免疫營養的應用

Joe D.Crenshaw

(APC 公司，Ankeny，IA 美國)

已有報道，幾種飼料原料、飼料添加劑和某些營養素能夠影響動物體內的免疫反應。噴霧干燥血漿是一種獨特的蛋白源。大量的研究表明，飼喂血漿蛋白能夠影響動物的免疫反應。

噴霧干燥血漿蛋白被廣泛應用到斷奶后期的保育豬飼料中以提高采食量、生長速度和飼料效率。已發表的科研報告和綜述均清楚的表明，斷奶仔豬日糧中添加噴霧干燥血漿蛋白能夠提高采食量、生長速度和飼料效率(Coffey 等，2001；Van Dijk，2001；Torrallardona，2010)。斷奶仔豬的生長速度和采食量與日糧中的血漿添加量之間呈正向線性相關(Kats等，1994)。噴霧干燥血漿被認為是一種仔豬斷奶料中必需的原料來提高采食量和生長速度，并且是一種優秀的抗生素替換物(Torrallardona，2010)。

近來的研究表明，飼喂添加噴霧干燥血漿的日糧能夠改變動物黏膜組織的免疫反應(Moreto等，2009；Peace 等，2010；Gao等，2010)。總體上，這些研究提示，噴霧干燥血漿蛋白通過在小腸和其他免疫系統組織之間的互作機制可以恢復免疫反應資源。這些發現可以部分地解釋研究中涉及病原菌、病毒或原蟲攻毒的各種動物飼喂噴霧干燥血漿蛋白后降低了死亡率和發病率的原因。

文章旨在綜述噴霧干燥血漿蛋白對動物免疫反應和黏膜屏障功能的影響，以期發現在養豬生產中添加噴霧干燥血漿蛋白的益處。

1 噴霧干燥血漿與免疫反應

噴霧干燥血漿蛋白主要由白蛋白和球蛋白組成，同時含有少量的其他蛋白和肽類。大量研究(見表1)報道，涉及病原菌、病毒和原蟲攻毒或自然感染的各種動物(豬、犢牛、禽和蝦)飼喂含有血漿蛋白日糧后降低了死亡率或者提高了健康指數。雖然噴霧干燥血漿蛋白含有大量的球蛋白，但是血漿中特異性的抗體可能有很大的變化(Borg等，2002)。因此，腸腔中中和抗原的抗體并不能完全用來解釋飼喂血漿蛋白的動物在受到病菌攻毒后其生產性能有所改善。

小腸炎癥是由屏障功能改變和免疫系統激活所引起癥狀，包括水腫、白細胞浸潤、血管舒張、養分吸收降低和上皮細胞滲透性增加。早期的一些研究表明，飼喂噴霧干燥血漿蛋白的動物，免疫反應發生了改變(Touchette等，2002；Bosi等，2004；Nofrarías等，2006)。Moreto等(2009)綜述了一系列試驗研究(Pérez-Bosque等，2004、2006、2007、2008；Garriga 等，2005)，這些研究評估了給誘導腸道炎癥小鼠飼喂添加噴霧干燥血漿蛋白的日糧對屏障功能和免疫系統激活的各種指標的影響。在每一個試驗中，小鼠的日糧處理從斷奶(21日齡)開始，然后在30和33日齡時腹腔注射金黃色釀膿葡萄球菌腸毒素B(SEB)攻毒。腹腔注射SEB避免了SEB被從腸腔中攝入的日糧血漿蛋白中的抗體所中和的可能。

SEB攻毒的結果導致糞便水分含量提高，以及在集結的與腸道有關的淋巴組織(GALT)群中T-γ、δ淋巴細胞的百分比和細胞毒性細胞群(CD25+/CD4+)百分比的增加(P é rez-Bosque等，2004)。給注射SEB的動物飼喂添加血漿蛋白的日糧能夠最大程度地降低這些變化，表明小腸免疫的激活被調節到一個較低的程度(Pérez-Bosque 等，2004、2008)。

腸道炎癥是由細胞因子或其他促炎介質所介導的。Pérez-Bosque等(2007)評估了SEB攻毒的小鼠日糧中添加血漿對細胞因子表達的影響。注射SEB對集結的（派伊爾氏淋巴集結）和彌散的（淋巴細胞和黏膜固有層）GALT中促炎細胞因子(IL-6、IFN-γ和TNF-α)的表達均有增加。細胞因子(IFN-γ和TNF-α)能干擾上皮細胞的屏障功能，通過破壞屏障結構（緊密的連接蛋白)，從而導致上皮細胞滲透性提高(Bruewer等，2003)。血漿蛋白的添加可以最大程度地減少由SEB誘導的促炎細胞因子的增加。另外，血漿蛋白的添加還能夠增加IL-10(抗炎細胞因子)的分泌。因此，添加血漿蛋白能夠減少SEB誘導的促炎細胞因子的表達，而這些促炎細胞因子的減少又是由IL-10分泌的增加所介導的。

