幾種免疫增強劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應用研究進展

彭蘇予，吳秋紅，包松松，蔣 立，王亞超，劉 波

(1.西南科技大學生命科學與工程學院，四川 綿陽 621010；2.中國水產(chǎn)科學研究院淡水漁業(yè)研究中心，江蘇 無錫 214081)

近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、人民生活水平的日益提高，消費者對水產(chǎn)品需求明顯增加，促使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)向規(guī)?；?、集約化方向發(fā)展(卜孟娟等，2019；張建勝等，2022；Ian P等，2004)。為此，養(yǎng)殖戶為提高經(jīng)濟效益，在動物日糧中添加抗生素以達到預防疾病、促進動物生長和節(jié)約養(yǎng)殖成本的效果(Mary D 等，2000)。然而，抗生素的不規(guī)范使用導致了耐藥菌、藥物殘留和食品安全隱患等問題出現(xiàn)，使畜產(chǎn)品等質(zhì)量降低，并通過食物鏈威脅人類健康，造成環(huán)境污染等(朱恩恒等，2022；曾建國，2022；田志梅等，2019)。國內(nèi)外減少或禁止抗生素使用的發(fā)展趨勢使得免疫增強劑的應用研究越來越多(田亞東等，2004)。如何在飼料端全面禁抗的高密度養(yǎng)殖條件下保障動物健康和穩(wěn)定生產(chǎn)水平，是當今養(yǎng)殖業(yè)和飼料添加劑行業(yè)的一大挑戰(zhàn)。因此，尋找一種安全、高效、綠色的免疫增強劑是保障水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展的必要之舉。本文主要對抗生素的發(fā)展史以及近年來常用的幾種新型免疫增強劑在水產(chǎn)動物飼料中的應用研究進行綜述，以期在養(yǎng)殖實踐中為廣大養(yǎng)殖戶選擇免疫增強劑提供一定的參考。

一、抗生素的發(fā)展史及危害

抗生素原名抗菌素，是一類由某些微生物或高等動植物在生活過程中產(chǎn)生、在低濃度下能抑制或殺滅微生物和其他細胞增殖的物質(zhì)(王麗等，2021；杭柏林等，2022；Ramasamy Rajesh Kumar等，2012)。抗生素主要作為藥物拌入飼料、加水灌服和注射使用等來治療患病動物(Raheem N 等，2019)?？股刈畛醣挥糜谥委焺游飩魅拘约膊?，但隨后因其可以預防疾病和促進動物生長而逐漸被用作飼料添加劑，甚至超過了最初被用作治療性藥物使用的頻率(周欣宇等，2018)。但隨著細菌耐藥性和藥物殘留的發(fā)現(xiàn)，人們認為環(huán)境中高水平的抗生素積累，不僅會造成各種污染，而且最終還會沿著食物鏈循環(huán)進入人體，從而增加人類疾病的發(fā)生率，進而對環(huán)境安全和人類健康產(chǎn)生復雜且深遠的影響。

二、免疫增強劑

1.抗菌肽

抗菌肽是一類廣泛存在于大多數(shù)生物體中具有生物活性的陽離子型小分子多肽，是生物體免疫系統(tǒng)的重要組成部分(Hans G 等，1995；Dubos R J 等，1939)?？咕母鶕?jù)來源可分為動物抗菌肽、植物抗菌肽和微生物抗菌肽，距今已有40 多年的應用歷史，截至目前發(fā)現(xiàn)種類達上千種(張若男等，2022；章啟慧等，2022)?？咕木哂欣砘再|(zhì)穩(wěn)定、抗菌機制獨特、不易產(chǎn)生耐藥菌株以及對高等動物細胞無害等特點(盧國民等，2014)，抑菌機制主要是通過破壞細菌細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，使其內(nèi)外屏障喪失、膜內(nèi)物質(zhì)向外部泄露，從而殺死細胞(李云香等，2019)。Teiner等(1981)研究表明，在早期測定抗菌肽的生物活性時，最先發(fā)現(xiàn)其有抗菌作用，并且在較低濃度時仍對細菌表現(xiàn)出高效的抑制作用。

