免疫营养的应用

Joe D.Crenshaw

(APC 公司，Ankeny，IA 美国)

已有报道，几种饲料原料、饲料添加剂和某些营养素能够影响动物体内的免疫反应。喷雾干燥血浆是一种独特的蛋白源。大量的研究表明，饲喂血浆蛋白能够影响动物的免疫反应。

喷雾干燥血浆蛋白被广泛应用到断奶后期的保育猪饲料中以提高采食量、生长速度和饲料效率。已发表的科研报告和综述均清楚的表明，断奶仔猪日粮中添加喷雾干燥血浆蛋白能够提高采食量、生长速度和饲料效率(Coffey 等，2001；Van Dijk，2001；Torrallardona，2010)。断奶仔猪的生长速度和采食量与日粮中的血浆添加量之间呈正向线性相关(Kats等，1994)。喷雾干燥血浆被认为是一种仔猪断奶料中必需的原料来提高采食量和生长速度，并且是一种优秀的抗生素替换物(Torrallardona，2010)。

近来的研究表明，饲喂添加喷雾干燥血浆的日粮能够改变动物黏膜组织的免疫反应(Moreto等，2009；Peace 等，2010；Gao等，2010)。总体上，这些研究提示，喷雾干燥血浆蛋白通过在小肠和其他免疫系统组织之间的互作机制可以恢复免疫反应资源。这些发现可以部分地解释研究中涉及病原菌、病毒或原虫攻毒的各种动物饲喂喷雾干燥血浆蛋白后降低了死亡率和发病率的原因。

文章旨在综述喷雾干燥血浆蛋白对动物免疫反应和黏膜屏障功能的影响，以期发现在养猪生产中添加喷雾干燥血浆蛋白的益处。

1 喷雾干燥血浆与免疫反应

喷雾干燥血浆蛋白主要由白蛋白和球蛋白组成，同时含有少量的其他蛋白和肽类。大量研究(见表1)报道，涉及病原菌、病毒和原虫攻毒或自然感染的各种动物(猪、犊牛、禽和虾)饲喂含有血浆蛋白日粮后降低了死亡率或者提高了健康指数。虽然喷雾干燥血浆蛋白含有大量的球蛋白，但是血浆中特异性的抗体可能有很大的变化(Borg等，2002)。因此，肠腔中中和抗原的抗体并不能完全用来解释饲喂血浆蛋白的动物在受到病菌攻毒后其生产性能有所改善。

小肠炎症是由屏障功能改变和免疫系统激活所引起症状，包括水肿、白细胞浸润、血管舒张、养分吸收降低和上皮细胞渗透性增加。早期的一些研究表明，饲喂喷雾干燥血浆蛋白的动物，免疫反应发生了改变(Touchette等，2002；Bosi等，2004；Nofrarías等，2006)。Moreto等(2009)综述了一系列试验研究(Pérez-Bosque等，2004、2006、2007、2008；Garriga 等，2005)，这些研究评估了给诱导肠道炎症小鼠饲喂添加喷雾干燥血浆蛋白的日粮对屏障功能和免疫系统激活的各种指标的影响。在每一个试验中，小鼠的日粮处理从断奶(21日龄)开始，然后在30和33日龄时腹腔注射金黄色酿脓葡萄球菌肠毒素B(SEB)攻毒。腹腔注射SEB避免了SEB被从肠腔中摄入的日粮血浆蛋白中的抗体所中和的可能。

SEB攻毒的结果导致粪便水分含量提高，以及在集结的与肠道有关的淋巴组织(GALT)群中T-γ、δ淋巴细胞的百分比和细胞毒性细胞群(CD25+/CD4+)百分比的增加(P é rez-Bosque等，2004)。给注射SEB的动物饲喂添加血浆蛋白的日粮能够最大程度地降低这些变化，表明小肠免疫的激活被调节到一个较低的程度(Pérez-Bosque 等，2004、2008)。

肠道炎症是由细胞因子或其他促炎介质所介导的。Pérez-Bosque等(2007)评估了SEB攻毒的小鼠日粮中添加血浆对细胞因子表达的影响。注射SEB对集结的（派伊尔氏淋巴集结）和弥散的（淋巴细胞和黏膜固有层）GALT中促炎细胞因子(IL-6、IFN-γ和TNF-α)的表达均有增加。细胞因子(IFN-γ和TNF-α)能干扰上皮细胞的屏障功能，通过破坏屏障结构（紧密的连接蛋白)，从而导致上皮细胞渗透性提高(Bruewer等，2003)。血浆蛋白的添加可以最大程度地减少由SEB诱导的促炎细胞因子的增加。另外，血浆蛋白的添加还能够增加IL-10(抗炎细胞因子)的分泌。因此，添加血浆蛋白能够减少SEB诱导的促炎细胞因子的表达，而这些促炎细胞因子的减少又是由IL-10分泌的增加所介导的。

