益生菌在防治鸡球虫病中的研究进展
2022-01-01雷振宇李晓刚闫可可丁世荣
雷振宇,李晓刚,叶 成,闫可可,丁世荣,江 涛*
(1.固始县动物疫病预防控制中心,河南 固始 465200 2.登封市畜产品质量监督检验中心)
对于鸡球虫病的防治,抗球虫疫苗能有效控制鸡球虫病,但活疫苗存在致病风险、种间交叉保护范围小等问题,因此目前难以推广应用。临床上仍以化学合成的药物控制鸡球虫病,但药品的滥用已经导致耐药性和药物残留的出现。随着人们对食品安全越来越关注,以及养殖“禁抗”的不断推进,促使人们去探寻一种更为安全有效的抗球虫方法。近年来,基于益生菌毒副作用小、无残留、不易产生耐药性而受到越来越多的关注。
1 常用益生菌的种类及其作用机制
2002 年,世界卫生组织和世界粮农组织正式将益生菌定义为“活性微生物,当其以足够的量食用时,可以对宿主的健康产生有益的影响”。目前,已经被发现的益生菌种类按其菌属可分成三类:乳酸菌类、芽孢杆菌类、酵母菌类。我国农业农村部第105 号公告公布的允许使用的饲料添加剂品种目录中,饲料级微生物菌种共有12 种。不同的益生菌发挥着不同的功能特点,其作用机制大致可归纳为物理屏障、化学屏障和免疫屏障这三种。
1.1 物理屏障
物理屏障主要与肠黏膜的通透性有关,益生菌通过黏附在动物消化道的黏膜和上皮细胞层表面,增加黏液分泌,颉颃结合位点,阻止病原微生物的侵袭,预防肠道感染。徐子涵在研究乳酸菌对肉鸡生长性能和肠黏膜结构影响的试验中发现,该乳酸菌能显著增加肉鸡的体质量和小肠绒毛高度,减小隐窝深度,增加肠黏膜的吸收面积,促进小肠腺体发达,进而促进鸡对营养物质的吸收利用[1]。益生菌还可通过调节肠上皮分泌的黏液形成黏弹性胶质,以及增强肠上皮紧密连接蛋白的表达,封闭肠黏膜上皮细胞顶部的孔隙,从而阻挡致病菌的入侵及定植。有关专家在肉鸡基础日粮中添加枯草芽孢杆菌时发现,枯草芽孢杆菌能够增强细胞骨架蛋白和紧密连接蛋白相关基因的表达,增强了肠上皮细胞间的紧密连接,降低了肠道黏膜的通透性,从而阻止了病原菌对肠上皮细胞的侵袭。
1.2 化学屏障
化学屏障主要指益生菌合成分泌的一些抗菌因子直接阻止病原微生物的生长,从而调节肠道微生态平衡,如有机酸、游离脂肪酸、防御素和各种酶等物质。有关专家在研究枯草芽孢杆菌对鸡球虫和产气荚膜梭菌的影响时发现,肠上皮细胞在受到病原微生物入侵时,枯草芽孢杆菌产生的细菌素不仅能够阻止病原微生物入侵上皮细胞,从而降低鸡球虫对肠道的损伤,还能干扰细菌的细胞壁合成,从而抑制肠道产气荚膜梭菌的生长繁殖。益生菌还可通过分泌维生素、氨基酸等各种营养物质促进肠道和免疫器官的发育,增强机体免疫力。谢全喜在肉鸡基础日粮中添加植物乳杆菌时发现,植物乳杆菌能够通过分泌乙酸和乳酸降低肠道pH,从而抑制病原微生物的生长繁殖,还可通过分泌各种营养物质促进肉鸡脾脏和法氏囊等免疫器官的发育,增强肉鸡的生产性能[2]。
1.3 免疫屏障
免疫屏障是指益生菌可通过直接或间接方式影响多种免疫细胞的功能,刺激机体肠道黏液中免疫球蛋白和细胞因子的分泌,起到免疫调节和控制炎症的作用。免疫球蛋白是黏膜免疫反应中最主要的一类抗体,朱沛霁在雪山草鸡的日粮中添加枯草芽孢杆菌,结果显示枯草芽孢杆菌通过增强肠道黏液层SIgA 的分泌,通过与病原微生物的表面抗原结合来保护肠上皮细胞及其正常功能[3]。有关专家发现枯草芽孢杆菌能够提高肠道黏液中IgA、IgG和SIgA 浓度,增加小肠绒毛长度、隐窝深度和绒毛面积,并改善抗氧化相关基因的表达,从而增强肠道免疫排斥功能。免疫反应中产生的细胞因子主要包括致炎性细胞因子(IL-6、IFN-α、IFN-γ等)和抗炎性细胞因子(IL-10、IL-15 等),协同作用引起肠道上皮细胞产生免疫反应。唐雪玉发现枯草芽孢杆菌能够明显提高鹅血清中IL-6、IFN-α、IFN-γ、IL-10的含量,改善鹅只机体免疫功能[4]。
