摘要：作為一種替代抗生素的新型綠色添加劑，微生態制劑在畜禽養殖中主要被用于維持畜禽健康、促進動物生長、提高飼料利用率。本文分別從調控動物胃腸道內微生物菌群、刺激動物免疫器官發育、分泌代謝產物激活動物自身免疫反應、改善養殖場環境進而改善動物健康狀況等方面對現有的微生態制劑免疫機制進行綜述。最后，基于微生態制劑的研究現狀，對微生態制劑在提高動物免疫力方面存在的問題及機遇進行思考與展望。

　　關鍵詞：微生態制劑;畜禽養殖;免疫力;作用機制

　　1引言

　　抗生素的使用極大地促進了畜牧業的發展，但隨時間發展，長期濫用抗生素導致的危害也逐漸凸顯[1,2]，抗生素的使用限制越來越嚴格，與此同時健康養殖受到的關注日益增長。但由于現代畜禽飼養密度大，環境控制難度增加，細菌性疾病更為多發且蔓延迅速，提升畜禽健康及免疫力更顯重要，研究新型飼料添加劑用于養殖業已刻不容緩。微生態制劑是在微生態學理論指導下，將對宿主有益的微生物或物質經特殊工藝加工制成的菌劑。由于微生態制劑的主要成分為有益菌或有益物質，因此具有綠色無污染、無殘留的優勢[3,4]，在畜牧業廣泛用于預防畜禽疾病、提升飼料轉化率、改善畜禽產品品質及養殖環境、降低有害氣體排放等方面，尤其在提高動物免疫力方面具有諸多優勢[5,6]。

　　畜牧養殖論文范例：家禽保險對養殖戶疫病防治要素投入有何影響

　　但構成微生態制劑的益生菌及益生元多樣化，了解微生態制劑在提高畜禽免疫力中的作用機制，才能根據畜禽種類、年齡、環境等因素有效地制定“個性化”制劑，以提高微生態制劑的作用效率。目前研究認為微生態制劑進入動物體內后主要通過優勢菌群競爭、有機酸等代謝產物的生成及一些物質的消耗，而抑制致病菌、調節動物胃腸道微生物菌群、增強動物免疫力、保障動物健康。微生態制劑發揮免疫作用的途徑主要包括：調節胃腸道微生物菌群結構、刺激免疫器官發育、調節腸道細胞的黏附力、分泌有益代謝產物、激活腸道自身免疫，促進特異性免疫和非特異性免疫等。本文就微生態制劑提高畜禽免疫力的作用機制進行綜述及展望。

　　2微生態制劑提高畜禽免疫力的作用機制

　　2.1微生態制劑調節動物腸道微生物菌群

　　動物的腸道中存在上萬億微生物，腸道微生物與動物機體在漫長的歲月里協同進化，互惠互利，共同塑造了動物的免疫系統。腸道微生物不僅影響宿主對營養物質的消化利用效率，而且與宿主的健康和疾病密切相關。根據對宿主機體產生的作用不同，腸道微生物被分為乳酸菌、雙歧桿菌、糞鏈球菌為主的有益菌，產氣夾膜梭狀芽胞桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌為主的有害菌及擬桿菌、真菌、甲烷短桿菌為主的條件致病菌三大類[7]，它們共同構成了腸道微生物菌群的多樣性，而菌群結構的變化會直接影響動物的健康狀況。

　　宿主腸道微生物多樣性受到一定遺傳因素的影響[8]，母體口腔、腸道及產道中的微生物組成、母乳中的低聚糖等會影響嬰兒腸道微生物的組成，進而影響嬰兒身體健康及免疫系統發育和代謝過程，如在妊娠母豬基礎飼糧中適當添加植物乳桿菌發酵液可以顯著提高初生仔豬均重、降低仔豬腹瀉率及死亡率[9]。菌群移植的動物模型實驗則表明腸道微生物還與肥胖、糖尿病、過敏和哮喘等疾病具有重要關系[10]。宏基因組分析則發現腸道微生物菌群的變化影響個體的精神狀態[11]。維持胃腸道內微生物群體穩態及多樣性對于保證動物健康具有重要意義[12]，多樣性降低會增加致病菌破壞腸道黏膜從而感染上皮細胞引起疾病的風險。

