非洲豬瘟疫情下維生素在豬飼料中的應用

畢曉華，宿永波，孫躍輝

（1.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，北京 100160；2.中糧（北京）飼料科技有限公司，北京 100081）

2018 年下半年非洲豬瘟進入中國后，畜牧業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。非洲豬瘟疫情給養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大損失，也讓飼料工業(yè)開始重新洗牌。從農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，生豬和能繁母豬存欄在2019 年底觸底，存量同比2018 年下降約40%。如今，非洲豬瘟病毒持續(xù)存在，疫苗短時間內(nèi)不能面世，生豬產(chǎn)能恢復不容樂觀。獸醫(yī)和營養(yǎng)工作者經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)非洲豬瘟是可防可控的，一靠生物安全，二靠養(yǎng)[1]。

抗生素在促生長與抗腹瀉方面是性價比最高的添加劑，但是抗生素在飼料中長期添加造成的細菌耐藥性和環(huán)境污染嚴重影響動物和人類健康[2]?？股仉m然在促生長方面的機理并不明確，但其能提高免疫力，降低腸道炎癥反應[3]。促生長類抗生素在商品飼料中禁用以后，飼料產(chǎn)品的促生長和抗腹瀉效果會降低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，成本升高[4]。增強豬的免疫力和對病原菌的抵抗力才能保障豬在抗生素禁用后減少炎癥反應，降低非洲豬瘟病毒的感染幾率?？共I養(yǎng)在營養(yǎng)配方和養(yǎng)殖過程中發(fā)揮著重要作用，因此在非洲豬瘟疫情的特殊時期，提高豬的免疫力已成為豬飼料配方設(shè)計的重點。維生素在提高免疫力、緩解氧化應激、減少炎癥方面有重要作用，但在新形勢下如何調(diào)整飼料配方或養(yǎng)殖過程中維生素的添加量是亟待解決的問題。本文綜述了維生素的免疫機制和研究成果并結(jié)合非洲豬瘟和禁抗帶來的免疫挑戰(zhàn)，為維生素在豬飼料中準確應用提供參考。

1 非洲豬瘟病毒

非洲豬瘟病毒是一種有囊膜的雙鏈DNA 病毒，直徑達215 nm，基因組大，生命力頑強[5]。非洲豬瘟病毒是黏膜高度接觸傳播的病毒，其靶向細胞是巨噬細胞和單核細胞。如果消化道或呼吸道黏膜有損傷或致密性降低，則容易造成抗原入侵，形成氧化應激與炎癥反應，黏膜通透性增加，單核、巨噬細胞聚集，給病毒的侵入帶來便利性，使非洲豬瘟病毒的致病率提高[6]。非洲豬瘟病毒的致死率非常高，強毒株接近100%，但部分非特異性免疫力強的豬仍能存活下來，而非特異性免疫力低的豬容易感染且致死率高[7]。因此，相對于非特異性免疫力強的仔豬，非特異性免疫力較低的育肥豬或母豬的免疫水平在非洲豬瘟疫情期間更需要關(guān)注[8]。

從病毒的演化來看，非洲豬瘟病毒由強毒株向弱毒轉(zhuǎn)化，弱化過程會持續(xù)3～5 年。在亞美尼亞一個豬場里，非洲豬瘟病毒對感染豬內(nèi)臟的損傷在2007 年和2011 年出現(xiàn)顯著差異，致病力由急性到慢性型轉(zhuǎn)化[9]。病毒毒性減弱并且長期存在，那些感染但沒有死亡的帶毒豬成為傳播非洲豬瘟的病原體。部分帶毒者有慢性臨床癥狀，有些無癥狀感染者與健康豬沒有區(qū)別，有些血液檢測雖然陰性，但是唾液中仍有病毒排出，因此病毒防控會更加復雜[7]。

