抗生素替代品嗜酸乳桿菌的研究進展

張春輝 (河南牧業經濟學院動物科技學院,河南鄭州 450046 )
2020-10-06

抗生素減退計劃的提出和飼料無抗存在的問題

為維護我國動物源性食品安全和公共衛生安全,2019年7月10日,中華人民共和國農業農村部公告第194號文件,農業農村部決定停止生產、進口、經營、使用部分藥物飼料添加劑,并對相關管理政策作出調整。自2020年1月1日起,退出除中藥外的所有促生長類藥物飼料添加劑品種,自2020年7月1日起,飼料生產企業停止生產含有促生長類藥物飼料添加劑(中藥類除外)的商品飼料。

????在養殖環節逐步減少飼料抗菌藥的使用,進而有效控制獸藥殘留和細菌耐藥性的問題,符合國家農產品質量安全和“減抗”政策,有助于確保人們“舌尖上的安全”。但畜禽無抗養殖也面臨著很多問題:

抗生素替代品缺乏。國內主要研究的微生態制劑、酶制劑、植物提取物等抗生素替代品,與抗生素促生長劑作用機理不同,缺乏完善的評價體系。

生物安全體系薄弱。如養殖場抗體水平檢測不到位、病原體檢測不及時、藥物敏感性試驗不做,不能及早發現疫病、及早防制,易導致疫情失控。

飼料質量問題眾多。飼料原料污染、抗營養因子的存在等,如果飼料中不加抗生素,營養物質的消化率較以前降低、養殖業效益會降低。

但人們的生活離不開畜牧業的發展,從無抗生素的生產系統來看,需要開發可替代的飼料添加抗生素,幫助改善動物性能、保持最佳健康狀態的食用動物。

國內抗生素替代品的研究現狀

為確保飼料中抗生素“減退”計劃的順利執行,加快研發一批實用、安全、新型的抗生素替代品投入市場使用,是科學家們的一項重要任務。

理想的飼料抗生素替代品應該與抗生素有同樣的添加效果,但現階段的實際表明,沒有一種抗生素替代產品可以完全替代抗生素。在無抗飼料的生產中,某種或某些飼料添加劑只能在一定程度上緩解或部分替代抗生素。

與較便宜的抗生素比較,添加任何一種替代添加劑都會增加成本。在單一添加劑暫時無法替代抗生素的情況下,養殖戶利用某幾種添加劑在作用機理方面的協同性,在飼料中同時添加幾種抗生素替代品,以達到減少使用或完全不添加抗生素的目的。

但目前經過大量的體外試驗和試驗篩選、最優化的功能性添加劑組合配伍還不多。

嗜酸乳桿菌的作用及作用機制研究

益生菌,是對動物有益的活的或死的微生物,由一種或多種益生菌經培養干燥等工藝加工而成的制劑稱為微生態制劑。益生菌具有促進動物機體發育、增強免疫力、提高肌肉品質、改善養殖場內外空氣質量及環境等作用,同時具有在動物體內安全無毒無殘留的優勢,對于建立一個可持續的生態畜牧業具有廣闊的應用前景。我國批準用于養殖動物生產的益生菌達幾十種,有嗜酸乳桿菌、枯草芽孢桿菌等。但部分益生菌對抗生素有天然耐藥性,影響感染性疾病的治療。目前報道資料提示,嗜酸乳桿菌是一種安全的益生菌。

嗜酸乳桿菌,1900年從嬰兒糞便中分離出來,當時被命名為嗜酸芽孢桿菌。經重新鑒定、分類后,現屬于乳桿菌屬,革蘭陽性桿菌。國外專家稱它是“公認安全的食品微生物”。國內研究表明:嗜酸乳桿菌YIT2004株對青霉素、氨芐西林、亞胺培南、慶大霉素、紅霉素和克林霉素敏感。其在雞體內大量存在,能利用各種碳源生長、耐膽汁、耐酸,PH=3的環境下,能存活5個小時;代謝乳糖、產生抗菌物質、生物合成乳酸。嗜酸乳桿菌的作用歸納起來主要有:營養作用、免疫作用和治療作用。

嗜酸乳桿菌的營養作用

益生菌是一種通過改善、補充腸道菌群平衡而對動物施加有利影響的活的微生物飼料添加劑。嗜酸乳桿菌,通過在動物胃腸道生物的競爭排斥作用,幫助動物建立有益的宿主胃腸道微生物區系,促進動物生長、預防動物疾病,既能提高飼料的利用率,還有益于生產安全的畜禽產品。

研究表明,嗜酸乳桿菌液能提高靈芝菌糠發酵飼料的蛋白質含量、降低飼料中粗纖維的含量。嗜酸乳桿菌對母雞的新陳代謝和健康有益,既提高了飼料的利用率,也使養雞場的氨味增加,使用嗜酸乳桿菌能促進禽類的健康養殖。課題組研究發現,含嗜酸乳桿菌的日糧能顯著提高人工感染大腸埃希菌動物模型(雞)的成活率為10% - 20% 。