翟少偉等(2016)對吉富羅非魚投喂抗菌肽后發(fā)現(xiàn)，羅非魚腸道中乳酸桿菌數(shù)量顯著增加，大腸桿菌數(shù)量顯著減少，腸道總抗氧化水平顯著提高。在黃鱔日糧中添加適量抗菌肽，可改善黃鱔腸道菌群結(jié)構(gòu)，提高微生物群落的多樣性，維持腸道健康(譚鳳霞等，2020)?？咕奶砑拥郊又蓣|的日糧中，對提高鱸魚的增重率、降低餌料系數(shù)具有積極作用(張莉等，2021)。馬淑慧等(2023)將柞蠶抗菌肽添加到扇貝飼料中，可顯著促進貝類生長，提高免疫力，降低貝類發(fā)生傳染病后的死亡率。除調(diào)節(jié)動物腸道健康、促生長和提高免疫功能外，抗菌肽還具有抑菌和降低細菌耐藥性等作用。Rodríguez-Rojas 等(2014)研究表明，與卡那霉素、氨芐西林和環(huán)丙沙星等抗生素不同，陽離子抗菌肽不會明顯提高細菌突變率。有研究結(jié)果表明，來源于鲇魚體表黏液所合成的新型抗菌肽對腐敗希瓦氏菌和大腸桿菌具有顯著抑菌作用(劉權(quán)偉等，2020)。Thomas 等(2010)在選擇使用抗菌肽化合物和抗生素的條件下，用大腸桿菌、肺炎克雷伯菌和鮑曼不動桿菌測試不同菌株的耐藥性變化，所有測試細菌都容易獲得對抗生素的耐藥性；相比之下，沒有檢測到細菌對抗菌肽復合物產(chǎn)生耐藥性的跡象。

2.微生態(tài)制劑

微生態(tài)制劑又稱益生素，是一類含益生菌或促進益生菌生長的物質(zhì)通過微生態(tài)學原理制成的有益于宿主的活菌制劑。微生態(tài)制劑概念由國內(nèi)微生態(tài)學家康白提出，隨后各國科學家為克服抗生素和激素類添加劑帶來的不利影響，尋求并開發(fā)出一種安全、無毒副作用、促生長類添加劑——微生態(tài)制劑(陳祈磊等，2011)。微生態(tài)制劑包括益生菌、益生元和合生元，具有安全、無毒副作用、無耐藥性、低殘留等特點。其抑菌機制主要是通過增強有益菌的定植，抑制或殺滅有害菌，以達到調(diào)節(jié)動物腸道菌群平衡、維持腸道健康的效果(尹清強等，2011)。

微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要分為飼用微生態(tài)制劑和調(diào)水改底用微生態(tài)制劑(廖乙露等，2021)。研究發(fā)現(xiàn)，在黃顙魚的高密度養(yǎng)殖環(huán)境下應用微生態(tài)制劑可以改善飼料適口性、降低飼料系數(shù)、促進魚生長發(fā)育、減少病害和凈化水質(zhì)等，對于推廣水產(chǎn)動物的高密度健康養(yǎng)殖具有積極意義(歐少偉，2022；鄭艷波等，2021)。但在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，不同動物對于微生態(tài)制劑的最佳需要量不同，產(chǎn)生的效果也不同。鄧希海等(2022)發(fā)現(xiàn)，當添加量為2%時，可顯著提高鱸魚增重率、谷胱甘肽過氧化物酶和溶菌酶的活性，以及顯著增加血清補體C3 含量，表明2%的微生態(tài)制劑對促進鱸魚的生長發(fā)育、提高抗氧化能力和免疫力效果較好。此外，微生態(tài)制劑還具有良好的抑菌作用。程鑫等(2019)試驗結(jié)果表明，酵母培養(yǎng)物可增強機體對抗嗜水性單胞菌的侵襲，提高黃顙魚的存活率，對黃顙魚的健康生長具有促進作用。微生態(tài)制劑還可用于水體環(huán)境改良。將光合細菌、枯草芽孢桿菌和反硝化細菌按菌液不同體積比進行復配，與商品微生態(tài)制劑和空白組對比，試驗組溶氧含量和COD降解率顯著提高，對氨氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的降解率優(yōu)于商品微生態(tài)制劑。該試驗結(jié)果表明，復合微生態(tài)制劑可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中的水質(zhì)凈化和養(yǎng)殖水環(huán)境的改善(謝鳳行等，2012)。微生態(tài)制劑還可使水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中廢棄物的排放量減少，促進水體中有益菌群增殖，從而預防水體污染(劉洋等，2020；王宇翕等，2020)。

3.中草藥

中草藥是一類由一種或多種天然草本植物制成的藥物，含有多種活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分(于瀟萌，2014)。中草藥起源于中國，最早記錄中草藥的藥物學專著為《神農(nóng)本草經(jīng)》。該書記載了365種藥物的療效，其中包括了動物藥67種、植物藥252 種、礦物藥46 種(丁自勉等，2013)。我國中草藥資源豐富，包括金銀花、蒲公英、黃芩等。中草藥具有抑菌能力強、藥食同源、無耐藥性等特點。中草藥抑菌機制：一是直接干擾有害細菌的生化代謝或繁殖，提高抗菌藥物的活性；二是提高機體免疫功能，抵御有害病原菌的侵襲。