　　微生態制劑作為飼料添加劑，其含有的益生菌或益生元進入腸道后可以將代謝產物作為促進因子,用于維持腸道微生物菌群多樣性及平衡，防止有害菌的過度繁殖及條件致病菌的“激活”。食物來源影響動物腸道菌群構成，進而可能對腸道黏膜系統的完整性造成損傷[13,14]，在飼料中添加微生態制劑，可以顯著改善有益菌(如腸球菌屬和芽孢桿菌、丙酸桿菌)的占比，降低病原菌(如氣單胞菌屬和彎曲菌目、韋榮氏球菌科)種類，豐富腸道微生物多樣性，進而保證動物健康[15-18]。

　　2.2微生態制劑刺激動物免疫器官發育

　　人類為殺滅病原菌而發明抗生素，抗生素也成為治療細菌性感染的“特效藥”。但傳統的抗生素往往會無選擇性地消滅或抑制病原微生物及有益微生物，它的使用不僅會改變動物腸道的營養狀態，改變腸道微生物的菌群結構、基因組信息和功能，甚至可能從根本上降低人或動物的機體免疫力而導致致病菌的增殖。腸道微生物菌群與動物的先天免疫和適應性免疫系統密切相關，微生態制劑作為新型綠色飼料添加劑，不僅可以抑制致病菌，更重要的是刺激動物自身免疫器官的發育與成熟及免疫系統的應激性且不產生副作用。

　　李巧賢[19]采用酵母菌、糞鏈球菌、乳酸菌及雙歧桿菌進行復配用作仔豬飼料添加劑，并且同時設置液體復合菌及抗生素為對照實驗，結果表明復合菌實驗組的仔豬胸腺淋巴細胞比對照組胸腺淋巴細胞多且成熟，并且粉狀復合菌組的仔豬血液中IgG含量比抗生素組高，IgG具有防止敗血癥的作用，是仔豬對外界刺激的免疫反應。Schierack等[20]研究懷孕母豬免疫指標的變化時發現，芽孢桿菌可以改變淋巴細胞增殖反應，CD21+T細胞數量顯著增加。以無菌動物為研究對象的實驗則發現無菌動物的淋巴組織發育不全且淋巴細胞功能低下。淋巴細胞是體積最小的白細胞，由淋巴器官產生，上述研究中發現的淋巴細胞增殖反應的改變表明了微生態制劑對免疫器官具有積極的刺激作用。動物體內最大的免疫器官是腸道，腸道的粘膜層及小腸絨毛等結構均參與腸道免疫反應，趙峰等[21]在斷奶仔豬的飼料中添加適量果寡糖和復合益生素制劑，發現仔豬的小腸絨毛長度和絨毛高度與隱窩深度比值均有所提高。

　　小腸絨毛是動物腸黏膜上皮屏障的重要組成部分，低聚糖等益生元的添加可以改變仔豬小腸的生理結構，從而強化腸道黏膜的免疫機能，顯著降低其腹瀉率并增強其恢復能力。家禽的免疫器官包括胸腺、脾臟、肝臟、法氏囊等，宋之波等[22]研究發現在日糧中添加微生態制劑有助于提高肉仔雞的免疫器官指數。在基礎日糧中補充枯草芽孢桿菌、腸球菌、雙歧桿菌或乳酸菌可以使肉雞腸道杯狀細胞密度和空腸絨毛高度增加[23]。不同類型的微生態制劑還可促進動物機體免疫器官成熟及免疫因子的分泌，能夠不同程度地提高并激活動物機體體液免疫和細胞免疫，激活腸道上皮細胞釋放抗菌物質，降低腸道pH值，從而達到抵抗病原體的作用，提高機體的免疫能力。

