■ 陳昌福 陳 輝
(1 華中農(nóng)業(yè)大學,武漢 430070;2 江蘇省漁業(yè)技術(shù)推廣中心 南京 210023)
在我國,用于水產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖中的微生態(tài)制劑(probioties,也稱為益生菌)無論是種類還是數(shù)量均呈現(xiàn)越來越多的趨勢,農(nóng)業(yè)部批準作為畜禽飼料添加劑的微生物也已經(jīng)有數(shù)十種之多。在研究和制備微生態(tài)制劑的過程中,如何正確評價和控制微生態(tài)制劑的功能和效果,是保證微生態(tài)制劑質(zhì)量和正確使用微生態(tài)制劑的基礎。本文從微生態(tài)學的角度,對我國關(guān)于微生態(tài)制劑應用效果的評價問題進行初步分析,旨在與微生態(tài)制劑的研制者共同探討這個問題。
微生態(tài)學(Microecology)是從群落、個體、細胞及分子水平研究微生物群與外環(huán)境及宿主內(nèi)環(huán)境相互關(guān)系的科學。微生態(tài)學經(jīng)過最近幾十年的快速發(fā)展,已經(jīng)取得了長足的進步,其中最重要的成果就是有不少的微生態(tài)制劑已經(jīng)在臨床上得以廣泛地應用。
在世界范圍內(nèi),微生態(tài)學之所以能在短時間之內(nèi)發(fā)展成為一門新興學科而令全世界科學家們矚目,是因為其作為生命科學的一個分支,一門研究生物體正常微生物群與其宿主相互依賴、相互制約規(guī)律的科學,涉及到了生物體與其內(nèi)環(huán)境(包括微生物、生物化學和生物物理環(huán)境)相適應的一系列重要問題,而且與生物體(包括人類)健康密切相關(guān)。迄今為止,人體醫(yī)學已經(jīng)經(jīng)歷了治療醫(yī)學和預防醫(yī)學的發(fā)展階段,目前正在向保健醫(yī)學的階段邁進,而微生態(tài)學正是保健醫(yī)學的支撐性理論和指導實際應用的基礎學科。
微生態(tài)制劑通常是指能改善宿主微生態(tài)平衡、提高宿主健康水平和健康狀態(tài)的活菌制劑及其代謝產(chǎn)物。制備微生態(tài)制劑的出發(fā)菌,主要是從生物體內(nèi)存在的乳酸菌、雙歧桿菌、放線菌、酵母菌等菌群中篩選出來的所謂益生菌。因此,制備微生態(tài)活菌制劑的出發(fā)菌一定是生物體內(nèi)的正常菌群中的種類,至少是不會引起動物體內(nèi)的正常菌群出現(xiàn)紊亂的細菌。
既然制備微生態(tài)制劑的出發(fā)菌是來自生物體內(nèi)的正常菌群,那么,將這種微生態(tài)制劑應用于生物體后,微生態(tài)制劑就應該顯示出正常菌群的一些生理功能。大量的微生物學和微生態(tài)學研究結(jié)果已經(jīng)證明,生物體內(nèi)的正常菌群具有如下多種功能:菌群之間生物的拮抗作用,正常菌群在生物體某一特定位置粘附,定植和繁殖,形成一層菌膜屏障。通過拮抗作用,抑制并排斥過路菌群的入侵和群集,調(diào)整生物體與微生物之間的平衡狀態(tài)。排毒作用,如雙岐桿菌能使動物腸道過多的革蘭氏陰性桿菌下降到正常水平,減少其消化道對內(nèi)毒素的吸收??鼓[瘤作用,正常菌群能降解、清除生物體內(nèi)的致癌因子,激活生物體內(nèi)的抗腫瘤細胞因子等。
抗衰老、促生長作用等。免疫作用,正常菌群能刺激宿主產(chǎn)生免疫及清除功能。
在生物體內(nèi)正常腸道菌群除了上述一些功能之外,對生物體還具有營養(yǎng)作用,如動物消化道內(nèi)的雙岐桿菌,乳酸桿菌等能合成多種機體生長發(fā)育必須的維生素,如B族維生素(維生素B1、B2、B6、B12),維生素K,煙酸、泛酸等,還能利用蛋白質(zhì)殘渣合成非必需氨基酸,如天冬門氨酸、丙氨酸、纈氨酸和蘇氨酸等,并參與糖類和蛋白質(zhì)的代謝,同時還能促進鐵、鎂、鋅等礦物元素的吸收等。