2 抗病營養(yǎng)策略

在應激常態(tài)化存在的情況下，氧化應激與炎癥反應增多后弱化的非洲豬瘟病毒致病幾率變大，因此緩解應激反應，提升免疫力將是免疫營養(yǎng)學重點關(guān)注的問題[10]。維生素能緩解氧化應激，應激反應會消耗豬體內(nèi)的維生素[11]。豬維生素的需要量以應激反應為條件來重新界定，才能保障豬在非洲豬瘟疫情期間能獲取最大的免疫保護。

在非洲豬瘟疫情和禁抗形勢下，豬的營養(yǎng)需要調(diào)整將傾向于提高黏膜的完整性、減少氧化應激和炎癥反應、提高非特異性免疫力。在重視維生素、碳水化合物、氨基酸、脂肪酸、微量元素這五大營養(yǎng)元素基礎(chǔ)上，再去評估功能性添加劑的功效會更有意義[12]。維生素的精確應用同樣需要充分考慮其他營養(yǎng)素的功能。纖維素的營養(yǎng)功能與維生素的準確應用關(guān)系密切，不同類型纖維原料會影響維生素在豬料中的適宜添加水平[13]。優(yōu)質(zhì)纖維素能修復腸黏膜的黏液層，增強微生物屏障和腸上皮細胞的物理屏障，緩解仔豬腹瀉[14]。

在炎癥反應、氧化應激與免疫方面，脂肪酸與維生素的關(guān)系更為密切。不飽和脂肪酸是發(fā)生氧化反應的主要底物[15]，而花生四烯酸則是生成炎性因子的底物，n-3多不飽和脂肪酸通過競爭性抑制花生四烯酸的生成來調(diào)控炎癥反應[16]。當動物機體發(fā)生炎癥反應或氧化應激時，維生素可以直接或間接參與抑制脂肪酸氧化系統(tǒng)緩解氧化應激，調(diào)控細胞因子的表達控制炎癥反應[17]。

3 維生素的免疫調(diào)節(jié)作用及應用

3.1 維生素A 維生素A 既能保證上皮組織的完整性，還能抗炎緩解氧化應激，提高機體的免疫力和抗感染能力[18]。維生素A 通過調(diào)控Nrf2 信號通路和NF-kB 途徑，抑制NO 和花生四烯酸的過量生成來緩解氧化應激和炎癥反應，提高免疫力[19]。維生素A 還可以通過抑制炎癥因子相關(guān)基因和促進抗氧化酶相關(guān)基因的表達來減少細胞的炎癥反應，但是隨著維生素A 水平的提高，抗氧化酶與炎癥因子相關(guān)基因的表達量呈二次曲線趨勢變化，過量維生素A 對抗氧化和炎癥反應的作用效果下降[20]。維生素A 能介導干擾素的表達，增強機體對多種病毒的抵抗力，增強疫苗的效用，降低畜禽死亡率[21-22]。維生素A 能減輕屬于雙鏈DNA 病毒的腺病毒對小鼠肝臟的損傷和炎癥反應[23]，非洲豬瘟病毒也是雙鏈DNA病毒，但是維生素A 是否對非洲豬瘟病毒有作用還需要試驗驗證。

維生素A 在飼料工業(yè)中的添加劑量比較高，從試驗和生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來看，添加量還達不到上述試驗研究中[20]的過量狀態(tài)。雖然很多數(shù)據(jù)反饋維生素A 對動物生產(chǎn)性能、免疫力等作用效果有劑量效應，但《飼料添加劑安全使用規(guī)范》規(guī)定了維生素A 在豬飼料中添加量的上限。為提高豬的非特異性免疫力，在非洲豬瘟疫情時期推薦維生素A 采用法規(guī)規(guī)定的最高添加量，尤其注意在生長育肥期不能降低維生素A 的用量。