　　2.3微生態制劑分泌代謝產物調節動物免疫反應

　　先天免疫系統是動物本身具有的免疫防御體系，包括一系列免疫細胞和相應的信號傳遞機制，在受到病原菌侵入時即刻開始行動，通過非特異的方式識別和防御感染源。腸道微生物菌群是伴隨著動物免疫系統發育逐步成熟穩定的，因此，一般情況下，先天免疫系統不會攻擊腸道固有微生物，且在共同生活過程中建立起密切的共生關系。在宿主-微生物的交界處分布著信號感應分子，一旦腸道微生物菌群紊亂，信號感應分子會將信號逐級傳遞激活動物免疫系統發生反應[24,25]：病原菌感染腸道激活信號傳導分子樹突狀細胞，樹突狀細胞將信號傳遞給APC細胞(antigenpresentingcell)，APC細胞可以直接吞噬部分病原菌，同時通過產生白細胞介素IL誘導腸道毛細血管中的T細胞、B細胞等免疫細胞進入腸道發生免疫反應，通過抗體與病原菌發生特異性反應或巨噬細胞直接吞噬作用清除入侵的病原菌以維持腸道健康。

　　微生態制劑所包含的益生菌能夠利用腸道中的營養物質產生有益代謝產物作為信號分子，有效提高干擾素和巨噬細胞的活性，激發動物機體的免疫功能及反應活性，維持機體健康。低聚糖等益生元可以作為腸道有益微生物的營養物質促進有益微生物的繁殖及代謝，也可以直接作為有益信號分子調節動物的免疫反應。研究發現，微生物的一些小分子代謝產物能穿透上皮細胞的間隙直接參與免疫過程，起到增強免疫能力、抗腫瘤和抗過敏等作用[26,27]。

　　同樣，在腸道內的免疫過程中，乳酸桿菌能夠減少Toll樣受體，增加防御素，從而影響動物免疫功能的時效性，還可以使T淋巴細胞的轉化加速，預防或緩解自身免疫性疾病等[28]。當微生態制劑中的益生菌進入腸內后，定植在機體腸道黏膜表面，通過調控黏膜免疫功能、改善腸道微生態以形成微生物屏障[29,30]，提升機體腸道黏膜屏障功能，形成不利于致病菌生存的環境，降低致病菌感染，提高機體健康水平。

　　3展望

　　目前市場上的大多數微生態制劑包含的有效菌株種類比較簡單，且特定菌株往往只能降解特定類型的化學物質，使其作用范圍受到限制;同時由于腸道共生微生物與病原微生物采用相似模式識別分子結構，一定程度上很難準確分辨有益菌及致病菌，微生態制劑的使用原則難以明晰，更重要的是，微生態制劑在體內與體外實驗中的免疫調節反應存在差異。而DNA測序、蛋白質組學和代謝組學的快速發展使得我們對微生物群組及其與疾病之間的聯系了解得越來越多[35,36]，明確“跟蹤”微生態菌劑進入動物體內的反應過程及參與的免疫調節機制成為可能，對于開展個性化微生態制劑的精準應用具有重要意義。雖然已有多種微生態制劑投用于實際生產養殖中，但由于產品缺少科學的評價體系，導致質量良莠不齊，且產品效果與預期往往有較大差異。

　　建立統一有效的標準有利于控制微生態制劑市場良性發展。另一方面，微生態制劑中的有益菌活性受溫度和其他環境條件影響，且主要經口進入畜禽腸道，需要經過胃液等相對極端的環境，但現有產品大多環境耐受性差，導致效果大打折扣。根據微生態制劑的免疫作用機制，可以通過對制劑的包被材料進行優化，有效提高有益菌的生存率，保護益生菌免受氧濃度、極端pH值、膽汁、胃液等的影響，從而提高微生態制劑在動物健康發育中的作用。微生態制劑主要作用于畜禽腸道，但不同種類畜禽、不同齡畜禽的腸道微生物菌群差異顯著，這也是導致微生態制劑作用效果不一致的原因之一，通過研究微生態制劑對畜禽的免疫作用機制，有利于針對具體對象設計“個性化”微生態制劑，全面提高畜禽養殖的經濟效益。

　　參考文獻

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　　作者：封佳麗1，盧俊樺1，王瑩1，胡著然2，楚杰1*