海洋巨藻多糖的免疫調(diào)節(jié)活性

任淑靜 譯自，2019，№6：16～17

陳 權(quán) 校

最近的研究顯示，在飼料中添加海洋巨藻多糖(Marine Macroalgal Polysaccharides，MMP)可以作為提高動(dòng)物抵抗力的一個(gè)可靠的解決方案。MMP也是畜牧生產(chǎn)中促生長(zhǎng)類(lèi)抗生素的一個(gè)極佳替代物，也是能使肉雞在現(xiàn)代養(yǎng)雞生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮生產(chǎn)性能遺傳潛力的一個(gè)強(qiáng)有力的工具。

在整個(gè)生產(chǎn)周期中，各階段的肉雞對(duì)免疫需求各不相同，具體取決于其所處的生理狀態(tài)，以及外部因素的影響。外部因素包括環(huán)境應(yīng)激(如溫度或飼養(yǎng)密度)、管理應(yīng)激(如接種疫苗)、飼料應(yīng)激(如更換飼料或飼料含有毒素)，可能會(huì)真正影響動(dòng)物的免疫狀態(tài)。衛(wèi)生應(yīng)激會(huì)極大影響肉雞的免疫力，如果肉雞已經(jīng)表現(xiàn)出較低的免疫水平，這種情況會(huì)加劇。禁止在肉雞日糧中添加抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑的新法規(guī)的實(shí)施，促使相關(guān)研究人員開(kāi)展大量的研究，以找出能夠增強(qiáng)動(dòng)物健康的替代性生物活性化合物。調(diào)節(jié)動(dòng)物的免疫功能是提高動(dòng)物抗擊病原體等外部入侵者的抵抗力的另一種解決方法。飼用MMP能夠幫助動(dòng)物應(yīng)對(duì)其在日常生活中遭遇的病原微生物的攻擊。

1 巨藻提取物的特異性

海洋巨藻的細(xì)胞壁主要由結(jié)構(gòu)復(fù)雜的水溶性硫酸化多糖組成。這些多糖具有獨(dú)特的分子量和結(jié)構(gòu)特性(擁有多種結(jié)構(gòu)，包括分支構(gòu)象)以及硫酸化，同時(shí)含有多種糖和罕見(jiàn)的糖(木糖和鼠李糖)，這使藻類(lèi)多糖具有獨(dú)特的生物活性。除此之外，相關(guān)研究人員還探討了其在調(diào)節(jié)動(dòng)物免疫反應(yīng)和增強(qiáng)腸道屏障功能上的作用。硫酸化多糖存在于海洋巨藻中，不能從陸生植物、淡水微藻或酵母細(xì)胞壁中分離到，因?yàn)楹Ｑ笫俏ㄒ灰粋€(gè)可以將化學(xué)態(tài)硫與生物體的結(jié)構(gòu)整合為一體的環(huán)境。

由于這些結(jié)構(gòu)特性，海生硫酸化多糖具有與動(dòng)物的糖胺聚糖(Glycosaminoglycanes，GAG’s)，如肝素，類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。這解釋了為何海生硫酸化多糖在動(dòng)物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生高水平的反應(yīng)和特定的生物活性。

Olmix集團(tuán)推出的創(chuàng)新技術(shù)和海洋生物活性成分提取技術(shù)使飼料添加劑產(chǎn)品Algimun應(yīng)運(yùn)而生，該產(chǎn)品是基于巨藻的兩種生物活性提取物MSP免疫和MSP屏障配制而成的，前者可增強(qiáng)動(dòng)物的先天免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)，后者可增強(qiáng)動(dòng)物腸道黏膜的屏障功能。

2 評(píng)估免疫調(diào)節(jié)性狀

Olmix集團(tuán)的MSP免疫是從綠巨藻石莼屬(Ulva species)海藻中提取的活性物質(zhì)，它的免疫調(diào)節(jié)活性首次在豬腸道上皮細(xì)胞上得到了證實(shí)。含有MSP免疫的溶液能夠誘導(dǎo)多種巨噬細(xì)胞和樹(shù)狀突細(xì)胞(專(zhuān)職的抗原提呈細(xì)胞)的激活、募集和遷移，淋巴細(xì)胞的分化和募集，自由抗炎特性免疫介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄，這使相關(guān)研究人員對(duì)其用作免疫調(diào)節(jié)劑產(chǎn)生了極大的興趣，這一激活被證明來(lái)源于模式識(shí)別受體(Pattern Recognition Receptors，PRR)Toll樣 受體 4(Toll-Like Receptors 4，TLR4)和TLR2的激活。

