減少抗生素使用量的利器——藻類

任淑靜 譯自，Vol.27（2019），№6：10～11

唐彩琰 校 潘雪男 審

在現(xiàn)代畜牧生產(chǎn)體系中，動(dòng)物的胃腸道時(shí)常受到挑戰(zhàn)，腸道健康所依賴的微妙平衡也可能會(huì)遭到破壞。組成腸道屏障及免疫功能的成分被削弱，這種情況會(huì)導(dǎo)致由生態(tài)失調(diào)引發(fā)的消化問題出現(xiàn)高發(fā)生率。胃腸道功能失衡會(huì)使動(dòng)物出現(xiàn)局部炎癥反應(yīng)和全身炎癥反應(yīng)，影響它們的健康狀況和生長(zhǎng)性能。養(yǎng)殖行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是找出能夠支持腸黏膜屏障功能和腸道相關(guān)淋巴組織的解決方案，以保持動(dòng)物健康，從而確保在不需要抗生素的情況下取得良好的生產(chǎn)性能。最近的科學(xué)研究證明，飼料中的海洋巨藻多糖有可能會(huì)成為調(diào)節(jié)免疫功能和增強(qiáng)腸道屏障功能的可靠介質(zhì)，從而提高動(dòng)物對(duì)外部攻擊的適應(yīng)性。

1 巨藻提取物的特異性

海藻多糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成獨(dú)特，具有較高的反應(yīng)活性，這解釋了其在喂給動(dòng)物時(shí)所表現(xiàn)出的生物學(xué)特性。海藻多糖的復(fù)雜性和生物反應(yīng)性源于糖單元的特性，這些糖單元種類繁多，有的也很罕見，如糖醛酸、木糖和鼠李糖。糖苷鍵的多樣化使它們擁有分支結(jié)構(gòu)，并含有硫酸鹽基團(tuán)。

此外，海藻多糖的聚陰離子結(jié)構(gòu)和可溶性提高了它們的反應(yīng)活性，便于被宿主細(xì)胞識(shí)別。巨藻的特點(diǎn)是擁有硫酸化多糖(陸生植物、淡水微藻或酵母細(xì)胞壁均不含硫酸化多糖)。法國(guó)歐密斯集團(tuán)20多年來(lái)一直致力于研究海洋生物技術(shù)，成功開發(fā)的奧吉素?(Algimun?)引領(lǐng)飼用海藻提取物產(chǎn)品的潮頭(圖1)。該產(chǎn)品以兩種生物活性巨藻提取物MSP?BARRIER和 MSP?IMMUNITY為主要成分，前者是一種紅藻提取物，可增強(qiáng)動(dòng)物腸道的屏障功能；后者是一種綠藻提取物，可增強(qiáng)動(dòng)物的先天性免疫力和獲得性免疫力。

2 免疫調(diào)節(jié)特性

歐密斯集團(tuán)與法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院(Institut Nationale de la Recherche Agronomigue，INRA)合作研究，證明了綠藻提取物能夠影響體外模型(豬小腸上皮細(xì)胞，IPEC-1)中的免疫介質(zhì)轉(zhuǎn)錄，包括識(shí)別參與這種激活作用的代謝途徑。Berri等(2006)首先強(qiáng)調(diào)，綠藻提取物能對(duì)參與先天性免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)中防御機(jī)制的一系列體外免疫介質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生積極的影響，尤其是會(huì)影響抗原提呈細(xì)胞(如樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等)的招募和激活以及B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的分化和增殖，同時(shí)由于其具有抗炎作用而能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫耐受。

體內(nèi)研究進(jìn)一步證實(shí)綠藻提取物具有免疫調(diào)節(jié)功能，即可提高肉雞體內(nèi)單核細(xì)胞和異嗜白細(xì)胞的防御活性，促進(jìn)乳源性免疫(通過(guò)初乳和常乳)從母豬向仔豬轉(zhuǎn)移。