2 益生菌在防治鸡球虫病中的临床应用
2.1 乳酸菌类
乳酸菌是革兰氏阳性、非孢子形成的兼性厌氧菌,是动物胃肠道中的优势菌群,具有较早的应用历史,该类菌活菌数较高,能大量产酸,保持pH 稳定。饲料级微生物菌种主要有5种,分别为干酪乳杆菌、植物乳杆菌、屎链球菌、粪链球菌和乳酸片球菌。乳酸菌通过增强机体体液免疫和细胞免疫,以及分泌的乙酸和乳酸降低了肠道pH,以达到抗球虫作用。杨桂连在探究乳酸菌对雏鸡抗柔嫩艾美耳球虫感染中的作用时发现,乳酸菌不仅提高了血清和肠道分泌物中的抗体(IgG、SIgA)和细胞因子(IFN-γ、IL-2)水平,还降低了球虫卵囊排出量和球虫引起的肠道损伤[5]。
2.2 芽孢杆菌类
芽孢杆菌是革兰氏阳性、可产芽孢的需氧菌,该类菌物理性质稳定,可耐高温、耐酸碱,能产生多种酶类物质、调节肠道微生态的平衡和提高免疫力。饲料级微生物菌种有4种,分别为枯草芽孢杆菌、纳芽孢杆菌、乳链球菌和嗜酸乳杆菌。枯草芽孢杆菌通过促进肠道免疫反应达到免疫保护作用。陈锁用枯草芽孢杆菌治疗球虫引起的坏死性肠炎时效果显著,能缓解肠道绒毛损伤,促进肠道SIgA、IL-10、IL-1、TNF-α的表达,增强肉鸡肠道免疫[6]。黄现青发现枯草芽孢杆菌能够产生脂肽类抗微生物物质,这种物质在进入肠道后可能对球虫虫体或虫卵具有直接灭活作用,从而起到抗球虫作用[7]。
2.3 酵母菌类
酵母菌是单细胞真菌,兼性厌氧,在任何条件下都能生长发育。饲料级微生物菌种有3 种,分别为啤酒酵母、产阮假丝酵母和沼泽红假单胞菌。酵母及其培养物中含有丰富的乳铁蛋白、乳酸和琥珀酸等物质,这些物质不仅能够阻碍病原微生物的生长繁殖,还能调节宿主免疫反应,从而改善机体的生产性能。吕玲在进行酵母细胞对肉鸡球虫感染的影响时发现,在日粮中添加酵母细胞可促进肠道IFN-γ的产生,从而激活肠道屏障中巨噬细胞等免疫细胞的免疫应答,从而降低由球虫感染引发的大肠杆菌和沙门氏菌的继发感染[8]。
3 使用益生菌防治鸡球虫病时存在的问题
近年来,益生菌替代抗生素的“绿色养殖”模式在动物养殖界引起广泛关注。我国对益生菌抗球虫机制的探究仍处于起步阶段,对于益生菌在鸡球虫发育过程中通过哪些途径起到抑制作用,还存在许多未知。对于大部分抗球虫益生菌的使用,主要是基于一些田间试验和与其他抗生素效果对比试验上,严重阻碍了益生菌抗球虫产品的应用和推广,因此对于益生菌抗球虫的分子机制还需进一步研究。
就目前而言,益生菌在养殖场中的应用也存在一些问题。一是益生菌种类繁多,养殖中益生菌的使用量没有一个科学的依据,需要从中筛选出用量少、效果好的益生菌抗球虫制剂;二是部分益生菌在贮存过程中活力不稳定,导致实际使用时效果不佳;三是益生菌制剂与目前市场中使用的抗球虫药物相比价格较高,如需长期添加使用,会使养殖成本提高,因此很难推广使用。
4 益生菌防治鸡球虫病的发展前景
动物肠道是一个具有生物多样性的微环境,因此维持肠道微生态平衡,对肠道上皮屏障功能至关重要。抗药虫株使传统化学抗球虫药物防治效果降低甚至失效,药物残留问题也日趋关注,随着全面无抗养殖时代的到来,基于益生菌无毒副作用、无药物残留、生产成本低、增强机体免疫功能、提高生产性能等诸多优点,益生菌可以逐渐成为抗球虫药物的替代品。因此,益生菌在抗球虫病方向上有着天然的优势以及广阔的发展前景。