雷蕾 帥柯 楊漢博 肖昌

摘? 要：肉雞壞死性腸炎（necrotic enteritis，NE）是產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）導(dǎo)致的嚴(yán)重腸道疾病，每年給養(yǎng)禽業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于以前廣泛使用飼用抗生素，該病得到了有效的控制，然而，近年來(lái)由于耐藥性菌株的出現(xiàn)以及藥物殘留問(wèn)題，世界各國(guó)相繼出臺(tái)了限制或禁用抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑的監(jiān)管法規(guī)。隨著肉雞無(wú)抗生產(chǎn)模式的推行，該病的發(fā)病率已逐年提高，嚴(yán)重影響肉雞的生產(chǎn)，因而迫切需要找到能有效控制肉雞壞死性腸炎的抗生素替代方案。益生菌是能在腸道中存活并抑制病原菌過(guò)度繁殖的有益細(xì)菌，研究證實(shí)益生菌在控制肉雞壞死性腸炎方面確實(shí)有效，且生產(chǎn)成本相對(duì)低，故已成為控制肉雞壞死性腸炎的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)近年來(lái)使用益生菌控制肉雞壞死性腸炎的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，以深入了解益生菌的作用機(jī)理，同時(shí)也為無(wú)抗時(shí)代的肉雞壞死性腸炎防控提供有益參考。

關(guān)鍵詞：肉雞;壞死性腸炎;產(chǎn)氣莢膜梭菌;益生菌

作者簡(jiǎn)介：雷蕾（1985— ），碩士，研究方向?yàn)閼?yīng)用微生物;E-mail：slan_leil@126.com

*通信作者：肖昌（1970— ），理學(xué)博士，副教授，研究方向?yàn)椴≡飳W(xué);E-mail：816021994@qq.com

禽肉是人類(lèi)重要的動(dòng)物蛋白來(lái)源，肉雞養(yǎng)殖業(yè)已成為我國(guó)畜牧業(yè)中的一大支柱產(chǎn)業(yè)。肉雞健康是養(yǎng)殖者非常關(guān)注的問(wèn)題，為控制疾病和促進(jìn)肉雞的生長(zhǎng)，抗生素被廣泛用作飼料添加劑。由于擔(dān)憂細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性和抗生素在動(dòng)物體內(nèi)殘留，尤其是近年來(lái)“超級(jí)耐藥菌”的出現(xiàn)，世界各國(guó)相繼出臺(tái)法規(guī)，禁止將抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑用于肉用動(dòng)物的生產(chǎn)。1997年，歐盟開(kāi)始限制在動(dòng)物飼料中使用某些抗生素，隨后在2006年統(tǒng)一禁止在動(dòng)物飼料中使用所有抗生素（feed additives regulation 1831/2003/EC）。2012年和2013年，美國(guó)食品和藥品管理局頒布了“行業(yè)指南第209號(hào)和第213號(hào)”，建議肉用動(dòng)物生產(chǎn)行業(yè)謹(jǐn)慎使用抗生素。我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部也于1999年發(fā)布了194號(hào)公告，宣布從2020年元旦開(kāi)始全面禁止在飼料中添加抗生素。抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑的禁用導(dǎo)致某些有經(jīng)濟(jì)學(xué)意義的重要疾病的發(fā)生率重新升高，肉雞壞死性腸炎（necrotic enteritis，NE）便是其中最重要的疾病之一。例如，法國(guó)的NE發(fā)生率從1995年的4%增至1999年的12.4%，給肉雞養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在無(wú)抗生產(chǎn)模式下，迫切需要找到能有效控制肉雞NE的抗生素替代方案。近年來(lái)，研究人員已經(jīng)對(duì)各種抗生素替代方案在防控疾病方面的效果進(jìn)行了廣泛研究，包括疫苗、噬菌體、溶菌酶、植物提取物、精油、有機(jī)酸、益生菌等。益生菌能在動(dòng)物的腸道中長(zhǎng)期定植、存活、繁殖，會(huì)對(duì)腸道有害菌產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制和殺滅作用，可減少致病菌的數(shù)量和由此導(dǎo)致的腸道病變。研究人員已對(duì)此進(jìn)行了廣泛的研究，期望將其作為一種抗生素替代方案（單獨(dú)或與其他聯(lián)合使用），用于預(yù)防肉雞NE等疾病的發(fā)生。