炎症反应还可干扰养分吸收的机制。通过测定肠道中钠葡萄糖的转运载体1(SGLT1)的表达，可知SEB降低了葡萄糖的吸收；并且血浆蛋白部分地抑制了SEB诱导的SGLT1表达的减少，其结果导致消化期间葡萄糖的吸收增加了8%～9%(Garriga等,2005)。通过结构和功能上的测定评价，SEB攻毒的结果导致肠道渗透性的增加(Pérez-Bosque等，2006)。结构上，灌注SEB小鼠的紧密连接蛋白(ZO-1)和粘附连接蛋白(β-catenin)的荧光强度降低。添加血浆蛋白部分地抑制了细胞间紧密连接蛋白表达的减少。使用右旋糖酐(4 kD)和辣根过氧化物酶(HRP，40 kD)来评价其通过肠壁的流量。SEB攻毒增加了HRP和右旋糖酐的肠壁流量，表明肠道发炎过程中肠腔对大分子物质的渗透性增加。添加血浆蛋白的日粮通过减少右旋糖酐和HRP在肠上皮的旁细胞流量降低了由SEB诱导的肠腔渗透性。因此，通过血浆蛋白的添加能够不同程度地减轻由SEB诱导的对正常小肠屏障结构和功能的干扰。这些数据表明，添加血浆蛋白能降低炎症反应对上皮结构的破坏，从而修复小肠黏膜的屏障功能。

断奶期间相关的各种应激包括社会的、环境的、日粮变化、饲料抗原和病原入侵等，降低了小猪的生长和生产性能。研究已经表明，对于28 d断奶的乳猪，断奶应激本身会导致回肠和结肠炎症 (mRNA TNF-α)的加重至少长达8 d(Píe等,2004)。在最近的一个研究中，断奶乳猪在断奶后饲喂两周含有0%、2.5%和5%喷雾干燥血浆蛋白的日粮，分别在断奶后第7 d和第14 d收集小肠组织样品用于肠道屏障渗透性和功能指标的评定(Peace等，2010)。结果表明，5%喷雾干燥血浆蛋白降低了结肠组织促炎细胞因子TNF-α mRNA的表达，并且通过增加跨上皮电阻(TER)、减少胰岛素流量、减少分泌活动和提高粪便评分来降低对肠道屏障功能的破坏。Gao等(2010)的研究中得出了相似的结果，给3～21日龄的乳猪饲喂含有血浆蛋白的日粮，结果减少了乳猪黏膜组织中促炎细胞因子的表达，并且通过降低丙二醛水平提高了黏膜组织的抗氧化状态。

在经受病原感染或生产应激动物的日粮中添加血浆蛋白改变组织细胞因子表达状态的证据表明了这是一种主要的机制，其通过日粮血浆蛋白修复动物的生产性能，并降低了疾病和其他应激原的有害作用。动物的一生中都要伴随炎症的发生。关于日粮中使用血浆蛋白来改变和尽量减少与免疫激活和炎症相关的附带损害，目前在猪的各个生产阶段都做了相关研究。

2 喷雾干燥血浆在猪生产中的应用

持续的免疫激活对重要的生产性能例如生长速度、瘦肉组织沉积、繁殖和泌乳等均会产生负面影响。根据免疫激活和应激的程度，动物可能会产生生长缓慢(Johnson，1997；Spurlock，1997)、泌乳量下降(O'Brian等，2007)或受胎率下降(Erlebacher 等，2004)。

多系统疾病例如猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)或者猪繁殖呼吸道综合征(PRRS)经常伴随二次感染，结果导致各种器官和组织的损伤。当PCVAD在美国流行时，曾经采取了各种措施来与这种具毁灭性的能够引起猪的高死亡率和发病率的多系统综合疾病抗争。经受PCVAD感染的猪经常会发生胃溃疡。通过饮水和采食饲料的方法给经受多系统疾病和胃溃疡的育肥猪(50 kg活重)提供血浆蛋白能够使病猪快速恢复(Crenshaw等，2003)。第7和14 d对这些猪进行剖检显示，与那些未在饮水中提供血浆蛋白的猪相比，这些猪溃疡的康复速度更快。由于已知血浆蛋白能够提高采食量、缓解胃溃疡和改变免疫激活的作用，猪日粮中添加血浆蛋白能够最大程度地降低PCVAD对猪群的影响。

