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尽管自2006年欧盟(European Union,EU)首次颁布禁止在动物生产中使用抗生素生长促进剂(Antibiotic Growth Promoters,AGPs)以来已过去了10年,但是这一禁令产生的负面影响仍然持续影响着世界各地家禽的健康和生产。
中图分类号:S816 文献标志码:C 文章编号:1001-0769(2017)08-0064-03
消化道疾病(如坏死性肠炎)发病率的提高是家禽生产者主要关心的问题,免疫应答受损会显著增加疾病暴发、生长中止和死亡的风险。
众所周知,应激激素(如糖皮质激素和儿茶酚胺类激素)会降低动物的免疫应答水平,提高其对传染性病原体的敏感性。
对肉鸡生产者的挑战是许多最严重的状况均发生在生产周期的早期,此时仔鸡的免疫系统尚处于发育阶段。
免疫功能的下降会严重影响家禽的健康和生产性能,尤其在不使用抗生素生长促进剂(Antibiotic Growth Promoters,AGPs)的情況下,而这种连锁反应会贯穿家禽的一生。
生产效率的下降会伴随着疾病治疗费用的显著提高,而这对总体盈利水平的影响可能非常明显。
1 提高肠道健康
因此近10年来,旨在帮助增强动物健康和提高其生产性能的AGP替代品的数量快速地增加。
许多最重要的细菌通过消化道侵入动物体内,因此大部分AGP替代品旨在提高肠道的健康及其免疫应答能力,此时肠道有益菌数量增加而致病菌减少。
例如,酸化剂可以通过降低肠道pH创造更适于肠道有益菌生存的环境,同时酸化剂对致病的革兰氏阴性菌具有抗菌能力。
某些植物提取物,例如香荆芥酚、百里香酚和茴香脑,也得到了应用,它们具有抗菌和抗氧化的双重功能;另外,它们还可刺激消化酶和唾液的分泌,以此提高所有营养物质的消化率。
这可以提高饲料转化率,降低潜在的抗营养作用,有利于生产力的提高和疾病的恢复。它同时可通过改变消化的终产物——肠道微生物的重要营养来源,使肠道微生物菌群组成向有利的方向转变。饲用酶以相似的方式发挥作用。
另一种方法是使用益生元,可直接为肠道有益菌提供更多的营养物质,或使用益生菌,可直接向肠道额外补充有益菌。
常见的益生元有从酵母细胞壁中提取的甘露寡糖(Mannan Oligosaccharides,MOS)以及存在于许多植物原料中的低聚果糖(Fructo-Oligosaccharides,FOS),FOS通常包含产乳酸的细菌,如乳酸杆菌、双歧杆菌和一些酵母培养物。
2 提高免疫应答能力
然而,家禽还会通过其他途径感染疾病,例如通过呼吸道感染。
举例来说,由通过呼吸道吸入巴氏杆菌属细菌引起的鸡瘟和支原体感染会造成养鸡业的巨大损失。同时,由啄癖造成的皮肤损伤也会使鸡暴露在环境中的致病菌下。
最近的研究发现,整个免疫系统可由酿酒酵母细胞壁中的β-葡聚糖直接激活,因此其得到了人们广泛的关注。
提高家禽抵抗感染的能力,即有可能形成对抗所有致病菌感染的更广泛的恢复能力,无论致病菌的来源如何。这种方法也可作为增强用于控制病毒感染的疫苗的功效。
在一个商业化生产规模的试验中,给一栋饲养20 000羽鸡的鸡舍中的鸡饲喂含有酿酒酵母β-葡聚糖(ImmuGuard)的饲料,另一栋同样存栏20 000羽肉鸡的鸡舍中的鸡喂给对照日粮。
试验结果显示,与对照组相比,饲喂酿酒酵母β-葡聚糖的试验肉鸡饲料转化效率(Feed Conversion Efficiency,FCE)提高了13个百分点,死亡率降低了50%,胴体报废率减少了86%,并且肉鸡达到2.4 kg屠宰体重所需天数平均减少了3 d(图1)。
3 了解β-葡聚糖
然而,β-葡聚糖具有刺激免疫应答功能的关键点是其物理结构,不同来源的β-葡聚糖具有完全不同的物理结构。
例如,从植物细胞壁中提取出的β-葡聚糖主要由葡萄糖直链分子构成,葡萄糖支链分子的含量很少甚至没有。不仅仅是酿酒酵母β-葡聚糖支链的存在对产生所需应答很重要,而且支链的多少和长度也很重要。葡萄糖主链的长度、β-葡聚糖的纯度和颗粒大小同样也非常关键。