中草藥作為飼料添加劑應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，可以預防和治療動物疾病、提高免疫力、緩解應激、抑菌、促生長和提高產(chǎn)品質(zhì)量等。馮淇元等(2019)發(fā)現(xiàn)，甘草能提高施氏鱘在高溫熱應激下的耐受能力。姚麗等(2020)發(fā)現(xiàn)，黃連、黃芩、連翹、丁香、秦皮對鏈球菌均有較好的抑菌效果。大黃、五倍子、山蒼子、黃芩、苦參均可降低異齒裂腹魚卵感染水霉的致死率和畸形率，從而有助于保持較穩(wěn)定的孵化率(曾本和等，2019)。除單一中草藥在水產(chǎn)動物飼料中的使用效果較好外，復方中草藥的應用也表現(xiàn)效果良好。車前草、藿香、刺五加和厚樸制成的復方中草藥可顯著提高石斑魚的胰蛋白酶、脂肪蛋白酶和淀粉酶活性，從而提高飼料的消化率(黃景軍等，2021)。以黃芪、黨參和野菊花按比例制成的復方中草藥制劑可顯著提高黃顙魚的增重率和血清補體C3、C4 水平，降低餌料系數(shù)、蒸煮損失率和滴水損失率，對促進生長、改善肉質(zhì)和增強免疫力有一定意義(曲木等，2018)。但由于中草藥尚存在一些應用的局限性，如本身帶有一定的毒性和藥效不足，因此發(fā)酵中草藥的相關研究逐漸興起。解旭東等(2021)研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵中草藥對鱖魚促生長和保肝效果明顯。李永娟等(2018)試驗結(jié)果表明，發(fā)酵中草藥可顯著降低草魚肝體比和死亡率，增強了草魚的抗病力。

4.植物精油

植物精油是一種從草本植物的特定部位(根、葉、花、果實、種子、樹皮等)萃取、經(jīng)過蒸餾和壓榨方式提煉、具有揮發(fā)性和香氣且不溶于水的物質(zhì)(王昱森等，2023；梁毅等，2013)。植物精油歷史悠久，古埃及人將其用于制作精油香膏和王宮貴族的保養(yǎng)。我國通過古絲綢之路將芳香植物和精油傳入。近年來，植物精油作為一種新型的飼料添加劑最初用于單胃動物，隨后也將其應用于水產(chǎn)動物中。植物精油是疏水性的活性化合物，成分包括香芹酚、百里香酚、肉桂醛和芳樟醛等。植物精油具有綠色環(huán)保、抑菌、抗氧化和促生長的特點，其抑菌機制主要是通過破壞細菌細胞膜結(jié)構(gòu)、誘發(fā)菌絲溶解和影響細胞內(nèi)生物大分子的合成來抑制病原微生物的生長，從而達到抑菌的效果。

植物精油作為一種綠色安全的新型飼料添加劑可添加到水產(chǎn)動物飼料中。王猛強等(2015)研究發(fā)現(xiàn)，在降低魚粉使用量的情況下添加0.02%的植物精油，可有效緩解低蛋白質(zhì)飼料造成的凡納濱對蝦生長緩慢問題，并同時提高其增重率和特定生長率，以促進對蝦生長。牛至精油可顯著提高異育銀鯽的腸道消化酶活性，改善腸道內(nèi)組織結(jié)構(gòu)和降低餌料系數(shù)，以提高異育銀鯽對飼料的消化率和轉(zhuǎn)化率(王俊維等，2023)。Acar 等(2015)在羅非魚飼料中添加柑橘精油，結(jié)果發(fā)現(xiàn)羅非魚血清中葡萄糖、甘油三酯和膽固醇的含量顯著降低，而蛋白質(zhì)含量顯著提高。有研究表明，在飼料中添加植物精油可以提高大菱鲆幼魚的抗弧菌能力和增強機體免疫力(郝甜甜等，2022；崔惠敬等，2017)。昝春蘭等(2018)發(fā)現(xiàn)，桉樹精油可通過破壞腐敗希瓦氏菌和金黃色葡萄球菌細胞膜的完整性，使細胞因其內(nèi)容物泄露和生理功能紊亂而死亡，最終達到抑菌效果。除單一植物精油可表現(xiàn)出良好的抗病力外，錢希逸等(2022)在南美白對蝦飼料中添加丁酸鈉植物精油復合制劑，試驗結(jié)果表明，丁酸鈉植物精油復合制劑也有促進南美白對蝦抑制致病菌作用，從而降低疾病的發(fā)生率和死亡率。

三、小結(jié)

抗菌肽、微生態(tài)制劑、中草藥和植物精油4類新型免疫增強劑在抑菌、促生長、提高動物免疫力和促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收方面發(fā)揮著顯著的作用，是禁抗環(huán)境下較為理想的產(chǎn)品。免疫增強劑在應用研究中還存在一些問題：天然抗菌肽較少，化學合成成本較高；微生態(tài)制劑優(yōu)勢菌株篩選困難，產(chǎn)品單一；某些中草藥存在一定的應用局限性；植物精油穩(wěn)定性差，易于揮發(fā)，單一的植物精油功能性不強等。因此，廣大科研工作者要進行深入研究，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)尋找更高效、綠色的免疫增強劑，以促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。