香菇多糖的免疫调节机制及其在畜禽养殖生产中的应用研究进展

魏茂莲 李有志 牛华星 张志民 章安源 陈志强 张传津

(山东省饲料兽药质量检验中心/山东省畜产品质量安全监测与风险评估重点实验室，山东 济南 250000)

自20世纪80年代以来，对香菇多糖的分析受到广泛重视，并取得一系列研究成果。目前，国内对于香菇多糖的研究和应用多集中于医药领域，用于治疗恶性肿瘤及病毒性肝炎等疾病[1]。近年来，伴随着我国畜牧业集约化、规模化的高质量发展，健康养殖、畜产品质量安全也越来越受到消费者广泛重视，香菇多糖作为一种绿色环保，安全高效的新型免疫调节剂，在畜禽养殖生产中备受从业者关注，本文对LNT的生理功能和免疫增强机制及其在畜禽养殖生产中的应用研究效果进行综述，以期为香菇多糖在畜禽养殖生产中的开发应用提供参考。

1 香菇多糖的理化结构和化学性质

1.1 理化结构

香菇多糖(LNT)最初是日本学者运用热水浸提法，从真菌香菇子实体中提取分离纯化出的多糖[2]，其分子量约4～8×105Dalton，其一级结构是由5个β-(1→3)-D-葡萄糖残基为主链，2个β-(1→6)-D吡喃葡萄糖苷为侧链构成的β-葡聚糖系，主链间以氢键结合方式形成二级结构，其二级结构为凝结型的单螺旋，高级结构则是三重螺旋空间构象。

1.2 化学性质

LNT是一种甘露糖苷肽，其多糖部分以甘露糖为主，葡萄糖、半乳糖、岩薄糖和木糖，以及阿拉伯糖等组成的杂多糖，为灰白色或棕黄色粉末，具有吸湿性、水溶性和光、热稳定性，对碱不稳定。无甜味和还原性。不溶于乙醇、丙酮等各类溶剂，水溶液为透明、黏稠的状态。

2 香菇多糖的免疫调节机制

2.1 通过特异性免疫和非特异性免疫途径调节机体免疫功能

香菇多糖对多种病毒、细菌和寄生虫有普遍抵抗作用，依据程良斌报道[3]，LNT的免疫效果主要是激活宿主相关免疫细胞成熟、分化和增殖，并不能直接攻击病原微生物，能使宿主细胞恢复对淋巴因子、激素及其它生物活性因子的反应性，提高免疫应答效果，增强机体免疫力。当对小鼠胸腺切除后，注射抗T淋巴细胞血清，发现LNT的抗肿瘤活性显著降低，这说明LNT的抗肿瘤功能要有T细胞介入，需通过胸腺的免疫调节机制才能实现，研究还发现LNT的活性还会被巨噬细胞抑制剂叉菜胶和硅胶削弱，因此LNT也被认为是一种T细胞介导并需巨噬细胞参与的免疫佐剂[4]。

机体的补体系统是在动物体受到一定的因素刺激时才表现出的生物活性功能，而香菇多糖可以有效激活补体系统的经典途径和替代途径，引起巨噬细胞非特异性细胞毒性的提升和中性白细胞对肿瘤组织浸润的影响。

此外，王格林等[5]在研究中发现，适宜浓度的LNT，可以使亢进或减退的免疫功能恢复正常，具有显著的免疫调节作用。LNT会显著影响Th(辅助T细胞)和Ts(病毒毒性T细胞)，使机体被抑制的Th和Ts活性恢复；对LPS(脂多糖)诱导的腹腔巨噬释放TNF(肿瘤坏死因子)，产生显著的促进效应。LNT通过对各类免疫细胞、分子的相互作用，调节机体免疫平衡状态。