相關(guān)研究人員利用家禽模型對(duì)其做了進(jìn)一步的研究，證明該免疫調(diào)節(jié)劑能夠通過(guò)激活嗜異性白細(xì)胞(Heterophils)和單核細(xì)胞，增強(qiáng)肉雞的先天免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)。嗜異性白細(xì)胞具有與哺乳動(dòng)物嗜中性白細(xì)胞相當(dāng)?shù)墓δ?，是先天免疫的重要組成成分。它們的活性可以通過(guò)測(cè)量氧化猝發(fā)(Oxidative burst)(具有殺菌作用的釋放活性氧)和(或)進(jìn)行脫粒試驗(yàn)來(lái)評(píng)估。由此證明葡萄糖醛酸酶也能降解病毒和細(xì)菌。

單核細(xì)胞是家禽體內(nèi)的重要吞噬細(xì)胞，在先天免疫反應(yīng)(通過(guò)分泌一氧化氮產(chǎn)生殺菌活性)和啟動(dòng)獲得性免疫反應(yīng)(充當(dāng)抗原遞呈細(xì)胞)中起著至關(guān)重要的作用。

3 單核細(xì)胞和嗜異性白細(xì)胞的激活

相關(guān)研究人員還通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)和體外試驗(yàn)研究了MSP免疫對(duì)28日齡肉仔雞單核細(xì)胞和嗜異性白細(xì)胞的影響。在試驗(yàn)的第1天給肉雞口服三種含量不同(10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L)的 MSP免疫溶液 24 h，并與陰性對(duì)照組肉雞比較，試驗(yàn)總共持續(xù)4 d。結(jié)果表明，MSP免疫可誘導(dǎo)單核細(xì)胞和嗜異性白細(xì)胞的激活。該研究發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞釋放的一氧化氮的量與時(shí)間有一定關(guān)系，在試驗(yàn)第2天達(dá)到峰值，隨后迅速下降，其數(shù)值與試驗(yàn)第4天陰性對(duì)照組肉雞相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異(圖1)。同時(shí)，該溶液在嗜異性白細(xì)胞中誘導(dǎo)葡萄糖醛酸酶活性的能力以劑量與時(shí)間依賴(lài)性方式發(fā)生變化(圖2)。補(bǔ)充的體外試驗(yàn)使用了特定的PRR抑制劑，表明MSP免疫能夠通過(guò)TLR4和TLR2激活單核細(xì)胞和嗜異性白細(xì)胞，這與Berrie等(2017)在豬模型中獲得的結(jié)果一致。此外，該研究表明，單核細(xì)胞和嗜異性白細(xì)胞的激活能瞬時(shí)增加免疫介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄，包括白細(xì)胞介素1-β、干擾素-α和干擾素-γ。這些細(xì)胞因子產(chǎn)生于先天免疫反應(yīng)過(guò)程中，并通過(guò)1型T協(xié)助細(xì)胞(Type 1 T Helpercells，Th1細(xì)胞)的分化發(fā)揮獲得性免疫反應(yīng)激活劑的重要作用，Th1細(xì)胞將決定細(xì)胞介導(dǎo)免疫：巨噬細(xì)胞的抗原遞呈作用和誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞合成調(diào)理抗體。

4 實(shí)際應(yīng)用

該研究顯示MSP免疫能夠促進(jìn)肉雞產(chǎn)生獲得性免疫反應(yīng)。因此，這種生物活性化合物在減少飼用抗生素使用量上發(fā)揮著重要的作用。在Olmix集團(tuán)的研究中心或?qū)嵉剡M(jìn)行的補(bǔ)充試驗(yàn)也證實(shí)，在育雛期和育成期持續(xù)給肉雞飼喂該產(chǎn)品，可以加快肉雞從先天免疫向獲得性免疫的轉(zhuǎn)變速度(降低嗜異性白細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比值)，增強(qiáng)肉雞腸道的免疫功能，提高它們的生產(chǎn)性能。