3.2 維生素D3維生素D3除了能調(diào)控鈣磷的吸收，還能通過調(diào)控免疫細胞的功能和形態(tài)來調(diào)控炎癥反應[24]，通過促進腐胺的合成來促進黏膜上皮細胞的發(fā)育，保障黏膜的完整性[25]，通過影響基因表達來調(diào)控抗菌肽的生成增強單核巨噬細胞的殺菌抑菌作用[26]。維生素D3的功能和作用機理不斷地被研究和明確，在人醫(yī)領(lǐng)域很多慢性炎癥疾病的治療中維生素D3已經(jīng)被作為主要或輔助的治療藥物[27]。在提高免疫力方面，維生素D3被當做一種重要的飼料添加劑越來越引起畜牧從業(yè)者的關(guān)注。

《飼料添加劑安全使用規(guī)范》中生長育肥豬和母豬全價配合飼料中維生素D3的使用上限是5 000 IU/kg。飼料工業(yè)中維生素D3推薦應用水平并不高，育肥豬為1 000～1 500 IU/kg，母豬約為2 000 IU/kg。而美國NRC（2012）的推薦標準更低，育肥豬150 IU/kg，母豬800 IU/kg。NRC 的添加量只考慮了維生素D3在基本生理需要和鈣磷調(diào)控的作用，沒有關(guān)注炎癥反應和免疫力需求。維生素D3有很好的提高免疫力的功效，添加高劑量維生素D3能提高豬的免疫水平和和對病毒的抵抗力[28-29]。在非洲豬瘟疫情時期，維生素D3的添加量可適當提高，但準確添加量還需要嚴格的動物試驗去驗證。Jang 等[30]在斷奶仔豬日糧中過量添加維生素D3，發(fā)現(xiàn)飼喂基礎(chǔ)日糧（維生素D3，2 253 IU/kg）的斷奶仔豬在試驗第14 天血清中25-OH D3濃度就能達到最高值；通過注射補充維生素D3（40 000 IU/頭），第4 天達到最高值后連續(xù)下降，第30 天與對照組基本持平；若通過飲水補充（5 493 IU/L）共7 d，第7 天達到最高值隨后下降至第28 天時與對照組持平；提高注射量或飲水補充時間延長都獲得相同結(jié)果。維生素D3在動物體內(nèi)存在一個動態(tài)的平衡，在過多攝入維生素D3的情況下機體會把25-OH D3的濃度調(diào)控到正常范圍之內(nèi)，過多的維生素D3不能完全轉(zhuǎn)化為25-OH D3[31]。

在母豬飼料中補充維生素D3會提高妊娠母豬血清中25-OH D3的濃度，特別是通過母乳傳遞仔豬斷奶時期血清中25-OH D3的濃度顯著升高[31]。但在乳豬階段，攝入高量維生素D3起不到同等的效果[32]，這可能與仔豬攝入的維生素D3的形式有關(guān)。因此，為了提高斷奶仔豬的免疫水平，在母豬飼料中推薦添加高劑量維生素D3。

3.3 維生素E 維生素E 除了能夠抗氧化、提高免疫力外，還能通過影響花生四烯酸的代謝來調(diào)控炎癥反應[33]。玉米-豆粕型日糧為國內(nèi)豬的主要日糧類型，大豆油為主要添加油脂，但此類型日糧亞油酸含量比較高[34]。亞油酸能轉(zhuǎn)化為花生四烯酸，而花生四烯酸是一種促炎癥脂肪酸。因此維生素E 在脂肪酸不平衡的豬日糧中能起到控制炎癥反應的作用。Jang 等[30]試驗發(fā)現(xiàn)，無論通過何種方式補充維生素E，在試驗第2 天仔豬血清中維生素E 濃度都達到最高值然后快速下降，到試驗第35天濃度基本一致。因此維生素E 在體內(nèi)有更強大的自我調(diào)控力，也很少有維生素E 中毒的試驗結(jié)果或現(xiàn)象發(fā)生。但是高劑量補充維生素E 會對蝦和蛋雞的肝臟和卵巢組織造成破壞[33]。因此，在維生素E 對豬卵巢發(fā)育相關(guān)數(shù)據(jù)不足的情況下，需慎重過量添加維生素E 來改善三元母豬繁殖性能和豬的免疫水平。