所有这些特性都会影响β-葡聚糖与免疫因子间的相互作用,例如巨噬细胞能够随肠道吸收进入肠道上皮细胞。正是这种相互作用激发了一系列的激活活动,进而可提高总体的免疫活性,从而能够更有效地抵抗致病菌,包括作为疫苗接种进入体内的疫苗株。日粮中添加酿酒酵母β-葡聚糖对肉鸡免疫应答反应的影响已在沙门氏菌攻毒试验中进行了研究。
在一项研究中,为评估肉鸡肝脏和脾脏中沙门氏菌的水平,150日龄的肉鸡被分成3个处理组:第一组的肉鸡接种沙门氏菌,但不饲喂β-葡聚糖(阴性对照组,Negative Control,NC);第二组的肉鸡只接种沙门氏菌(SE);第三组的肉鸡既接种沙门氏菌,同时又饲喂β-葡聚糖(SE BG)。
日粮中添加β-葡聚糖可将沙门氏菌污染水平从76%降至7%。另外,有关增强免疫应答反应是否会潜在增加能量消耗和对肉鸡生产性能有潜在的不良影响目前尚未得到证实。
4 扩大酵母的作用
这种免疫应答能力是除了常规使用基于以酿酒酵母作为益生元和益生菌的另一个功能。
多年研究证实,酵母MOS在正面影响肠道微生物菌群上具有极佳的效应,可作为肠道有益菌的营养来源,例如双歧杆菌和乳酸杆菌,而对致病菌具有负面效应,例如沙门氏菌、大肠杆菌和梭菌。
MOS还可以与致病菌结合(图2),另外研究表明,其通过有益菌增加乳酸和丁酸的产生,进而可间接增强肠道壁的完整性。
最终结果是肠道中致病菌菌群的生长能力和随后进入肉鸡血液的能力大幅度降低。
5 肠道免疫应答
另外,有证据表明使用酿酒酵母MOS具有更多的有益作用,如间接刺激免疫系统和能够与多种霉菌毒素(包括黄曲霉毒素、单端孢霉烯族毒素类和赭曲霉毒素A)结合。当酿酒酵母用作益生菌时,酵母的代谢活性可通过清除氧气来抑制需氧的致病菌的生长;同时,酵母本身也被证实可将非吸附性霉菌毒素降解为毒性更弱的代谢产物。
因此,酵母(例如酿酒酵母)潜在的总体影响是非常大的,既可直接扭转日粮中禁止加入AGPs后带来的细菌威胁提高的问题,也可增强家禽各方面的免疫应答能力。
ImmuGuard结合了酿酒酵母的所有优点,因此添加ImmuGuard可确保家禽生产者不会或者不愿再使用AGPs。
原题名:The expanding role of S. cerevisiae yeast in filling the void left by AGPs(英文)
原作者:Liz Mee(Micron Bio-Systems技术经理)
中图分类号:S816 文献标志码:C 文章编号:1001-0769(2017)08-0064-03
消化道疾病(如坏死性肠炎)发病率的提高是家禽生产者主要关心的问题,免疫应答受损会显著增加疾病暴发、生长中止和死亡的风险。
众所周知,应激激素(如糖皮质激素和儿茶酚胺类激素)会降低动物的免疫应答水平,提高其对传染性病原体的敏感性。
对肉鸡生产者的挑战是许多最严重的状况均发生在生产周期的早期,此时仔鸡的免疫系统尚处于发育阶段。
免疫功能的下降会严重影响家禽的健康和生产性能,尤其在不使用抗生素生长促进剂(Antibiotic Growth Promoters,AGPs)的情況下,而这种连锁反应会贯穿家禽的一生。
生产效率的下降会伴随着疾病治疗费用的显著提高,而这对总体盈利水平的影响可能非常明显。
1 提高肠道健康
因此近10年来,旨在帮助增强动物健康和提高其生产性能的AGP替代品的数量快速地增加。
许多最重要的细菌通过消化道侵入动物体内,因此大部分AGP替代品旨在提高肠道的健康及其免疫应答能力,此时肠道有益菌数量增加而致病菌减少。
例如,酸化剂可以通过降低肠道pH创造更适于肠道有益菌生存的环境,同时酸化剂对致病的革兰氏阴性菌具有抗菌能力。
某些植物提取物,例如香荆芥酚、百里香酚和茴香脑,也得到了应用,它们具有抗菌和抗氧化的双重功能;另外,它们还可刺激消化酶和唾液的分泌,以此提高所有营养物质的消化率。
这可以提高饲料转化率,降低潜在的抗营养作用,有利于生产力的提高和疾病的恢复。它同时可通过改变消化的终产物——肠道微生物的重要营养来源,使肠道微生物菌群组成向有利的方向转变。饲用酶以相似的方式发挥作用。
另一种方法是使用益生元,可直接为肠道有益菌提供更多的营养物质,或使用益生菌,可直接向肠道额外补充有益菌。