1? 益生菌的定義及其特點(diǎn)

益生菌是通過(guò)改善動(dòng)物腸道內(nèi)的細(xì)菌平衡可提高宿主動(dòng)物健康水平的一種活菌飼料添加劑。理想的益生菌需具備以下特點(diǎn)：（1）必須來(lái)源于宿主動(dòng)物，且對(duì)宿主動(dòng)物無(wú)害;（2）能耐受胃酸和膽汁的消化作用;（3）能在腸道中長(zhǎng)時(shí)間存活并繁殖;（4）能黏附在腸上皮或黏液上;（5）可產(chǎn)生抑菌物質(zhì);（5）能改變免疫反應(yīng)并調(diào)節(jié)腸道菌群活性[9]。

2? 益生菌的作用機(jī)制

益生菌的作用機(jī)理包括：（1）通過(guò)調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)并改變腸道中細(xì)菌的活性提高動(dòng)物的免疫力;（2）通過(guò)存在于其細(xì)胞壁上的肽聚糖成分刺激動(dòng)物免疫器官的發(fā)育;（3）通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性排斥作用維持動(dòng)物腸道中菌群平衡;? ?（4）產(chǎn)生水解酶（如淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等）;以幫助動(dòng)物消化和吸收營(yíng)養(yǎng)物;（5）降低細(xì)菌酶活性和氨產(chǎn)量，中和腸道毒素等;（6）產(chǎn)生短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs;可降低腸道pH）和細(xì)菌素來(lái)抑制病原菌的生長(zhǎng)與繁殖。

3? 常見(jiàn)的益生菌類(lèi)型及其對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌的抑制效果

研究發(fā)現(xiàn)，許多益生菌菌株具有抗產(chǎn)氣莢膜梭菌的活性，如乳酸菌、腸球菌、桿菌和酵母等。每種益生菌可通過(guò)不同的作用模式抑制病原菌的生長(zhǎng)及其毒性代謝物的產(chǎn)生，目前已經(jīng)有許多成熟的商用益生菌產(chǎn)品。常見(jiàn)益生菌對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌抑制效果總結(jié)如下（表1）。

3.1 乳酸菌

某些乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）分離株具有益生特性，可用于預(yù)防動(dòng)物和家禽上極其重要的疾病。天然LAB包括可在任何動(dòng)物的腸道中分離到的乳桿菌、鏈球菌、腸球菌和乳球菌，這些LAB分離株可通過(guò)維持家禽腸道微生態(tài)菌群促進(jìn)劑動(dòng)物腸道健康。而且，還發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌具有抗炎和抑菌作用，因?yàn)槠淇煞置诳咕镔|(zhì)，如細(xì)菌素等。LAB可以產(chǎn)生酸類(lèi)物質(zhì)，如乳酸等，這些物質(zhì)可以降低腸腔中的pH，并防止產(chǎn)氣莢膜梭菌在腸道中繁殖。此外，益生性乳桿菌，如嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）、羅伊乳桿菌（L. reuteri）和唾液乳桿菌（L. salivarius），還能調(diào)節(jié)肉雞的免疫反應(yīng)，加速巨噬細(xì)胞的吞噬過(guò)程。Craven等認(rèn)為，給肉雞投喂正常的腸道菌群，將減少產(chǎn)氣莢膜梭菌的定植，并降低NE的發(fā)生率。Hofacre等研究發(fā)現(xiàn)，給肉雞投喂乳酸菌時(shí)，NE所引發(fā)的病死率從60%降低至30%。

