變胃腸道中的微生物菌群。Santos（2005）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以玉米為基礎(chǔ)日糧，添加含有內(nèi)源性木聚糖酶和淀粉酶時(shí)，沙門氏菌的感染率和盲腸菌群數(shù)量顯著降低。

2.2 環(huán)境酸化 揮發(fā)性脂肪酸和短鏈脂肪酸主要是乙酸、丙酸和丁酸，是腸道厭氧菌群代謝的最終產(chǎn)物。體外試驗(yàn)顯示，這些酸以未解離的形式進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，對(duì)革蘭氏陰性菌產(chǎn)生抑菌或殺菌作用。一旦進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，酸會(huì)分解，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH 降低，陰離子積累（Van Immerseel等，2006）。許多研究人員將揮發(fā)性短鏈脂肪酸作為飼料或水的酸化劑，以減少沙門氏菌在肉雞中的定植。然而，Van Immerseel等（2006）的研究得出了相互矛盾的結(jié)果，其中給藥方式、酸的種類及其濃度非常重要，在感染風(fēng)險(xiǎn)高或雞應(yīng)激大時(shí)，細(xì)菌定植并不總受治療的影響。幾種含有揮發(fā)性脂肪酸混合物的產(chǎn)品可以減少沙門氏菌的定植（Byrd等，2001），這些產(chǎn)品在?；撬嶙饔孟滦Ч詈谩Ｑ芯咳藛T還開發(fā)了針對(duì)有機(jī)酸的微膠囊化方法，防止這些酸在胃腸道上段的解離和吸收，并確保其在腸道后端進(jìn)一步釋放。無論是粉狀還是微囊化，應(yīng)用于該領(lǐng)域的大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品都含有丙酸和甲酸。Van Immerseel等（2006）用 5×103CFU沙門氏菌感染肉雞5～6 d后，測(cè)試飼料中添加微囊化短鏈揮發(fā)性脂肪酸對(duì)沙門氏菌的影響，8 d后在內(nèi)臟中分析發(fā)現(xiàn)，微囊化丁酸能顯著降低腸道沙門氏菌在盲腸的定植率，但飼料中添加乙酸和少量甲酸能增加盲腸和其他內(nèi)臟器官的定植率。一些體外研究結(jié)果表明，揮發(fā)性脂肪酸也可能通過促進(jìn)沙門氏菌的侵襲性（Van Immerseel等，2006）或增強(qiáng)沙門氏菌對(duì)酸的抵抗力而產(chǎn)生不良影響。雖然沙門氏菌通常在pH=3.0的環(huán)境下無法存活，但Kwon和Ricke（1998）發(fā)現(xiàn)，在接觸揮發(fā)性脂肪酸后，大量細(xì)菌存活了數(shù)小時(shí)，這表明細(xì)菌在通過胃腸道時(shí)可以抵抗胃酸，這種保護(hù)是由于參與耐酸反應(yīng)的基因表達(dá)和一系列對(duì)極端酸性條件具有保護(hù)作用的酸休克蛋白的合成（Kwon和 Ricke，1998）。

體外檢測(cè)到乙酸鹽誘導(dǎo)的沙門氏菌血清侵襲率增加，而丙酸酯或丁酸酯則減少了上皮細(xì)胞的侵襲（Van Immerseel等，2006）。丁酸鹽下調(diào)了沙門氏菌致病性-1基因的表達(dá)，該基因?qū)ι掀ぜ?xì)胞的細(xì)菌侵襲和毒性至關(guān)重要（Gantois等，2006）。中鏈脂肪酸含有6～12個(gè)碳（己酸、辛酸、酸和月桂酸），似乎比短鏈脂肪酸對(duì)沙門氏菌的抑制更有效。只有25 mmol的6～10碳的中鏈脂肪酸對(duì)腸道沙門氏菌菌株具有抑菌作用，而該菌株對(duì)100 mmol濃度的短鏈脂肪酸具有耐受性（Van Immerseel等，2006）。當(dāng)腸炎沙門氏菌和傷寒沙門氏菌與5 mmol的單核蛋白聯(lián)合乳化劑孵育時(shí)，細(xì)菌沒有存活（Thormar等，2006）。綜上所述，短鏈脂肪酸和中鏈脂肪酸是降低肉雞沙門氏菌感染風(fēng)險(xiǎn)的有效產(chǎn)品，因?yàn)榕c許多其他類型的飼料添加劑相比，這些酸作用迅速，可用于幼禽。