Morés等(2007)评估了给保育猪和生长猪饲喂血浆蛋白以缓解PCVAD的损伤。试验在巴西的一个农场进行，该农场的保育和生长猪(5～10周龄)当时正在经历PCVAD的临床症状。从断奶(25日龄)开始到转移进生长舍(66日龄)后两周饲喂含有血浆蛋白的日粮。从断奶到转移进生长舍后两周期间的不同阶段的日粮中喷雾干燥猪血浆的添加水平分别为6%、3%、1.5%和1%。与添加鱼粉的对照组相比，饲喂血浆蛋白的猪在保育期各段的增重均增加，且在保育期结束时体重增加了2 kg。而且，饲喂血浆蛋白的猪缓解了PCVAD的临床症状。血浆蛋白减轻了PCVAD对猪的影响。

Messier等(2007)的研究还评估了一个加拿大的商业猪场给生长育肥猪饲喂喷雾干燥血浆蛋白的影响。该猪场当时正在经历PCVAD和PRRS并发的症状。这个商业育肥舍之前完成的4批猪的死亡率范围是4%～10%，平均7%。通常转群到生长育肥舍后3～8周是死亡率高峰期。在本试验中，12周龄的猪被转入育肥舍，转群后前4周饲喂含有1%猪血浆蛋白的日粮，转群后5～6周当呼吸道疾病症状最流行和死亡率高峰时饲喂含有2.5%血浆的日粮。在转群后6周育肥舍内猪的死亡率，对照组为8%，饲喂血浆蛋白组为2.2%。在转群6周后所有猪都饲喂对照日粮。上市时，对照组育肥猪总的死亡率为11.9%，而仅仅在转入育肥舍内前6周使用血浆蛋白的血浆蛋白组育肥猪的死亡率为6%。血浆蛋白组的治疗药物的费用减少了5倍。

饲喂血浆蛋白降低了PCVAD的死亡率并提高了其生产性能，这与其他评估血浆蛋白对使用各种病原攻毒动物的死亡率和发病率影响的研究结论一致(见表1)。这些数据显示，喷雾干燥血浆蛋白可以降低与在动物的整个生命周期中由各种抗原引起的持续免疫激活相关的死亡率和发病率。

表1 动物饲喂喷雾干燥血浆蛋白后攻毒试验

母猪也会经历各种与分娩、泌乳和怀孕相关的应激原。养猪生产者经常遇到的难题包括让泌乳母猪采食足够数量的饲料以最大程度地减少机体损失并满足泌乳、窝仔生长的需要，尤其是在热应激或病原活跃期间。

泌乳母猪日粮配方中添加0.5%喷雾干燥血浆蛋白的研究表明，能够增加断奶窝重和平均断奶重(Crenshaw 等，2007、2008)。初产母猪(第 1、2 胎)饲喂血浆能够增加采食量，并且能够缩短初产母猪断奶到发情间隔。经产母猪(＞3胎次)饲喂血浆轻微减少采食量。成熟母猪即使采食量降低，断奶到发情间隔也不会延长，且断奶窝重和平均断奶重会增加。关于泌乳性能的研究试验安排在白天存在热应激的夏季进行。热应激是环境应激的一种，其可干扰小肠屏障功能从而导致肠渗漏和血清内毒素的增加(Lambert，2004)。理论上，如果热应激期间干扰了泌乳母猪的屏障功能，那么就可以推测饲喂喷干血浆蛋白的母猪的生产性能的改善可以部分地归因于血浆蛋白促进母猪整个黏膜屏障功能的完整。

Campbell等(2006)评估了一个PRRS不稳定农场(5 550头母猪)的周育种群生产记录，应用统计学的过程控制分析方法来识别怀孕和泌乳母猪料中添加喷干血浆蛋白前后生产性能测定中的显著变化。在怀孕和泌乳母猪日粮中添加0.5%喷干血浆蛋白，母猪的分娩率从81%提高至86%，每1 000头母猪的窝产活仔数从8 422头增加至8 823头，每1 000头母猪的断奶活仔数从7 444头增加至7 841头。虽然1/4血清学数据表明，但整个评估期间仍存在持续的PRRS病毒抗体滴度活性，但整个体系的生产成绩提高了。研究结果显示，母猪日粮中添加喷干血浆能够缓解猪群中与PRRS相关的生产性能的降低。

总之，动物养殖业中使用血浆已经被广泛接受。喷干血浆蛋白有助于改善由于抗原和环境应激因子所引起的免疫反应，从而保存营养素用于提高免疫反应和应用到生产性能中。