常见的益生元有从酵母细胞壁中提取的甘露寡糖(Mannan Oligosaccharides,MOS)以及存在于许多植物原料中的低聚果糖(Fructo-Oligosaccharides,FOS),FOS通常包含产乳酸的细菌,如乳酸杆菌、双歧杆菌和一些酵母培养物。
2 提高免疫应答能力
然而,家禽还会通过其他途径感染疾病,例如通过呼吸道感染。
举例来说,由通过呼吸道吸入巴氏杆菌属细菌引起的鸡瘟和支原体感染会造成养鸡业的巨大损失。同时,由啄癖造成的皮肤损伤也会使鸡暴露在环境中的致病菌下。
最近的研究发现,整个免疫系统可由酿酒酵母细胞壁中的β-葡聚糖直接激活,因此其得到了人们广泛的关注。
提高家禽抵抗感染的能力,即有可能形成对抗所有致病菌感染的更广泛的恢复能力,无论致病菌的来源如何。这种方法也可作为增强用于控制病毒感染的疫苗的功效。
在一个商业化生产规模的试验中,给一栋饲养20 000羽鸡的鸡舍中的鸡饲喂含有酿酒酵母β-葡聚糖(ImmuGuard)的饲料,另一栋同样存栏20 000羽肉鸡的鸡舍中的鸡喂给对照日粮。
试验结果显示,与对照组相比,饲喂酿酒酵母β-葡聚糖的试验肉鸡饲料转化效率(Feed Conversion Efficiency,FCE)提高了13个百分点,死亡率降低了50%,胴体报废率减少了86%,并且肉鸡达到2.4 kg屠宰体重所需天数平均减少了3 d(图1)。
3 了解β-葡聚糖
然而,β-葡聚糖具有刺激免疫应答功能的关键点是其物理结构,不同来源的β-葡聚糖具有完全不同的物理结构。
例如,从植物细胞壁中提取出的β-葡聚糖主要由葡萄糖直链分子构成,葡萄糖支链分子的含量很少甚至没有。不仅仅是酿酒酵母β-葡聚糖支链的存在对产生所需应答很重要,而且支链的多少和长度也很重要。葡萄糖主链的长度、β-葡聚糖的纯度和颗粒大小同样也非常关键。
所有这些特性都会影响β-葡聚糖与免疫因子间的相互作用,例如巨噬细胞能够随肠道吸收进入肠道上皮细胞。正是这种相互作用激发了一系列的激活活动,进而可提高总体的免疫活性,从而能够更有效地抵抗致病菌,包括作为疫苗接种进入体内的疫苗株。日粮中添加酿酒酵母β-葡聚糖对肉鸡免疫应答反应的影响已在沙门氏菌攻毒试验中进行了研究。
在一项研究中,为评估肉鸡肝脏和脾脏中沙门氏菌的水平,150日龄的肉鸡被分成3个处理组:第一组的肉鸡接种沙门氏菌,但不饲喂β-葡聚糖(阴性对照组,Negative Control,NC);第二组的肉鸡只接种沙门氏菌(SE);第三组的肉鸡既接种沙门氏菌,同时又饲喂β-葡聚糖(SE BG)。
日粮中添加β-葡聚糖可将沙门氏菌污染水平从76%降至7%。另外,有关增强免疫应答反应是否会潜在增加能量消耗和对肉鸡生产性能有潜在的不良影响目前尚未得到证实。
4 扩大酵母的作用
这种免疫应答能力是除了常规使用基于以酿酒酵母作为益生元和益生菌的另一个功能。
多年研究证实,酵母MOS在正面影响肠道微生物菌群上具有极佳的效应,可作为肠道有益菌的营养来源,例如双歧杆菌和乳酸杆菌,而对致病菌具有负面效应,例如沙门氏菌、大肠杆菌和梭菌。
MOS还可以与致病菌结合(图2),另外研究表明,其通过有益菌增加乳酸和丁酸的产生,进而可间接增强肠道壁的完整性。
最终结果是肠道中致病菌菌群的生长能力和随后进入肉鸡血液的能力大幅度降低。
5 肠道免疫应答
另外,有证据表明使用酿酒酵母MOS具有更多的有益作用,如间接刺激免疫系统和能够与多种霉菌毒素(包括黄曲霉毒素、单端孢霉烯族毒素类和赭曲霉毒素A)结合。当酿酒酵母用作益生菌时,酵母的代谢活性可通过清除氧气来抑制需氧的致病菌的生长;同时,酵母本身也被证实可将非吸附性霉菌毒素降解为毒性更弱的代谢产物。
因此,酵母(例如酿酒酵母)潜在的总体影响是非常大的,既可直接扭转日粮中禁止加入AGPs后带来的细菌威胁提高的问题,也可增强家禽各方面的免疫应答能力。
ImmuGuard结合了酿酒酵母的所有优点,因此添加ImmuGuard可确保家禽生产者不会或者不愿再使用AGPs。
原题名:The expanding role of S. cerevisiae yeast in filling the void left by AGPs(英文)
原作者:Liz Mee(Micron Bio-Systems技术经理)