太空育种,聚焦基础免疫保健助力健康生态养殖

2017-06-05王仲孚严元宠王晓艺

中国动物保健 2017年3期

关键词：聚糖养殖细胞

王仲孚，严元宠，王晓艺

（1.西北大学糖生物学与糖工程研究中心陕西西安710069；2.陕西安邦德生物科技有限公司陕西西安710075；3.山东烟台市牟平区姜格庄街道畜牧兽医工作站山东烟台264100）

太空育种,聚焦基础免疫保健助力健康生态养殖

王仲孚1，严元宠2，王晓艺3

1 项目技术背景与成果转化

1.1 项目技术背景

太空育种技术:我国航天技术突飞猛进，已成为全球航天科技在生产和生活中应用的典范。现代生活中，天气预报要靠气象卫星，行车找路、精确定位需要导航卫星，电视节目也大都依靠通信卫星传输……这些航天科技带来的便利，大家都不陌生。专家表示，利用太空特殊的环境进行育种可以培养出产量更高、质量更好、抗逆性更强的农作物品种或微生物菌种，对于农业人口多、人均耕地少的我国来说，有着重要意义。西安泰乐星生物科技有限公司，利用国家863项目平台优势和稀缺资源，通过神舟系列飞船8年9次搭载我国生命科学家方亮早期发现并从健康人口腔中分离的无毒-溶血性链球菌D33#菌株（以下简称D33#菌株），成功诱变和选育出了生物活性更好、发酵产量更高和生产周期更短的无毒-溶血性链球菌T33#菌株（以下简称T33#菌株）。

T33#菌株深层厌氧发酵的主要代谢产物之一为-甘露聚糖肽，具有多种生理活性，2003年和2005年项目攻关专家组专题论证结论为：①T33#菌株代谢产物-甘露聚糖肽具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗辐射及抗肿瘤作用；②T33#菌株代谢产物-甘露聚糖肽还能通过调节机体免疫具有修复机体自愈能力的作用；③T33#菌株代谢产物-甘露聚糖肽中糖肽含量是普通D33#菌种发酵产物的3～5倍，且含有19种氨基酸、10种维生素和5种微量元素；④T33#菌珠代谢产物α-甘露聚糖肽中含有“自愈原生因子”，具有超抗原（SAg）作用，而D33#菌种发酵产物不能检测到此核心有效成分。

1.2 T33#菌株代谢产物α-甘露聚糖肽生物活性研究概况

1）经大量实验研究发现，α-甘露聚糖肽是一种超抗原物质（与一般抗原物质不同），在极低浓度下（1～10 ng/mL）即可激活机体细胞免疫功能和体液免疫功能，具有极强的免疫调节功能。可促进淋巴细胞的转化，增强网状内皮系统吞噬功能及细胞的免疫吸附功能，裂解病菌细胞，清除体内异物、病毒、细菌等而不损害正常细胞。

2）α-甘露聚糖肽能增加脾脏抗原结合细胞，对T、B淋巴细胞有激活刺激作用，间接影响激活树突状细胞从而产生增大免疫效应，促进淋巴细胞DNA及RNA的合成，提高淋巴细胞数量并增强其作用，快速激活免疫应答，提高自然杀伤细胞（NK）、杀伤细胞（K）、淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）等杀伤细胞的功能，能增强并激活巨噬细胞分泌和代谢功能，提高巨噬细胞的吞噬能力。

3）α-甘露聚糖肽能直接作用于中枢和外周免疫器官，经腹腔注射α-甘露聚糖肽后，小鼠胸腺及脾脏的淋巴细胞数量增多、体积增大，显示出增生活跃和功能增强。

4）经钴60照射后小鼠给予α-甘露聚糖肽11 d后白细胞总数比对照组高达1.5倍，红细胞百分率高达10倍。

5）研究表明，给家兔注射α-甘露聚糖肽后，外周血白细胞随即上升，在4 h后升高最为显著，然后缓慢下降，白细胞升高持续时间延续至少24 h，表明具有提升白细胞的作用。

6）α甘露聚糖肽进入肠道后可以改善细胞内外的生物活性，对跨膜信号系统产生特定的影响，对于T、B淋巴细胞的增殖分化具有促进作用，同时大量分泌各类细胞生长刺激因子及免疫球蛋白，从而促进黏膜组织损伤的主动修复，起到增强肠道免疫功能，又促进动物生长的作用。

7）α-甘露聚糖肽能增强黏膜创伤修复与防御能力，可用于治疗各类黏膜损伤和难治性溃疡、胃肠道感染和呼吸系统反复感染。其临床表现也充分验证了对动物呼吸道、消化道和泌尿生殖道和皮肤都有很好的保护作用。

8）α-甘露聚糖肽腹腔注射后能显著延长小白鼠在高温（50℃）下的存活时间，显著增加在高温和寒冷刺激下小白鼠肾上腺中VC含量，激活小鼠单核-巨噬细胞系统的吞噬功能，明显提高S180荷瘤小鼠对RES的吞噬功能，显示出改善和增强机体应激反应的能力，提高机体非特异性抵抗力。