3 免疫策略

3.1 特定抗體產(chǎn)生的被動(dòng)免疫 母源抗體從蛋黃轉(zhuǎn)移到仔雞身上，防止仔雞被沙門氏菌定植（Gantois等，2006），這一事實(shí)導(dǎo)致了一種假設(shè)，即將這些抗體給剛孵化的雞只可以提供被動(dòng)的免疫保護(hù)。一些研究人員已經(jīng)研究了高度免疫的母雞如何在雞蛋中大量產(chǎn)生病原特異性抗體（Schade等，2005）。近年來，這種抗體對(duì)沙門氏菌的有效性一直是體外和體內(nèi)（Van Immerseel等，2006）試驗(yàn)的研究重點(diǎn)，并取得了良好的效果。卵黃含有除IgY外的抗感染和抗黏附因子，如卵黃轉(zhuǎn)鐵蛋白，其抗菌活性可能涉及病原菌與卵黃的凝集，產(chǎn)生黏附位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)，或卵黃成分對(duì)免疫系統(tǒng)的刺激，正如McGruder等（1995）所測(cè)試的，淋巴因子也可用于被動(dòng)免疫，他們?cè)诘爸凶⑸淞四c沙門氏菌免疫淋巴因子，并在5×104CFU下用腸沙門氏菌對(duì)孵化當(dāng)天的雛雞進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)用淋巴因子處理的2 d雛雞器官感染明顯減少。

3.2 抗菌肽 抗菌肽是分子質(zhì)量為1～5 kDa的小分子，其結(jié)構(gòu)通常包含促進(jìn)與目標(biāo)病原體的負(fù)電荷膜相互作用的元素，在雞體內(nèi)，陽離子抗菌肽，包括雞的β-防御素，是天然的內(nèi)源性抗生素，構(gòu)成先天免疫系統(tǒng)的生物活性分子（Joerger，2003）。不同陽離子抗菌肽對(duì)沙門氏菌的抗菌活性已在一些體外研究中得到描述（Milona等，2007）。

這些拮抗特性和陽離子抗菌肽技術(shù)的最新研究進(jìn)展導(dǎo)致新型飼料添加劑的開發(fā)，以防止或限制沙門氏菌等病原體對(duì)家禽的污染。所有生物，從細(xì)菌到哺乳動(dòng)物都會(huì)產(chǎn)生小的抗菌肽。目前，化學(xué)合成對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)多肽來說過于昂貴，而生物工程生產(chǎn)可以嘗試通過微生物、組織培養(yǎng)或轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的方法（Joerger，2003）。然而，多肽作為飼料添加劑的潛在用途面臨著一些必須解決的重要經(jīng)濟(jì)和生態(tài)問題。如應(yīng)開發(fā)化學(xué)修飾或膠囊化方法，使肽在動(dòng)物體內(nèi)更耐蛋白水解，一些肽如防御素或巴氏桿菌素具有毒性作用。

3.3 疫苗接種 開發(fā)有效的疫苗和疾病控制戰(zhàn)略需要了解宿主對(duì)病原體的免疫機(jī)制。關(guān)于家禽對(duì)劇毒和減毒沙門氏菌菌株的免疫反應(yīng)知之甚少。疫苗包括已殺死和減毒沙門氏菌株，以及通過代謝功能或毒力因子相關(guān)基因的非逆轉(zhuǎn)突變而開發(fā)的減毒活疫苗株。殺死病原體疫苗提供的保護(hù)性免疫力較低，滅活疫苗一般不會(huì)引起細(xì)胞毒性T細(xì)胞和分泌IgA反應(yīng)，對(duì)保護(hù)黏膜表面具有潛在作用（Barrow 和 Wallis，2000）。

