探討育肥豬病原菌組的組成

唐彩琰 譯自 International Pig Topics，Vol.34（2022），№4：23，25

范美紅 校 李 紅 審

摘? 要：本研究介紹了一種草藥飼料添加劑的體外開發(fā)過程，該添加劑能夠選擇性抑制病原菌組（如產(chǎn)氣莢膜梭菌或螺旋體）的增殖，從而使育肥豬在無抗生素的情況下健康無腹瀉，且生產(chǎn)性能更好。體外研究表明，日糧中添加1 kg/t的草藥飼料添加劑可抑制76％的豬場特異短螺旋體和73％產(chǎn)氣莢膜梭菌分離株的生長，日糧中添加2 kg/t的草藥飼料添加劑可成功抑制胞內(nèi)勞森菌分離株（PHE/MN1-00株和963/93株）的生長。

關(guān)鍵詞：病原菌組；草藥飼料添加劑；育肥豬；抑制

中圖分類號：S858.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-0769（2023）05-0017-04

本研究介紹了一種草藥飼料添加劑的體外開發(fā)過程，該添加劑可調(diào)節(jié)致豬腹瀉的腸內(nèi)病原菌組的增殖，如產(chǎn)氣莢膜梭菌或螺旋體（如短螺旋體和胞內(nèi)勞森菌），從而獲得健康、無腹瀉的育肥期。在該添加劑的開發(fā)過程中，我們使用了從世界各地多家豬場分離的毒株，這也從側(cè)面表明這些病原體在世界范圍內(nèi)流行。

草藥飼料添加劑的功效已在4項(xiàng)不同的體內(nèi)試驗(yàn)中得到證實(shí)。

腹瀉是育肥豬腸道疾病的一種常見癥狀，由多種微生物引起，可用多種廣譜抗生素治療。在禁止使用抗生素作為預(yù)防腸道疾病的生長促進(jìn)劑后，一些新的替代品正在市場推出。

最常見的腸道疾病——盡管通常被認(rèn)為與產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）有關(guān)——實(shí)際上是由不同種類的短螺旋體（Brachyspira sp.）或胞內(nèi)勞森菌（Lawsonia intracellularis）引起的豬增生性腸病、豬痢疾和豬腸道螺旋體病。即使是在技術(shù)嫻熟的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)（如中國佛山大學(xué)），上述兩種革蘭陰性菌均很難在體外被檢測、分離或生長。

上述微生物要么是兼性病原菌，要么是專性病原菌，也可能與其他可能會(huì)導(dǎo)致腸道疾病的病原菌一起，成為“病原菌組”的一部分。該疾病的出現(xiàn)需要不止一種厭氧病原菌。

病原菌組會(huì)影響正常微生物組改變，從而導(dǎo)致豬痢疾或豬增生性腸病等疾病。

豬痢疾是一種由特征明確的β-溶血性豬痢疾短螺旋體（Brachyspira hyodysenteriae），或漢普森細(xì)螺旋體（Brachyspira hampsonii）和“新”發(fā)的Brachyspira suanatina引起的疾病，而豬增生性腸病的病原菌是一種專性細(xì)胞內(nèi)寄生的病菌，即胞內(nèi)勞森菌。

二代測序技術(shù)幫助我們深入了解豬糞便或腸腔中的微生物種群，這是指示腸道疾病狀態(tài)的重要信息。

腸道微生物組中的大多數(shù)（＞90％）細(xì)菌來自厚壁菌門和擬桿菌門，而回腸中為變形菌門的細(xì)菌。

應(yīng)激（溫度變化、運(yùn)輸、豬混群等）、抗生素治療或飼料成分改變等都可能造成腸道微生物組的變化。

本研究的目的是開發(fā)草藥飼料添加劑，通過抑制育肥豬的致病菌組，而又通過多種作用模式支持正常微生物組生長，從而預(yù)防腹瀉：要么影響致病菌組的生長，要么提供只能由有益腸道細(xì)菌利用的營養(yǎng)物質(zhì)。