9）α-甘露聚糖肽在体内或体外可促进巨噬细胞的吞噬活性，增加分泌淋巴因子的量，发挥调节机体免疫功能的作用。给鲫鱼投喂拌有α-甘露聚糖的饵料21 d即可达到使非特异性免疫功能增强持续30 d以上的效果。

10）α-甘露聚糖肽能作用于G+菌细胞壁的成分-肽聚糖，切断N-乙酰葡胺和N-乙酰胞壁酸的聚糖链，使其丧失韧性进而使细菌发生低渗透型裂解，从而杀伤细菌。提升白细胞包括单核细胞和粒性细胞的数量，增强巨噬细胞和单核细胞的吞噬作用。

11）α-甘露聚糖或者不完全水解产物可以很好的结合霉菌毒素，降低霉菌毒素的免疫抑制作用。

12）α-甘露聚糖肽水解产物α-甘露聚糖可以促进肠道内有益菌（双歧杆菌和乳酸菌）的生长繁殖。α-甘露聚糖的结构中含有特有的糖苷键（α-1,4糖甘键)不能被动物消化酶消化利用，而肠道内的有益菌（双歧杆菌和乳酸菌)却能很好利用低聚甘露糖而能大量繁殖；相反，大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌则不能利用甘露聚糖，最终会导致这些有害菌因缺乏营养而死亡。通过这不同的两方面的变化，有益菌的比例大大增加，可以产生更多的短链脂肪酸（SCFA）加速矿物元素的溶解和吸收，从而产生促生长效应。

13）上世纪80年代末所做的α-甘露聚糖抑制肉鸡病原菌感染能力的研究中发现，当大肠杆菌或沙门氏菌与低聚甘露糖一起培养时发现凝集现象：α-甘露聚糖会竞争性地与病原菌产生的外源凝集素结合，从而抑制病原菌与肠黏膜表面结合,它可以结合病原菌，干扰了肠道病原菌的定植，并携带病原菌排出体外。甚至使已结合到上皮细胞的大肠杆菌脱落下来，一起随粪便排出体外。

14）α-甘露聚糖肽水解产生的碱性多肽能作用于G+菌细胞成分-肽聚糖，切断边接N-乙肽葡胺和N-乙肽胞壁酸的聚糖链，丧失其坚韧性，细菌发生低渗透型的裂解，从而杀伤细菌。肽还有促进巨嗜细胞的吞噬作用，促进淋巴细胞和脾细胞的增殖作用，从而增强机体免疫力。

1.2 项目成果转化

西安泰乐星生物科技有限公司，专注于T33#菌种的产业化、规模化生产，进行了大量原创性实验研发，在菌种优化与复壮、提升发酵单位，深度挖掘工艺水平方面取得了新突破，具有自主知识产权和完整的产业链。发酵提纯的核心成分α-甘露聚糖肽其浓度和生物活性均达到国际领先水平。为了实现太空诱变菌种代谢产物在畜牧生产过程的有效利用，西安泰乐星生物科技有限公司通过特殊工艺获得α-甘露聚糖和碱性多肽两种高活性成分，动物口服或饮水即可直接发挥生物效力。并陆续开发出猪专用型、禽专用型、水产专用型、反刍专用型、皮毛动物专用型、畜禽通用型等多种剂型。西安泰乐星生物科技有限公司独家研发生产的α-甘露聚糖两次入选国家863项目，并荣获国家科技进步奖，在畜禽上应用获得六项国家发明专利。

近年来，养殖业机构调整加速，导向明确，力度强，速度快，积聚多年的难之又难的焦点问题正在一个接着一个被破解。其主要表现在：

1）集约化加快，产业聚集度增强：育种、营养、疫病防控的资金和科技投入加大，生产条件和小环境显著改善，生产力大幅度提高。畜牧行业内部调结构、转方式、去产能，与国家整个实体经济战略部署同步进行，产业布局和竞争变化加快。

2）畜禽免疫失调严重，疫病压力加大：虽生物安全措施逐步加强，但是密度增加，规模批量流动加速，工业化、商业化养殖导致应激和生理功能紊乱加剧，急功近利下的品种改良等，不规范使用药物，最终导致机体免疫失调严重，疾病压力仍未减轻，表现在：老病未除，新的疫病不断出现，非典型性（条件性疾病）和变异毒株危害加剧，继发或混合感染频发。诺贝尔医学奖获得者、美国哈佛大学医学院包格尔教授的研究更是一矢中的：机体80%的疾病都和免疫系统的退化、低下有关。