2.2 促进机体生成多种生物活性物质

香菇多糖在动物试验中促进B淋巴细胞增生，转化为浆细胞，促进合成IgG(免疫球蛋白G)和IgM(免疫球蛋白M)，增加抗体分泌细胞数；诱生α-干扰素，使IL-1(白细胞介素-1)、IL-3(白细胞介素-3)、IL-2(白细胞介素-2)受体显著增加，引起免疫活性细胞的成熟、分化和增殖。LNT还能强化机体对IL-2、NK(自然杀伤细胞)和MAF(巨噬细胞活化因子)等许多淋巴和细胞因子的反应力[6]。侯敢等[7]研究发现，LNT能显著增加小鼠腹腔巨噬细胞NO的生成，且其能与IFN-γ(γ干扰素)协同诱导巨噬细胞合成NO，起到杀伤多种病原体及肿瘤细胞的作用。同时，细胞中的GSH(谷胱甘肽)水平显著降低，这是因为NO可与分子中的半胱氨酸-SH形成S-亚硝基谷胱甘肽，这就造成细胞中NO增加，而GSH随之降低。当LNT激活巨噬细胞时，GSH可以保护宿主细胞免受NO介导的细胞毒影响。可以发现，香菇多糖是一种很好的免疫调节剂。

3 香菇多糖在畜禽养殖生产中的应用

3.1 提高畜禽生长性能

在断奶仔猪日粮中添加适宜浓度的LNT，仔猪在整个试验期的平均日增重和日采食量与对照组相比显著提升，同时仔猪的腹泻发生率也显著低于对照组[8]。李同洲等[9]研究团队发现,LNT添加组仔猪的血清葡萄糖含量与对照组相比有所提升，血清尿素含量相对降低，这说明LNT促进了仔猪饲粮蛋白质利用率；显著增长血清总蛋白、白蛋白以及球蛋白含量，促进仔猪对饲粮蛋白的利用率；极显著提高血清生长激素含量，该激素能促进动物机体生长发育和营养物质代谢，使蛋白质合成增加，脂肪合成减少。此类研究均得出，LNT可改善仔猪对营养物质的消化吸收，促进仔猪生长。雷莉辉等[10]研究发现，在肉仔鸡基础日粮中添加LNT，与对照组相比，肉仔鸡的平均日增重均显著高于对照组；在21～35日龄时，添加LNT试验组肉仔鸡料重比均显著低于对照组；且当饲粮中添加LNT后，肉鸡的免疫器官脾脏、胸腺和法氏囊指数均显著高于对照组，且发现LNT添加量在350mg·kg-1时，胸腺指数药明显高于其他各添加组。动物的免疫器官指数在一定程度上可以反映机体免疫功能的强弱，LNT通过促进免疫细胞成熟、分化，调节机体免疫器官的正常发育，提升机体免疫力，进而促进畜禽生长发育。

此外，LNT可调控肠道微生态平衡，维护肠道正常形态，促进动物肠道健康。Ren[11]等研究发现，LNT可减少变形杆菌、拟杆菌、大肠杆菌等有害菌数量，调节肠道菌群平衡，有利于维持肠道健康。有研究构建用轮状病毒(RV)诱导断奶仔猪腹泻模型，验证LNT给药后，仔猪肠道中短链脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸浓度显著提升，这与LNT能够改善肠道微生物菌群有关，仔猪的腹泻率也显著降低[12]。Van等[13]在断奶仔猪饲粮中添加0.1%的LNT后，与对照组相比，能显著增加仔猪空肠绒毛长度(V)、隐窝深度(C)无变化，因此V/C显著增高，肠绒毛是在小肠黏膜产生并延伸到肠腔内部，因此，LNT可通过改善空肠黏膜形态，促进肠道对营养物质的消化吸收。香菇多糖改善仔猪生长性能也应与其保护肠道健康有关。

3.2 抗菌、抗病毒、抗氧化

张嫚[14]等通过纸片法药敏试验发现，香菇多糖对禽类敏感菌，如大肠杆菌、沙门氏杆菌、多杀性巴氏杆菌、金黄色葡萄球菌等均有显著抑制作用，当在家禽饲粮中添加香菇多糖后，家禽的肠道疾病发病率显著降低。说明香菇多糖可通过减少肠道致病菌的繁殖，调节家禽胃肠道消化与代谢功能，维持和改善肠道粘膜的完整性，降低家禽的应激反应，进而提高家禽的生产性能。