約氏乳桿菌（Lactobacillus Johnsonii）BS15是分離到的一株益生菌。在飼料中添加約氏乳桿菌BS15可提高肉雞的生長(zhǎng)性能和肉品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，包括脂肪酸的組成，尤其是多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）的含量。此外，將約氏乳桿菌飼喂肉雞還可以控制脂肪沉積以及亞臨床型壞死性腸炎感染過(guò)程中的代謝。其他的益生性植物乳桿菌和羅伊乳桿菌菌株可改善動(dòng)物腸道健康、增加腸絨毛高度和隱窩深度以及降低腸道黏度來(lái)提高體重。固態(tài)發(fā)酵的益生菌能提高飼料效率，這可以通過(guò)增加能量和蛋白駐留時(shí)間加以解釋。一個(gè)乳桿菌分離株（植物乳桿菌16）可提高外周淋巴細(xì)胞的增殖和腸黏膜中的γ-干擾素、白介素6（interleukin-6，IL-6）和IL-10表達(dá)水平，而另一個(gè)益生性菌株（命名為羅伊乳桿菌）則可提高健康家禽體內(nèi)的血清免疫球蛋白A（immunoglobulin A，IgA）、IgG和IgM的水平。綜上，添加植物乳桿菌和羅伊乳桿菌可通過(guò)提高血清IgG的水平和降低腸道感染相關(guān)性致病力對(duì)病原菌（如大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌和腸道螺旋體等）所致疾病產(chǎn)生免疫應(yīng)答。除此以外，益生菌產(chǎn)生的分泌物與病原菌之間的相互作用在提高動(dòng)物免疫力方面也起著關(guān)鍵作用，可使腸道結(jié)構(gòu)更加健康。

3.2 腸球菌

糞腸球菌是一種天然存在于動(dòng)物和人體胃腸道中的細(xì)菌。腸球菌分離株具有抗產(chǎn)氣莢膜梭菌的特性，因?yàn)槠渫ǔ？梢援a(chǎn)生抗菌物質(zhì)（即所謂的促腸活動(dòng)素）和有機(jī)酸，可幫助家禽機(jī)體殺滅存在于胃腸道中的致病菌。歐洲食品安全局（EFSA）已經(jīng)批準(zhǔn)將糞腸球菌菌株11181作為一種飼料添加劑，用于改善動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。還有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加糞腸球菌，可以增加宿主動(dòng)物的腸絨毛表面積和改善腸道結(jié)構(gòu)，以幫助其吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并最終提高動(dòng)物的增重。這些益生菌還可調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生態(tài)菌群的構(gòu)成，并刺激腸道免疫反應(yīng)。有研究證實(shí)，糞腸球菌菌株對(duì)腸道病原菌有抵抗力，這些病原菌包括沙門(mén)桿菌、大腸桿菌、彎曲桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌。Morishita等發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）和糞球菌（Streptococcus faecium）可使定植在動(dòng)物空腸中的空腸彎桿菌減少27%。因此，在飼料中添加糞腸球菌，可以控制NE發(fā)病率和提高肉雞的健康狀況。

3.3 芽孢桿菌

芽孢桿菌屬細(xì)菌是一種具有益生特性的革蘭陽(yáng)性菌。該屬細(xì)菌最重要的特點(diǎn)是能形成芽孢，具有抗逆性，能耐受顆粒料加工過(guò)程中的惡劣環(huán)境，因此適合大規(guī)模培養(yǎng)和工業(yè)化生產(chǎn)。在過(guò)去的數(shù)十年，國(guó)內(nèi)外有關(guān)科研人員對(duì)該屬細(xì)菌的研究主要集中在枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）和凝結(jié)芽孢桿菌（Bacillus coagulans），具體情況見(jiàn)表1。