3）生态安全势在必行：养殖业快速发展，弊端逐步显现，畜禽等耗粮型畜牧养殖的碳排放问题，养殖粪污、废弃物等排放，与美丽乡村美丽城市进程，绿色发展，环境友好型发展形成的反差正在消除，去年以来政策调控导向力度空前。全国一盘棋持续加强节能环保和生态建设，推动绿色低碳发展，划定了养殖区、限养区和禁养区，各地环保督导和监察力度加大，调整养殖密度和方向，畜牧业供给侧结构调整加速，环境友好型生态养殖步入高速发展的快车道。

4）食品安全高度重视：高质量畜产品是现阶段消费的显著特征。2017年中央经济工作会议指出：严格执行环保、能耗、质量、安全等相关法律法规和标准；深入推进农业供给侧结构性改革；要把增加绿色优质农产品供给放在突出位置；狠抓农产品标准化生产、品牌创建、质量安全监管；提高供给质量，就是要减少无效供给、扩大有效供给，着力提升整个供给体系质量，提高供给结构对需求结构的适应性。粗放养殖带来的食品安全问题已经上升到国家层面要加以解决。滥用药物和抗生素带来的食品安全和公共健康卫生问题，如药物残留和耐药菌的问题给消费者带来潜在危害，禁抗、限抗，规范用药的导向十分明确，实施步骤加快。国家已经开展对养殖场粪污中残留抗生素的检测，精准发力，着力解决长期以来积累下来的这个硬短板，倒逼生产者规范用药，遵规守法养殖。

2 如何在新一轮的养殖业根本性调整中适应和生存？

新的挑战带来了新的机遇。西安泰乐星生物科技有限公司独家研发生产的绿色安全、无残留、无配伍禁忌、无耐药性、耐酸碱和高温的“益新爱可（增益素）”牌系列产品蓄势而发，深受广大养殖朋友的青睐和好评。泰乐星生物与全国战略合作伙伴及新老客户正在以实际行动引领和践行着绿色发展、环境友好、健康养殖，为消费者提供优质安全食品，为畜牧业持续健康发展而奋力。

3 益新爱可（增益素）的主要功能

1）调节免疫：保持机体免疫平衡，全面提升畜禽抗病力。

2）修复黏膜：提高畜禽第一道屏障机能，加强营养物质吸收（促进动物生长，提高生长率和饲料转化率），减少胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道、皮肤病等的发生。

3）改善肠道：修复肠道，保持肠道菌群平衡（促进有益菌的生长，抑制有害菌的繁殖）降低便秘和腹泻的发生，减少细菌病的危害。

4）解毒排毒：保肝护肾，增强吞噬细胞清除毒素和体内垃圾的能力。

5）强抗应激：提高非特异免疫能力，减轻断奶、转群、合群、免疫、环境变化等因素诱发的各种应激反应（采食量下降、发病、死亡等）。

4 益新爱可，基础保健效果在规模养殖场的应用表现

4.1 养猪场

猪群整体拉稀、咳嗽喘气以及发烧均减少，仔猪均匀度好；初生重提高90 g以上，僵残次猪减少（减少40%～80%）；断奶重提高900 g以上；死亡率降低8%～10%；采食量增加，日增重多；严重疾病减轻趋势明显，杂症减少，抗生素用量减少30%以上；母猪子宫内膜炎和便秘很少发生，泌乳和哺乳质量高；种公猪繁殖力强、精液品质好；冷、热，运输接种等应激反应小。

母猪的应用效果和观察：1周左右：采食量增加（奶水好）；2周左右：便秘、尿黄减少（氨味降低）；1月左右：泪斑、老皮死皮开褪；2月左右：泪斑、老皮死皮基本褪净；3-6月养殖能效明显提升；产程缩短，产前不食、孕高热减少；返情、流产、死木乃伊胎减少（均空怀时间缩短3.8 d）；母猪产后问题（MMA）少、产后恢复快；PSY增加（+1～3头）。

4.2 养禽场

鸡群发生糊肛少；育雏健壮、均匀度高；育成鸡生长快发育好；全期成活率高；产蛋平稳，高峰期长；呼吸、消化道病和肝肾病变大幅度减少；饲料转化率高；疫苗接种抗体滴度高；运输、转群及接种应激反应小；严重疾病症状有减轻趋势，杂症减少，抗生素用量减少30%以上；蛋壳厚度增加、毛色、肉色鲜亮、有润泽；种蛋出壳率和健雏率高。

结语：在这场绿色健康高效养殖的推进变革中，标准是基础，生物安全是保障，做好基础保健和防疫是根本。α-甘露聚糖及其活性产物碱性多肽取自天然，安全绿色，零排放、无污染、无残留、无耐药。其活性高，配伍性强，一品多效（科学系统使用可发挥累积效应、杠杆效益），可定性和定量检测，开创免疫类产品评价金标准，凭借其改善畜禽健康状况、降低养殖风险和提高生产能效的可靠效果，分外出众，备受青睐，已经在国内众多大型龙头畜牧集团和标准化养殖示范小区得到了广泛和普遍使用，取得了可观的生态效应和经济效益。相信在全球绿色健康养殖推进的大潮中会发挥越来越重要的作用。■