3.4 抗生素 在現(xiàn)代家禽生產(chǎn)中，治療性抗生素用于控制影響經(jīng)濟(jì)的重要疾病感染，如球蟲病和沙門氏菌引起的細(xì)菌性腸炎。除用于治療外，抗生素也用在家禽飼料中，以促進(jìn)生長和防止病原體定植。氟喹諾酮類、薩利諾霉素鈉、三甲氧芐氨嘧啶和多黏菌素B作為飼料添加劑在沙門氏菌感染前進(jìn)行了檢測(cè)，它們要么能從家禽中消滅腸炎沙門氏菌，要么至少能降低沙門氏菌的發(fā)病率。大多數(shù)生長促進(jìn)劑主要通過減少革蘭氏陽性細(xì)菌來起作用，這些細(xì)菌通過代謝活動(dòng)直接或間接地抑制動(dòng)物的生長（Gaskins等，2002）。近年來，人們開始關(guān)注在畜禽中使用抗生素的問題，因?yàn)榭股仫暳咸砑觿┡c抗生素耐藥性細(xì)菌的出現(xiàn)以及畜禽產(chǎn)品藥物殘留。Casewell等（2003）指出，抗生素促生長劑導(dǎo)致動(dòng)物福利的惡化和感染風(fēng)險(xiǎn)的增加，從而大大增加了治療性抗生素的使用。

3.5 益生菌/元 益生菌被定義為“通過改善宿主腸道微生物平衡而對(duì)宿主產(chǎn)生有益影響的活微生物飼料添加劑”。Jin 等（1998）報(bào)道了益生菌菌株的使用實(shí)際上誘導(dǎo)了細(xì)菌菌落結(jié)構(gòu)的變化，刺激免疫系統(tǒng)和宿主機(jī)體酶的產(chǎn)生，這對(duì)宿主具有有益的營養(yǎng)和促生長作用（Gaskins等，2002）。益生菌在家禽處于應(yīng)激條件下最有效，如飼料營養(yǎng)成分改變、熱應(yīng)激或沙門氏菌感染。

益生元是一種飼料成分，當(dāng)它們通過胃腸道的上段時(shí)，沒有被消化或代謝，或者代謝很少，所以它們可以與大腸菌群相互作用。在小腸中，益生元選擇性地作為底物刺激胃腸道中有利于宿主健康細(xì)菌的生長。不可消化發(fā)酵的碳水化合物和糖醇可以被認(rèn)為是益生元，不可消化的碳水化合物按分子量進(jìn)行劃分，最重要的益生元是二糖和寡糖。益生元對(duì)動(dòng)物和人類有有益的健康作用，特別是通過抑制沙門氏菌等腸道病原體在腸道的定植。

4 結(jié)論

沙門氏菌引起的人類胃腸炎是一個(gè)主要的食品安全問題，由于家禽來源的食品是這種病原體的重要來源，各國都在實(shí)施有效控制家禽沙門氏菌的計(jì)劃。這些條例是基于一種綜合的方法，包括適用于整個(gè)家禽生產(chǎn)鏈的控制措施，在初級(jí)生產(chǎn)水平上，生物安全措施僅部分有效，亞治療性抗生素被用作生長促進(jìn)劑，但也有助于防止病原體污染。接種疫苗只對(duì)產(chǎn)蛋母雞有效，似乎不適用于產(chǎn)肉禽類，但被動(dòng)免疫技術(shù)仍在發(fā)展并有前景提供更廣泛的應(yīng)用。

益生菌等特定菌株對(duì)沙門氏菌具有體外和體內(nèi)拮抗作用，主要是通過產(chǎn)生有機(jī)酸和抗菌代謝產(chǎn)物。益生元是微生物區(qū)系中特定細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生的不可消化的碳水化合物，也是沙門氏菌防治的有效添加劑。