正是因為制備微生態(tài)制劑的出發(fā)菌是來自生物體內(nèi)的正常菌群,因此,評價微生態(tài)制劑功能的最適當?shù)姆椒ê椭笜耍蛻撌强疾焖苽涞奈⑸鷳B(tài)制劑在回復到生物體內(nèi)后能否正常發(fā)揮其功能。
如采取設計對比試驗的方法,首先,檢測微生態(tài)制劑的出發(fā)菌與靶動物正常菌群和靶動物致病菌之間是否存在拮抗作用,是否可以抵制致病菌的入侵,是否能調(diào)整生物體與微生物之間的平衡狀態(tài)。其次,在對試驗動物使用微生態(tài)制劑后,通過檢測供試動物消化道內(nèi)致病性細菌是否下降到正常水平,以判斷其是否具有促進供試動物的排毒作用。其三,對供試動物給予微生物制劑后,檢測其體內(nèi)致癌因子的變化情況,判斷其是否具有激活生物體內(nèi)抗腫瘤細胞因子的功能。其四,在投喂相同飼料的前提下,對供試動物給予微生態(tài)制劑后,通過測定供試動物的生長狀況,判斷微生態(tài)制劑對這種試驗動物的促生長作用。其五,在對試驗動物給予定量的微生態(tài)制劑后,通過檢測供試動物的免疫學指標,并結(jié)合采用致病生物攻毒的方法,判斷微生態(tài)制劑是否能刺激供試動物產(chǎn)生免疫能力及增強其清除異物的功能。
就作者所知,目前我國在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用的微生態(tài)制劑出發(fā)菌種,大多是農(nóng)業(yè)部批準作為畜禽飼料添加劑的一些菌種,基本上都是沒有完成對水生動物的效果驗證試驗的。
即使有部分關(guān)于微生物制劑對水生動物影響作用的研究,也存在檢測試驗設計不合理、檢測內(nèi)容不完整和欠科學等問題。如有些試驗人員在給予微生態(tài)制劑后,只是將供試動物體內(nèi)的部分免疫相關(guān)酶類(如溶菌酶、部分補體成分、血清中免疫球蛋白等)的活性和含量變化作為判斷其功能的指標,而不做同時完成致病性病原的攻毒試驗,而僅憑各種免疫相關(guān)酶類的活性表現(xiàn)出升高,是不能判斷其究竟是屬于試驗動物對微生態(tài)制劑顯示出的應激性刺激反應,還是由微生態(tài)制劑誘導試驗動物產(chǎn)生的免疫保護作用的。
如果是在使用微生態(tài)制劑后,供試動物的各種免疫相關(guān)指標全面上升,反而說明動物體內(nèi)已經(jīng)將這種微生態(tài)制劑識別為異物,啟動了自身的免疫系統(tǒng)正在全力排斥這種物質(zhì)。如果在這種情況出現(xiàn)時,試驗者依然將其理解為微生態(tài)制劑的應用效果,就屬于對微生態(tài)制劑的理解錯誤了。
微生態(tài)制劑具有無限多的無與倫比的生物學功能。毫無疑問,隨著微生態(tài)學的深入發(fā)展,必將有更多的微生態(tài)制劑被開發(fā)出來而用于人類醫(yī)學、工業(yè)和農(nóng)業(yè)領域中。但是,在研制微生態(tài)制的時候,必須要徹底明了各種微生態(tài)制劑的各項功能。這是因為人們?nèi)绻_地使用微生物,微生物就會在穩(wěn)定微生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮巨大的有益功能,而一旦錯誤地使用了微生態(tài)制劑,那么,制劑中的微生物對微生態(tài)環(huán)境的破壞作用也將是十分巨大的!因此,建立能科學評價微生態(tài)制劑功能的評價標準是十分必要的,而且也是我國迫在眉睫的事情。
微生態(tài)制劑的使用者也應該明白一個道理,從廣義上講微生物的功能是無窮的,但是,就某一種微生物而言,其功能則是十分有限的,而且每種細菌對于環(huán)境的使用能力也是十分有限的。因此,我們在使用微生態(tài)制劑的時候,要特別注意不同種類微生態(tài)制劑的使用方法,如果將需要口服投喂的微生態(tài)制劑,僅僅是為了使用起來方便,就將其直接潑灑在養(yǎng)殖水體中的話,其結(jié)果是不僅難以獲得微生態(tài)制劑的使用效果,而且有可能導致水體的微生態(tài)環(huán)境的被徹底破壞。