歐密斯集團(tuán)與法國(guó)腸道生物技術(shù)開發(fā)公司(Intestinal Biotech Development)合作進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，用體外模型評(píng)估了紅藻提取物對(duì)動(dòng)物腸道屏障功能的影響，其中包括用黏液分泌人結(jié)腸癌細(xì)胞(HT-29 MTX)評(píng)估該提取物對(duì)黏蛋白的作用，用腸上皮樣人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞(Caco-2)評(píng)估該提取物對(duì)腸道緊密連接蛋白的影響。

結(jié)果表明，紅藻提取物能夠上調(diào)跨膜蛋白和支架蛋白的基因表達(dá)，這些蛋白對(duì)多蛋白連接復(fù)合物發(fā)揮最佳功能具有至關(guān)重要的作用。此外，紅藻提取物能上調(diào)黏蛋白靶向基因的表達(dá)，這些基因在調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞分化(膜結(jié)合)、建立黏液層(形成凝膠)和防止病原體定植上具有重要作用。

通過(guò)使緊密連接更緊密和使黏液層的功能更豐富，紅藻提取物在維持腸道黏膜完整性上可發(fā)揮重要作用。這些結(jié)果在一項(xiàng)由法國(guó)國(guó)家健康與醫(yī)學(xué)研究院(INSERM)進(jìn)行的科學(xué)研究中得到了證實(shí)，研究人員給處于應(yīng)激狀態(tài)(已知會(huì)誘發(fā)腸道炎癥的模型)的小鼠飼喂紅藻產(chǎn)品，能夠顯著減少異硫氰酸熒光素標(biāo)記硫磺酸(腸道通透性標(biāo)記物)通過(guò)細(xì)胞旁路通道進(jìn)入血液的數(shù)量。因此，給處于應(yīng)激中的動(dòng)物飼喂紅藻提取物可顯著增強(qiáng)其腸道屏障功能，而腸道屏障是機(jī)體抵御病原體和毒素的第一條防線。

3 復(fù)合海藻提取物應(yīng)用效果

與對(duì)照組肉雞相比，試驗(yàn)組肉雞飼喂奧吉素?(紅藻提取物和綠藻提取物的復(fù)合物)后，生產(chǎn)性能顯著提高(平均日增重提高2.3%，飼料轉(zhuǎn)化率降低1.8，最大呼氣流量提高3%)，同時(shí)死亡率明顯下降(4.5%)，試驗(yàn)所在集約化肉雞場(chǎng)(40萬(wàn)羽肉雞參與試驗(yàn))每羽肉雞的凈收益增加0.03歐元。

試驗(yàn)組母豬喂給海藻提取物產(chǎn)品后，所分泌初乳的質(zhì)量明顯高于不喂該產(chǎn)品的對(duì)照組母豬的(IgG水平提高25%)。這有利于提高試驗(yàn)組母豬所產(chǎn)仔豬的技術(shù)指標(biāo)：與對(duì)照組母豬相比，試驗(yàn)組母豬所需的獸醫(yī)治療成本減少25%(P＜0.01)，所產(chǎn)仔豬的斷奶體重增加360 g(P＝0.056)，凈收益提高10%(每頭母豬增加7.75歐元)。仔豬試驗(yàn)顯示，與未飼喂該產(chǎn)品的對(duì)照組仔豬相比，仔豬飼喂該產(chǎn)品后，炎癥狀態(tài)明顯降低(結(jié)合珠蛋白水平下降16%)，需要進(jìn)行獸醫(yī)治療的仔豬減少57%(P＜0.01)(圖2)，生產(chǎn)性能有所提高(試驗(yàn)期末體重增加300 g)。

這些試驗(yàn)證實(shí)，含有紅藻提取物和綠藻提取物的奧吉素?可以在飼料策略中作為抗生素的一種天然替代品，提高動(dòng)物的健康水平和生產(chǎn)性能，從而減少養(yǎng)殖場(chǎng)的抗生素使用量。