炎癥反應還可干擾養分吸收的機制。通過測定腸道中鈉葡萄糖的轉運載體1(SGLT1)的表達，可知SEB降低了葡萄糖的吸收；并且血漿蛋白部分地抑制了SEB誘導的SGLT1表達的減少，其結果導致消化期間葡萄糖的吸收增加了8%～9%(Garriga等,2005)。通過結構和功能上的測定評價，SEB攻毒的結果導致腸道滲透性的增加(Pérez-Bosque等，2006)。結構上，灌注SEB小鼠的緊密連接蛋白(ZO-1)和粘附連接蛋白(β-catenin)的熒光強度降低。添加血漿蛋白部分地抑制了細胞間緊密連接蛋白表達的減少。使用右旋糖酐(4 kD)和辣根過氧化物酶(HRP，40 kD)來評價其通過腸壁的流量。SEB攻毒增加了HRP和右旋糖酐的腸壁流量，表明腸道發炎過程中腸腔對大分子物質的滲透性增加。添加血漿蛋白的日糧通過減少右旋糖酐和HRP在腸上皮的旁細胞流量降低了由SEB誘導的腸腔滲透性。因此，通過血漿蛋白的添加能夠不同程度地減輕由SEB誘導的對正常小腸屏障結構和功能的干擾。這些數據表明，添加血漿蛋白能降低炎癥反應對上皮結構的破壞，從而修復小腸黏膜的屏障功能。

斷奶期間相關的各種應激包括社會的、環境的、日糧變化、飼料抗原和病原入侵等，降低了小豬的生長和生產性能。研究已經表明，對于28 d斷奶的乳豬，斷奶應激本身會導致回腸和結腸炎癥 (mRNA TNF-α)的加重至少長達8 d(Píe等,2004)。在最近的一個研究中，斷奶乳豬在斷奶后飼喂兩周含有0%、2.5%和5%噴霧干燥血漿蛋白的日糧，分別在斷奶后第7 d和第14 d收集小腸組織樣品用于腸道屏障滲透性和功能指標的評定(Peace等，2010)。結果表明，5%噴霧干燥血漿蛋白降低了結腸組織促炎細胞因子TNF-α mRNA的表達，并且通過增加跨上皮電阻(TER)、減少胰島素流量、減少分泌活動和提高糞便評分來降低對腸道屏障功能的破壞。Gao等(2010)的研究中得出了相似的結果，給3～21日齡的乳豬飼喂含有血漿蛋白的日糧，結果減少了乳豬黏膜組織中促炎細胞因子的表達，并且通過降低丙二醛水平提高了黏膜組織的抗氧化狀態。

在經受病原感染或生產應激動物的日糧中添加血漿蛋白改變組織細胞因子表達狀態的證據表明了這是一種主要的機制，其通過日糧血漿蛋白修復動物的生產性能，并降低了疾病和其他應激原的有害作用。動物的一生中都要伴隨炎癥的發生。關于日糧中使用血漿蛋白來改變和盡量減少與免疫激活和炎癥相關的附帶損害，目前在豬的各個生產階段都做了相關研究。

2 噴霧干燥血漿在豬生產中的應用

持續的免疫激活對重要的生產性能例如生長速度、瘦肉組織沉積、繁殖和泌乳等均會產生負面影響。根據免疫激活和應激的程度，動物可能會產生生長緩慢(Johnson，1997；Spurlock，1997)、泌乳量下降(O'Brian等，2007)或受胎率下降(Erlebacher 等，2004)。

多系統疾病例如豬圓環病毒相關疾病(PCVAD)或者豬繁殖呼吸道綜合征(PRRS)經常伴隨二次感染，結果導致各種器官和組織的損傷。當PCVAD在美國流行時，曾經采取了各種措施來與這種具毀滅性的能夠引起豬的高死亡率和發病率的多系統綜合疾病抗爭。經受PCVAD感染的豬經常會發生胃潰瘍。通過飲水和采食飼料的方法給經受多系統疾病和胃潰瘍的育肥豬(50 kg活重)提供血漿蛋白能夠使病豬快速恢復(Crenshaw等，2003)。第7和14 d對這些豬進行剖檢顯示，與那些未在飲水中提供血漿蛋白的豬相比，這些豬潰瘍的康復速度更快。由于已知血漿蛋白能夠提高采食量、緩解胃潰瘍和改變免疫激活的作用，豬日糧中添加血漿蛋白能夠最大程度地降低PCVAD對豬群的影響。