本研究重點(diǎn)關(guān)注影響以下致病菌組的生長：

短螺旋體屬，包括豬痢疾短螺旋體、漢普森細(xì)螺旋體、默多克氏螺旋體和Brachyspira suanatina；

產(chǎn)氣莢膜梭菌；

胞內(nèi)勞森菌。

研究人員首先在體外條件下對所開發(fā)的草藥飼料添加劑進(jìn)行了評估。評估使用了多個(gè)短螺旋體和產(chǎn)氣莢膜梭菌分離株，以及兩個(gè)胞內(nèi)勞森菌分離株等育肥豬腹瀉常見的病原體。

試驗(yàn)所用分離株來自世界各地的豬場，從側(cè)面表明這些病原菌在世界各地流行。

在確定了控制特定病原菌組成分的適當(dāng)劑量并建立體外結(jié)果與田間劑量之間的相關(guān)性后，研究人員在不同豬場的不同位點(diǎn)進(jìn)行了體內(nèi)試驗(yàn)，以評估新型腹瀉預(yù)防策略和病原菌組控制策略的普遍適用性。

1? 材料與方法

1.1 體外試驗(yàn)

在開發(fā)飼料添加劑時(shí)，研究人員用Soxlet提取法提取幾種草藥成分：在室溫下，用90 mL乙醇萃取10 g原料3 h，并在48孔微量滴定板中進(jìn)行連續(xù)兩倍稀釋，對病原菌進(jìn)行檢測（數(shù)據(jù)未顯示）。

采用統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定提取物的最佳組合，并在載體上烘干草藥，開發(fā)不同的飼料添加劑初始組合。飼料添加劑在室溫下用水萃取4 h，并以0.5～2.5 kg/t的飼料濃度劑量對不同靶病原體進(jìn)行試驗(yàn)。

1.1.1 抗短螺旋體和產(chǎn)氣莢膜梭菌的草藥飼料添加劑體外劑量依賴性研究

研究篩選了約50株不同的短螺旋體（包括豬痢疾短螺旋體、默多克氏螺旋體、漢普森細(xì)螺旋體、腸道螺旋體和其他未鑒定的豬痢疾分離株），并以豬痢疾短螺旋體ATCC 27164為參考菌株。

這些分離株來自世界各地有痢疾困擾的豬場，表明該病原體在世界范圍內(nèi)發(fā)生。以產(chǎn)氣莢膜梭菌為例，本研究從不同豬場篩選出35種分離株，同樣以產(chǎn)氣莢膜梭菌ATCC 13124為參考菌株。

1.1.2 抗胞內(nèi)勞森菌的飼料添加劑的體外劑量依賴性研究

胞內(nèi)勞森菌的培養(yǎng)和傳代極其復(fù)雜，目前只有少數(shù)實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)能夠處理該病原菌。本研究檢測了胞內(nèi)勞森菌PHE/MN1-00株和963/93株。

微孔板接種McCoy細(xì)胞，孵育24 h，然后將1×10⁷個(gè)胞內(nèi)勞森菌懸浮在含有不同濃度草藥飼料添加劑提取物的溶液中。

將懸浮液接種于McCoy宿主細(xì)胞，孵育24 h，使用倒置顯微鏡觀察每孔嚴(yán)重感染細(xì)胞（HIC）的百分比，進(jìn)而評估胞內(nèi)勞森菌的活力和生長情況。

1.2 體內(nèi)試驗(yàn)

體內(nèi)試驗(yàn)的目的是在體內(nèi)條件下，測試開發(fā)的草藥飼料添加劑預(yù)防腹瀉的效果。本文共介紹了4家歐洲試驗(yàn)的結(jié)果。

