减少抗生素使用量的利器——藻类

任淑静 译自，Vol.27（2019），№6：10～11

唐彩琰 校 潘雪男 审

在现代畜牧生产体系中，动物的胃肠道时常受到挑战，肠道健康所依赖的微妙平衡也可能会遭到破坏。组成肠道屏障及免疫功能的成分被削弱，这种情况会导致由生态失调引发的消化问题出现高发生率。胃肠道功能失衡会使动物出现局部炎症反应和全身炎症反应，影响它们的健康状况和生长性能。养殖行业面临的挑战是找出能够支持肠黏膜屏障功能和肠道相关淋巴组织的解决方案，以保持动物健康，从而确保在不需要抗生素的情况下取得良好的生产性能。最近的科学研究证明，饲料中的海洋巨藻多糖有可能会成为调节免疫功能和增强肠道屏障功能的可靠介质，从而提高动物对外部攻击的适应性。

1 巨藻提取物的特异性

海藻多糖结构复杂，组成独特，具有较高的反应活性，这解释了其在喂给动物时所表现出的生物学特性。海藻多糖的复杂性和生物反应性源于糖单元的特性，这些糖单元种类繁多，有的也很罕见，如糖醛酸、木糖和鼠李糖。糖苷键的多样化使它们拥有分支结构，并含有硫酸盐基团。

此外，海藻多糖的聚阴离子结构和可溶性提高了它们的反应活性，便于被宿主细胞识别。巨藻的特点是拥有硫酸化多糖(陆生植物、淡水微藻或酵母细胞壁均不含硫酸化多糖)。法国欧密斯集团20多年来一直致力于研究海洋生物技术，成功开发的奥吉素®(Algimun®)引领饲用海藻提取物产品的潮头(图1)。该产品以两种生物活性巨藻提取物MSP®BARRIER和 MSP®IMMUNITY为主要成分，前者是一种红藻提取物，可增强动物肠道的屏障功能；后者是一种绿藻提取物，可增强动物的先天性免疫力和获得性免疫力。

2 免疫调节特性

欧密斯集团与法国国家农业科学研究院(Institut Nationale de la Recherche Agronomigue，INRA)合作研究，证明了绿藻提取物能够影响体外模型(猪小肠上皮细胞，IPEC-1)中的免疫介质转录，包括识别参与这种激活作用的代谢途径。Berri等(2006)首先强调，绿藻提取物能对参与先天性免疫反应和获得性免疫反应中防御机制的一系列体外免疫介质的基因转录产生积极的影响，尤其是会影响抗原提呈细胞(如树突状细胞和巨噬细胞等)的招募和激活以及B淋巴细胞和T淋巴细胞的分化和增殖，同时由于其具有抗炎作用而能够诱导产生免疫耐受。

体内研究进一步证实绿藻提取物具有免疫调节功能，即可提高肉鸡体内单核细胞和异嗜白细胞的防御活性，促进乳源性免疫(通过初乳和常乳)从母猪向仔猪转移。

欧密斯集团与法国肠道生物技术开发公司(Intestinal Biotech Development)合作进行了一系列试验，用体外模型评估了红藻提取物对动物肠道屏障功能的影响，其中包括用黏液分泌人结肠癌细胞(HT-29 MTX)评估该提取物对黏蛋白的作用，用肠上皮样人结直肠腺癌细胞(Caco-2)评估该提取物对肠道紧密连接蛋白的影响。

结果表明，红藻提取物能够上调跨膜蛋白和支架蛋白的基因表达，这些蛋白对多蛋白连接复合物发挥最佳功能具有至关重要的作用。此外，红藻提取物能上调黏蛋白靶向基因的表达，这些基因在调节上皮细胞分化(膜结合)、建立黏液层(形成凝胶)和防止病原体定植上具有重要作用。

通过使紧密连接更紧密和使黏液层的功能更丰富，红藻提取物在维持肠道黏膜完整性上可发挥重要作用。这些结果在一项由法国国家健康与医学研究院(INSERM)进行的科学研究中得到了证实，研究人员给处于应激状态(已知会诱发肠道炎症的模型)的小鼠饲喂红藻产品，能够显著减少异硫氰酸荧光素标记硫磺酸(肠道通透性标记物)通过细胞旁路通道进入血液的数量。因此，给处于应激中的动物饲喂红藻提取物可显著增强其肠道屏障功能，而肠道屏障是机体抵御病原体和毒素的第一条防线。

3 复合海藻提取物应用效果

与对照组肉鸡相比，试验组肉鸡饲喂奥吉素®(红藻提取物和绿藻提取物的复合物)后，生产性能显著提高(平均日增重提高2.3%，饲料转化率降低1.8，最大呼气流量提高3%)，同时死亡率明显下降(4.5%)，试验所在集约化肉鸡场(40万羽肉鸡参与试验)每羽肉鸡的净收益增加0.03欧元。

试验组母猪喂给海藻提取物产品后，所分泌初乳的质量明显高于不喂该产品的对照组母猪的(IgG水平提高25%)。这有利于提高试验组母猪所产仔猪的技术指标：与对照组母猪相比，试验组母猪所需的兽医治疗成本减少25%(P＜0.01)，所产仔猪的断奶体重增加360 g(P＝0.056)，净收益提高10%(每头母猪增加7.75欧元)。仔猪试验显示，与未饲喂该产品的对照组仔猪相比，仔猪饲喂该产品后，炎症状态明显降低(结合珠蛋白水平下降16%)，需要进行兽医治疗的仔猪减少57%(P＜0.01)(图2)，生产性能有所提高(试验期末体重增加300 g)。

这些试验证实，含有红藻提取物和绿藻提取物的奥吉素®可以在饲料策略中作为抗生素的一种天然替代品，提高动物的健康水平和生产性能，从而减少养殖场的抗生素使用量。