Morés等(2007)評估了給保育豬和生長豬飼喂血漿蛋白以緩解PCVAD的損傷。試驗在巴西的一個農場進行，該農場的保育和生長豬(5～10周齡)當時正在經歷PCVAD的臨床癥狀。從斷奶(25日齡)開始到轉移進生長舍(66日齡)后兩周飼喂含有血漿蛋白的日糧。從斷奶到轉移進生長舍后兩周期間的不同階段的日糧中噴霧干燥豬血漿的添加水平分別為6%、3%、1.5%和1%。與添加魚粉的對照組相比，飼喂血漿蛋白的豬在保育期各段的增重均增加，且在保育期結束時體重增加了2 kg。而且，飼喂血漿蛋白的豬緩解了PCVAD的臨床癥狀。血漿蛋白減輕了PCVAD對豬的影響。

Messier等(2007)的研究還評估了一個加拿大的商業豬場給生長育肥豬飼喂噴霧干燥血漿蛋白的影響。該豬場當時正在經歷PCVAD和PRRS并發的癥狀。這個商業育肥舍之前完成的4批豬的死亡率范圍是4%～10%，平均7%。通常轉群到生長育肥舍后3～8周是死亡率高峰期。在本試驗中，12周齡的豬被轉入育肥舍，轉群后前4周飼喂含有1%豬血漿蛋白的日糧，轉群后5～6周當呼吸道疾病癥狀最流行和死亡率高峰時飼喂含有2.5%血漿的日糧。在轉群后6周育肥舍內豬的死亡率，對照組為8%，飼喂血漿蛋白組為2.2%。在轉群6周后所有豬都飼喂對照日糧。上市時，對照組育肥豬總的死亡率為11.9%，而僅僅在轉入育肥舍內前6周使用血漿蛋白的血漿蛋白組育肥豬的死亡率為6%。血漿蛋白組的治療藥物的費用減少了5倍。

飼喂血漿蛋白降低了PCVAD的死亡率并提高了其生產性能，這與其他評估血漿蛋白對使用各種病原攻毒動物的死亡率和發病率影響的研究結論一致(見表1)。這些數據顯示，噴霧干燥血漿蛋白可以降低與在動物的整個生命周期中由各種抗原引起的持續免疫激活相關的死亡率和發病率。

表1 動物飼喂噴霧干燥血漿蛋白后攻毒試驗

母豬也會經歷各種與分娩、泌乳和懷孕相關的應激原。養豬生產者經常遇到的難題包括讓泌乳母豬采食足夠數量的飼料以最大程度地減少機體損失并滿足泌乳、窩仔生長的需要，尤其是在熱應激或病原活躍期間。

泌乳母豬日糧配方中添加0.5%噴霧干燥血漿蛋白的研究表明，能夠增加斷奶窩重和平均斷奶重(Crenshaw 等，2007、2008)。初產母豬(第 1、2 胎)飼喂血漿能夠增加采食量，并且能夠縮短初產母豬斷奶到發情間隔。經產母豬(＞3胎次)飼喂血漿輕微減少采食量。成熟母豬即使采食量降低，斷奶到發情間隔也不會延長，且斷奶窩重和平均斷奶重會增加。關于泌乳性能的研究試驗安排在白天存在熱應激的夏季進行。熱應激是環境應激的一種，其可干擾小腸屏障功能從而導致腸滲漏和血清內毒素的增加(Lambert，2004)。理論上，如果熱應激期間干擾了泌乳母豬的屏障功能，那么就可以推測飼喂噴干血漿蛋白的母豬的生產性能的改善可以部分地歸因于血漿蛋白促進母豬整個黏膜屏障功能的完整。

Campbell等(2006)評估了一個PRRS不穩定農場(5 550頭母豬)的周育種群生產記錄，應用統計學的過程控制分析方法來識別懷孕和泌乳母豬料中添加噴干血漿蛋白前后生產性能測定中的顯著變化。在懷孕和泌乳母豬日糧中添加0.5%噴干血漿蛋白，母豬的分娩率從81%提高至86%，每1 000頭母豬的窩產活仔數從8 422頭增加至8 823頭，每1 000頭母豬的斷奶活仔數從7 444頭增加至7 841頭。雖然1/4血清學數據表明，但整個評估期間仍存在持續的PRRS病毒抗體滴度活性，但整個體系的生產成績提高了。研究結果顯示，母豬日糧中添加噴干血漿能夠緩解豬群中與PRRS相關的生產性能的降低。

總之，動物養殖業中使用血漿已經被廣泛接受。噴干血漿蛋白有助于改善由于抗原和環境應激因子所引起的免疫反應，從而保存營養素用于提高免疫反應和應用到生產性能中。