嗜酸乳桿菌的免疫作用

嗜酸乳桿菌的免疫作用是通過調節機體免疫系統、限制體內病原體的定植、調節代謝等,而使宿主獲得健康。

嗜酸乳桿菌的誘導免疫反應比枯草桿菌好。制成的免疫康可以從體液免疫、細胞免疫和單核巨噬細胞系統方面改善小鼠的機體免疫力。嗜酸乳桿菌能調節陰道系統的先天和適應性免疫反應。

嗜酸乳桿菌在臨床用于治療免疫系統失調引起的疾病,可明顯減少呼吸道感染的時間、頻率、抗生素的使用時間,改善過敏性哮喘的治療效果。

Caco -2 細胞系來源于人的直腸癌,其結構和生化作用類似于人小腸上皮細胞,存在于小腸上皮中的多種主動轉運系統:代謝酶如谷氨酰胺轉肽酶、氨基酸、二肽及維生素 B 12 等在 Caco -2 細胞中都有相同的存在。嗜酸乳桿菌在體外能與人的 Caco-2 結腸腺癌細胞結合,但對動物體內轉運系統的作用,有待進一步研究。

此外,國內外專家也研究了嗜酸乳桿菌的治療作用。研究證實復方嗜酸乳桿菌片聯合奧美拉唑腸溶片治療急性腸胃炎,療效顯著,安全性高。嗜酸乳桿菌 Ind -1 和嗜酸乳桿菌Lakcid 對炭疽芽孢桿菌和大腸桿菌有抗菌作用。

嗜酸乳桿菌的作用機制

嗜酸乳桿菌對致病菌的作用機制   包括與致病菌競爭黏附位點和產生抗菌物質等。致病菌競爭黏附位點包括 S - 層蛋白與致病菌的競爭性粘附作用、胞外多糖與致病菌的競爭性粘附作用、脂磷壁酸與致病菌的競爭性粘附作用、防御物質抑制致病菌的粘附作用。

嗜酸乳桿菌單獨或聯合使用均能改善健康雞和感染艾滋病病毒雞胸肌的理化性質   ,嗜酸乳桿菌對病毒的作用機制不止一種,但多與細胞有關。

( 1 )改變樹突狀細胞( Dendritic cells , DC )中誘導的基因表達譜發揮作用。樹突狀細胞( Dendritic cells ,DCs )是一組分布廣泛的、由骨髓來源的、具有遷移能力的免疫細胞,是目前發現的功能最強大的抗原遞呈細胞( APC ),在抗腫瘤、抗感染、移植排斥和自身免疫疾病中發揮著重要作用。嗜酸乳桿菌通過作用于 DCs 發揮抗病毒作用。

( 2 )嗜酸乳桿菌能通過增加細胞外毒性發揮作用,如 La205 能直接激活 NK 細胞、 L. Acidophilus ATCC4356 S - 層蛋白抑制 H9N2 病毒在 DCs 中的感染,刺激 IFN - 1 信號通路,抑制炎癥過程。

小結

代謝組學研究是一種無傷害的研究,與動物模型研究比較有其自身的優點。對機體的生理、病理狀態研究,最合適的組學研究是代謝組學研究。代謝組學被用在抗生素替代品方面的研究,不僅能彌補蛋白質組學的不足,還能彌補基因組學的缺憾。

盡管目前嗜酸乳桿菌的相關產品被廣泛應用在食品、制藥行業和畜牧業,但國內關于嗜酸乳桿菌的藥物代謝動力學知識的報道很少。構建無抗日糧營養消化技術評價體系,用抗生素替代物去彌補無抗生素的可消化營養,需要充足的藥物代謝動力學內容。

嗜酸乳桿菌能利用各種來源的碳水化合物,課題組對比嗜酸乳桿菌、黃芩和復合多維的作用研究,發現嗜酸乳桿菌組雞的增重速度較黃芩組快,差異顯著;比復合多維組作用快,但差異不顯著;嗜酸乳桿菌組,大腸埃希菌發病雞的治愈率較復合多維和黃芩都高。需要研究嗜酸乳桿菌在雞體內的代謝組學,觀察掌握嗜酸乳桿菌及其代謝物的特點。

研究嗜酸乳桿菌的藥代動力學內容及作用機制,找到其對肉雞免疫性能增強的適宜劑量范圍及其與飼料營養物質之間的相互關系,能為科學合理地設計益生菌類飼料產品提供理論依據,能為有效地利用益生菌類產品預防動物性疾病奠定基礎,能極大地挽回養殖業發展中動物疫病帶來的損失,促進畜牧業的健康發展。


文章轉自:

第 4 卷第 1 期

2020 年 3 月

現   代   牧   業

MODERN ANIMAL HUSBANDRY

Vol. 4 No. 1

Mar. 2020

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