使用二甲酸鹽防止抗生素抗藥性

譯自International Poultry Production，Vol.24（2016），№8：7，9

陳建康 校 靳文廣 制圖表

中圖分類號：S854 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2017）04-0017-04

盡管以亞治療劑量的方式使用抗生素存在一定的風險，但為了提高雞群的生產力，這種方法在很多國家已經使用了數十年。

因此，今天我們看到了出現多種對常用抗生素具有抗藥性的細菌。由于這些多重耐藥性的細菌有很多可污染肉品，會向人群傳播，因此細菌的這種耐藥性對人類健康構成了直接的威脅。

此外，由于研發成本高和市場的不穩定性，開發新型抗生素的速度正在放緩。

根據美國疾病控制預防中心的報道，美國每年有200萬人感染對抗生素有耐藥性的細菌，其中2.3萬人因此死亡。盡管發展中國家在這方面的數據不多，但我們目前掌握的數據就足以讓人精神崩潰。

空腸彎曲桿菌是引發印度兒童腹瀉最常見的病因（13.5%）。作為喹諾酮類抗生素的一種，環丙沙星曾一度是治療空腸彎曲桿菌感染的首選藥物。然而，不幸的是，今天空腸彎曲桿菌已經對這種藥物產生了完全的耐藥性。在另一項針對印度泰米爾納德邦南部農村地區兒童大腸桿菌抗生素耐藥性風險因素的研究發現，靠近禽類養殖場生活的兒童對攜帶喹諾酮類、四環素和慶大霉素抗性的細菌更易感。

這些不多的案例反應出的問題非?？膳?，且也足以說明畜牧業遠離抗生素濫用和尋找更多可持續替代品的重要性?？股貎H需要在疾病嚴重暴發期間使用，同時需要遵循所有強制性要求。

本文的目的是討論在家禽生產中如何防止抗生素耐藥性的增加，并以有機酸為例來更好和可持續地使用抗生素替代品。

1 回顧二甲酸鹽

在生產實踐中使用有機酸來保護動物性飼料已經有相當長一段時間了。隨著在動物飼料中使用抗生素的限制逐漸加強，有機酸正逐漸成為抗生素最合適的替代品。

很多研究人員如Cherrington等 （1991） 和Russell （1992）在他們的綜述文章中，討論了有機酸對病原菌抗菌作用模式的不同方面。

有機酸的抗菌活性可以分為兩個機制：

在達到pka值的自然過程中，酸分子將其質子釋放到pH較高的區域，從而降低周圍區域的pH，進而形成一個不利于病原菌繁殖的環境。這種行為可以稱為抑菌作用。

未解離的酸分子本質上是親脂性的，可以附著于革蘭氏陰性菌的細胞壁上，甚至穿過其細胞壁；一旦進入細胞，由于細胞內pH較高，酸分子釋放出質子，從而降低細菌細胞內的pH，導致細菌細胞內代謝紊亂，最終造成細菌死亡。這就是殺菌作用。

在日糧中使用有機酸比使用抗生素有諸多額外好處，其中最大的優點在于產乳酸的細菌一般生長在pH相對較低的環境中，不會受到太大的影響。因此，有機酸可以抑制病原菌的生長，支持有益菌的增殖。

很多研究都支持這樣一種理論，即有機酸也可通過提高消化酶和微生物植酸酶的活性以及增加胰酶的分泌，提高飼料消化率。因此，有機酸不僅可提高營養在動物體內的沉積，也可減少氮和磷等營養對環境的營養污染。

雖然現在已經確認有機酸可以作為抗生素的一種合適且可持續的替代品，但是有關其在發展中國家養殖條件下日糧添加水平的資料似乎還很缺乏。因此，有時我們看到的結果缺乏一致性。

結果的不一致主要來自日糧中各種組成成分的緩沖能力和酸的添加水平。對緩沖能力影響最大的成分是蛋白質和礦物質。

有機酸可以降低日糧的緩沖能力，從而使飼料在上消化道中發揮更好的酸化作用，這對于提高酶（胃蛋白酶）的活性很重要。因此，要達到一致的結果，飼料成分的類型、飼料配方和有機酸的添加水平都非常重要。