枯草芽孢桿菌是廣為人知的一種益生菌飼料添加劑，可以防止產(chǎn)氣莢膜梭菌的繁殖，提高動(dòng)物的增重。經(jīng)口投喂枯草芽孢桿菌，可以調(diào)節(jié)肉雞的腸道健康和免疫力，La Ragione和Woodward發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用109個(gè)枯草芽孢桿菌孢子接種1日齡和20日齡肉雞，然后在? 24 h使用105 CFU產(chǎn)氣莢膜梭菌進(jìn)行攻毒，產(chǎn)氣莢膜梭菌的定植和繁殖受到了抑制。在體外試驗(yàn)中，枯草芽孢桿菌PB6（從健康雞腸道中分離的一株有益菌）可以產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，對(duì)多種梭菌、大腸桿菌和彎曲桿菌菌株具有抑菌活性。最重要的是，枯草芽孢桿菌PB6還能分泌具有抗菌、抗病毒和抗腫瘤特性的表面活性物質(zhì)，可以中和病原菌及其有毒代謝物。Jayaraman等發(fā)現(xiàn)，對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組肉雞攻毒艾美耳球蟲(chóng)和產(chǎn)氣莢膜梭菌，隨后給它們分別飼喂添加和未添加枯草芽孢桿菌PB6的飼料，結(jié)果前者在飼料轉(zhuǎn)化率、NE腸道病變?cè)u(píng)分、產(chǎn)氣莢膜梭菌菌落數(shù)、腸絨毛高度與隱窩深度上均優(yōu)于后者的。綜上所述，益生性枯草芽孢桿菌PB6菌株可降低產(chǎn)氣莢膜梭菌所引發(fā)的肉雞NE的嚴(yán)重程度。

相關(guān)研究證實(shí)，地衣芽孢桿菌分離株H2是一種具有益生特性的有益菌，已被廣泛用于養(yǎng)禽業(yè)。拌入飼料的地衣芽孢桿菌可提高家禽的生長(zhǎng)性能，可替代抗生素來(lái)控制商業(yè)性養(yǎng)禽場(chǎng)中的NE感染，且不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響。此外，地衣芽孢桿菌還可產(chǎn)生多種水解酶，如蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等，從而提高肉雞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。給肉雞預(yù)先投喂地衣芽孢桿菌，可以預(yù)防產(chǎn)氣莢膜梭菌的攻擊。宮秀燕等發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加凝結(jié)芽孢桿菌，可顯著提高15～35日齡肉雞的平均日增重，顯著降低料重比，提高感染產(chǎn)氣莢膜梭菌的肉雞的免疫器官指數(shù)，增強(qiáng)動(dòng)物的免疫力，降低由產(chǎn)氣莢膜梭菌感染引發(fā)的腸道損傷程度，Wu等研究認(rèn)為，在飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌，能有效預(yù)防肉雞的NE。

3.4 酵母

早在20世紀(jì)20年代，Henri Boulard首先發(fā)現(xiàn)，從荔枝果中分離出的某些酵母菌菌株（屬于酵母屬）具有益生的特性。酵母制品是天然的促生長(zhǎng)劑。給肉雞口服布拉酵母（Saccharomyces boulardii），可以改善腸道微生態(tài)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)腸道結(jié)構(gòu)，并提高細(xì)胞因子表達(dá)量，進(jìn)而增強(qiáng)腸道黏膜抵御病原菌的能力。此外，布拉酵母還能提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，并提高宿主的免疫力來(lái)抵御某些致病菌。同時(shí)，其還能提高營(yíng)養(yǎng)因子的活性，如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸?shù)?，并表現(xiàn)出抗炎特性。同樣，釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）也具有益生特性，對(duì)動(dòng)物小腸后段中的致病菌有拮抗作用，這可能是由于其能產(chǎn)生乙醇所致。因此，在飼料中添加酵母可以抑制病原菌家禽腸道中的生長(zhǎng)，并改善家禽的健康狀況。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，益生菌可以減少產(chǎn)氣莢膜梭菌在動(dòng)物腸道中的生長(zhǎng)、定植和毒素的產(chǎn)生，從而降低由產(chǎn)氣莢膜梭菌引發(fā)的腸道疾病的發(fā)生率。但是，其作用的有效成分、明確的作用機(jī)制等還有待進(jìn)一步的深入研究。而且，本文提及的菌屬所涵蓋的所有菌株并非都具有防治產(chǎn)氣莢膜梭菌的效果。在菌株篩選過(guò)程中除了考察針對(duì)病原菌的抑菌效果外，還需要通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)驗(yàn)證其有效性，特別是驗(yàn)證在模擬實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)性感染中的效果，以確定其是否可作為一種有效的抗生素替代策略。