所有試驗(yàn)均在正常衛(wèi)生條件下，在飼養(yǎng)不同數(shù)量育肥豬的豬場進(jìn)行。試驗(yàn)組豬日糧中不添加抗生素，僅添加開發(fā)的草藥飼料添加劑? （1 kg/t）。表1詳細(xì)說明了試驗(yàn)條件。

2? 體外試驗(yàn)結(jié)果

圖1和圖2詳細(xì)列出了所開發(fā)的草藥飼料添加劑對多種病原菌組（如短螺旋體、產(chǎn)氣莢膜梭菌和胞內(nèi)勞森菌）抑制的情況。

結(jié)果表明，雖然所開發(fā)的草藥飼料添加劑在抑制病原微生物的生長上存在個(gè)別差異，但在1 kg/t或小于1 kg/t的添加劑量下，76％的被測試短螺旋體和73％的被測試產(chǎn)氣莢膜梭菌均被成功抑制，而胞內(nèi)勞森菌的最佳使用濃度為2 kg/t。

3? 體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果

表2匯總了4家歐洲豬場試驗(yàn)的結(jié)果。使用該草藥飼料添加劑后，試驗(yàn)豬生產(chǎn)性能明顯改善。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)豬的終末體重、增重和平均日增重均顯著提高。試驗(yàn)組育肥豬的飼料轉(zhuǎn)化率也顯著提高。

其中，1號、3號和4號豬場試驗(yàn)豬的終末體重分別提高了1.6％、3.9％和1.7％，1號、2號、3號和4號豬場試驗(yàn)豬的增重或平均日增重分別提高了2.5％、1.6％、6.1％和3.4％（表3）。

1號、2號、3號和4號豬場的飼料轉(zhuǎn)化率分別提高了9.2％、6.3％、6.3％和4.6％。

收益計(jì)算表明，4家豬場中，與對照組相比，添加草藥飼料添加劑組實(shí)現(xiàn)8.2～5.7歐元/頭的利潤增長（1號、2號、3號和4號豬場的運(yùn)營成本利潤分別為8.2歐元/頭、5.7歐元/頭、7.9歐元/頭和6.4歐元/頭，對照組的運(yùn)營成本利潤分別為7.3歐元/頭、5.3歐元/頭、7.2歐元/頭和6.1歐元/頭），試驗(yàn)組比對照組提高了12.3％、7.6％、9.7％和4.9％。

4? 結(jié)論

本研究通過選擇性抑制病原菌組的增殖，研究一種草藥飼料添加劑預(yù)防育肥豬腹瀉的效果，及其對育肥豬生產(chǎn)性能的影響。體外研究表明，日糧中添加1 kg/t的草藥飼料添加劑可抑制76％的豬場特異短螺旋體和73％產(chǎn)氣莢膜梭菌分離株的生長，日糧中添加2 kg/t的草藥飼料添加劑可成功抑制2株胞內(nèi)勞森菌分離株的生長。

進(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，在沒有添加任何抗生素的情況下，實(shí)現(xiàn)了育肥期無腹瀉，同時(shí)，育肥豬的生產(chǎn)性能明顯更好，這很可能是由于豬腸道的亞臨床病原菌組增殖受到抑制。

研究表明，當(dāng)前開發(fā)的草藥飼料添加劑是一種可以有效預(yù)防育肥豬腹瀉的天然解決方案，可以維持育肥豬腸道正常微生物組的正常組成，并消除腸道中的致病菌組。

因此，連續(xù)飼喂開發(fā)的草藥飼料添加劑有助于預(yù)防豬育肥期的腹瀉，維持腸道系統(tǒng)的微生物平衡，并實(shí)現(xiàn)常規(guī)無抗生素的健康動(dòng)物生產(chǎn)。隨著草藥飼料添加劑的使用，抗生素可以保留使用于疾病治療。

原題名：Research into the pathobiome composition of fattening pigs（英文）

原作者：Viviana Molnár-Nagy