多種不同的有機酸正被用于家禽生產中。每種有機酸都有各自的抑菌譜和作用能力。隨添加濃度增加而增強的有機酸抑制作用也會受酸分子結構的影響。

Strauss 和Hayler在2001年完成的最小抑菌濃度（Minimal Inhibitory Concentration，MIC）研究可以作為評估飼料中多種有機酸合適添加水平的一種理想工具。該研究表明，在對許多病原菌的控制以及對人類和動物健康的重要性上，相對于其他酸（如丙酸和乳酸），甲酸最大，且MIC值最小。

除了酸的添加水平，另一個重要的影響因素是所添加的酸實際到達腸道下端的數量，因為該區域具有有利于病原菌繁殖的pH條件和豐富的營養成分，病原菌在該區域繁殖機會最高。

Maribo等（2000年）和Kirsch（2010年）的研究表明，盡管甲酸具有最強的抗菌作用，但是達到小腸的酸僅占總添加量的4%～5%。這證實了Thompson和Hinton（1997）的研究結果，他們的研究顯示，即使向飼料中聯合添加高濃度的甲酸和丙酸，這些酸也只能從嗉囊和肌胃中回收到。

這一結果清楚地表明，當使用常用形式的有機酸時，實際上很難控制腸道下端的病原菌。

2 發展前景

進一步的研究發現了一種新的分子——“二甲酸鈉（Sodium Diformate，NDF）”——這是一種甲酸的雙鹽，似乎很有應用前景。這種分子的主要優點是具有較高濃度的化學雙鍵結構甲酸。這種雙鍵結構可確保將85%的甲酸及其等同物輸送至小腸中。

世界不同地區的研究人員對這種分子進行了許多研究，并且獲得了大量的科學數據，證明了它在控制危害嚴重的病原體如彎曲桿菌、沙門氏菌和大腸桿菌等方面的功效，并且它還可以改善家禽的生產性能（表1）。

一項在中國臺灣進行的商品肉雞試驗表明，肉雞飼喂添加了NDF的日糧后，其體重、平均日增重和飼料轉化率方面都有顯著改善（表2）。

在同一試驗中，使用0.3%的 NDF后，肉雞腸道絨毛的長度顯著增加，其形態學發生了有意義的顯著變化。另一項試驗也觀察到了類似的結果（圖1）。這將明顯改善營養素的吸收。

巴西的一項大規模商業化試驗也表明，NDF可以安全而有利可圖地替代抗生素生長促進劑（表3）。

在越南進行的一項肉雞試驗顯示，根據含水量和糞便中的大腸桿菌含量為考量標準，墊料質量顯著改善，其中含水量降低了7%，大腸桿菌數量減少了96%～97%。

這項特定的觀察更有意義，因為我們可以放心地認為，使用NDF將有助于減少農場的病菌污染水平，從而可改善農場的整體衛生水平，減少疾病的發病率。

除了病原體控制和生產力，泰國和菲律賓的一些研究也觀察到產蛋母雞的雞蛋質量改善（表4和表5）。

這兩項試驗著重研究了雞蛋的質量。由于在酸性條件下的鈣消化率可以得到提高，使用NDF飼養的試驗組蛋雞中，蛋殼厚度得到了增加，蛋殼質量有了提高。在菲律賓達沃進行的試驗也觀察到類似的結果，其中檢測到破損蛋的百分比也降低。

因此，有足夠的數據可以放心地說，NDF確實比常用的酸化劑產品以及抗生素飼料添加劑有更好的活性。這主要歸因于分子中的甲酸含量高和遞送的分子為雙鹽形式。

這很好地解釋了為什么采用二甲酸后，無論是在研究環境中還是在商業生產條件下結果一致。

原題名：The use of diformates in order to prevent antibiotic resistance（英文）

原作者：Anant Deshpande和 Christian Lückst?dt[愛德康亞洲（印度）有限公司]