在非洲豬瘟疫情下準確應用維生素E 需要注意豬的應激反應和油脂質(zhì)量。應激能降低體內(nèi)維生素E 含量，例如將斷奶仔豬從產(chǎn)床轉(zhuǎn)移到保育舍的應激使仔豬體內(nèi)的維生素E 含量顯著下降[11]。油脂氧化酸敗造成的氧化應激同樣會消耗體內(nèi)大量的維生素E，特別是氧化的含不飽和脂肪酸較高的玉米油會消耗豬體內(nèi)80%的維生素E 含量[35]。過氧化油脂引起脂溶性維生素生物活性損失，導致其在體組織中沉積不良。所以要確定維生素E 的需要量必須考慮油脂質(zhì)量。

3.4 水溶性維生素 水溶性維生素在體內(nèi)儲存少，排出速度較快。它們的主要功能在于抗氧化應激和炎癥反應以及對免疫力的調(diào)控[36]。維生素B2能通過調(diào)控黏膜相關(guān)恒定T 細胞，影響?zhàn)つさ耐暾院脱装Y反應。維生素B2與煙酰胺共同參與谷胱甘肽氧化還原反應體系來緩解氧化應激，還可以通過自身氧化還原狀態(tài)的改變來發(fā)揮抗氧化的作用，特別是在緩解脂質(zhì)過氧化反應中起到重要作用[37]。

維生素C 除了抗氧化應激和炎癥反應外，還能通過促進T 細胞和NK 細胞的發(fā)育和成熟，增強中性粒細胞的吞噬功能，提高非特異性免疫力[38]。維生素C 一般在動物應激狀態(tài)下使用，基本不添加到商品豬飼料中。在非洲豬瘟疫情和禁抗時期為增強豬的免疫力，推薦在豬飼料中適當添加維生素C。維生素C 與維生素E 的作用比較類似，在發(fā)生氧化應激的時候，能起到積極作用，但是在沒有應激反應時應用效果一般。

生物素在提高免疫力上發(fā)揮重要作用，特別是在斷奶仔豬階段。高劑量使用生物素（如500 μg/kg）可以緩解圓環(huán)病毒造成的斷奶仔豬腹瀉[39]。煙酸通過影響巨噬細胞向M2 型極性方向分化起到抗炎癥反應的作用[40]。Salem 等[41]研究了煙酸對結(jié)腸炎大鼠腸道炎癥和抗炎癥參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)添加80 mg/kg 煙酸對腸黏膜有很好的改善作用，當達到320 mg/kg 時，腸黏膜組織形態(tài)得到了顯著改善，炎性因子表達量顯著降低。

4 總結(jié)

在非洲豬瘟疫情和豬飼料中禁止使用抗生素的形勢下，病毒和病原微生物等造成的應激將成為常態(tài)化。在優(yōu)化好基礎(chǔ)營養(yǎng)素的前提下選擇維生素作為抗氧化應激和緩解炎癥反應的添加劑是一個經(jīng)濟有效的方法。維生素A、維生素D、維生素E、維生素B2、維生素C、生物素、煙酰胺能有效提高動物免疫力、緩解氧化應激和炎癥反應，但在豬飼料工業(yè)生產(chǎn)中維生素的應用標準不一，添加量上存在較大差異和誤區(qū)。推薦維生素A 在豬料中按照飼料法規(guī)規(guī)定的最高劑量添加。仔豬能對維生素D 和維生素E 進行動態(tài)平衡調(diào)節(jié)，添加量可適當提高，不宜過高；妊娠和哺乳母豬料中添加維生素D能提高斷奶仔豬體內(nèi)的25-OH D3的濃度，可適當高劑量添加。維生素B2、維生素C、生物素、煙酰胺可根據(jù)飼料配方相應提高添加水平。