张福明等[15]在试验研究中发现，LNT对吸附在细胞表面以及进入细胞内的病毒均有抑制作用，抑制病毒在细胞内无法复制繁殖，还可通过刺激巨噬细胞、T淋巴细胞等免疫细胞，进而对感染细胞起到保护作用，而对病毒无直接的杀伤作用。毛湘冰[16]等通过饲粮中添加香菇多糖，对用轮状病毒攻毒断奶仔猪回肠屏障功能影响试验发现，香菇多糖可在一定程度上改善轮状病毒感染断奶仔猪回肠屏障的功能，究其原因有以下3个方面，LNT显著增强断奶仔猪回肠粘膜免疫功能，提升sIgA(分泌型免疫球蛋白)以及IFN-γ的具体指标，上调回肠黏膜中的pBD2(猪源抗菌肽猪β-防御素-2)、pBD3(猪源抗菌肽猪β-防御素-3)和PG1-5(胃蛋白酶原)的mRNA表达;强化肠道黏膜物理屏障和化学屏障，前者主要体现在肠道粘膜上皮细胞间的紧密连接，可由相关紧密连接蛋白表达量说明，化学屏障的主要来源肠道粘膜角质层，核心构成即黏膜上皮细胞(特别是各类杯状细胞)所生成的黏液蛋白[17,18],饲粮中添加LNT可使轮状病毒攻毒对仔猪回肠黏膜中上皮紧密连接蛋白(ZO-1和occludin)和黏液蛋白(mucin1和mucin1)基因表达的影响降低，减少腹泻的发生；提升仔猪回肠黏膜的抗氧化效果，改善RV诱导的氧化还原状态。RV感染主要是通过破坏肠道上皮细胞的氧化还原状态，促使细胞凋亡，引起肠道屏障功能损伤，导致腹泻发生[19]，在饲粮中添加LNT，显著提高仔猪血清T-AOC(总抗氧化力),从而增强仔猪回肠黏膜的抗氧化能力。

研究证实，在自然界中提取分离的多糖类物质大都具有清除自由基的重要功能[20]。王丽芹[21]在实验中发现，香菇多糖的3种纯化提取物胞外多糖(EPS)、菌丝体多糖(MPS)和菌丝体锌多糖(MZPS)均能使小鼠肝脏中的总抗氧化活性升高，并且可以增加组织中谷胱甘肽过氧化物(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，减少小鼠体内丙二醛(MDA)的含量，提高抗氧化能力。于洪祥等[22]研究发现，用马立克氏病强毒人工感染AA雏鸡，按体重注射2mg·kg-1香菇多糖，雏鸡的SOD活性显著提高，最大值达124U·mL-1。

3.3 增强畜禽疫苗免疫效果

LNT作为一种新型免疫增强剂，许多动物疫苗与其共同作用可起到更好的免疫效果。阳玉彪等[23]将猪瘟疫苗与不同浓度的香菇多糖液混合后，免疫断奶仔猪，试验发现在接种后的第7天和第14天，各香菇多糖混合组的仔猪猪瘟抗体阻断剂均显著高于对照组，表明LNT能显著增加猪瘟疫苗免疫效果。刘蓉蓉等[24]进行了系列剂量的香菇多糖对雏鸡新城疫疫苗免疫效果的研究，结果发现,香菇多糖各剂量组鸡在各时间点的抗体效价和A570值均高于或显著高于免疫对照组，表明香菇多糖能显著提高雏鸡的体液免疫和细胞免疫，且以1%～2%饮水浓度效果最好。雷莉辉等[25]研究不同浓度的香菇多糖在肉仔鸡饲养阶段应用LNT对新城疫疫苗免疫效果的研究，也发现香菇多糖组可显著提升肉仔鸡血清中新城疫HI抗体水平，且以添加剂量为350mg·kg-1时效果最佳。

4 小结和展望

香菇多糖在畜禽养殖生产中可显著促进畜禽生长发育，增强畜禽免疫力，具有抗菌、抗病毒、抗氧化等功能，同时与疫苗配伍可有效提高疫苗在畜禽机体内的抗体水平，延长疫苗在机体内的作用时间，这对降低畜禽疾病发生率意义重大。此外，香菇多糖以其天然性、无毒、无不良反应、无药残及无抗药性的独特优势，在畜牧业养殖生产中具有广阔研究与应用前景。但目前关于香菇多糖不同剂型在不同畜种上的应用，以及适宜添加量缺乏相关的标准及研究，因此，根据不同畜种的生理特性和需求，研发出香菇多糖专用型或功能性产品，使其不断规范化和标准化，将有力促进畜牧业的健康发展。