防控家禽2种主要疾病的另一种思路

黎先伟 译



防控家禽2种主要疾病的另一种思路

黎先伟 译

坏死性肠炎和鸡球虫病是影响全球养禽业的重要疾病。随着养殖业的日益发展，无抗养殖的观念以及抗生素滥用的问题越来越受到人们的关注。虽然一些高效的抗生素（抗球虫药）都能很好的防控这两种疾病，但是一种目前较为常见的饲料添加剂——丁酸盐也可作为解决这些疾病问题的一个方案。在本文中，我们来介绍一些有关这方面的最新观点和研究进展。

在家禽业中，盈利和亏损之间往往取决于传染病的发病率。鸡球虫病和坏死性肠炎对于全球养禽业来说都是一个重要的问题，这主要是由于其会造成一系列不良的影响，包括生产性能损失、死亡率增加、用药成本倍增、动物福利降低和家禽产品受污染的机会增高。虽然这两种疾病有着不同的发病机理，但是它们之间可互相协同作用，因为坏死性肠炎的发展高度依赖于鸡球虫病所造成的肠道损伤。虽然抗球虫药物和常规的抗生素可在一定程度上控制家禽的感染压力，但是耐药菌的产生，特别是长期用药后，这才是我们真正担心的一个问题。因此，养禽业需要寻找一种可替代抗生素的膳食管理措施，来控制鸡球虫病和坏死性肠炎的发生。经过长期的研究和临床应用其中一种有效的膳食管理方法是，在饲料中添加丁酸盐，这可作为上皮细胞的能量源，增强肠道的屏障作用。

一、鸡球虫病

从目前来看，鸡球虫病所主要关注的并不是一种艾美耳球虫所造成的影响，而是多种不同的艾美耳球虫同时感染动物肠道的不同部位所造成的严重损伤，如图1所示。细胞内寄生虫可侵入和破坏宿主的上皮细胞，引起肠壁的严重损伤。在家禽已知的9种艾美耳球虫中，只有5～7种与商品鸡的疾病相关。其中，早期艾美耳球虫的感染通常被认为仅产生极小的病理变化，而堆形艾美耳球虫和和缓艾美耳球虫会造成轻微的小肠炎，从而导致机体脱水和营养吸收不良。在严重的情况下，受感染的鸡群会造成肠壁炎和局部出血、上皮细胞脱落（布氏艾美耳球虫和巨型艾美耳球虫）或肠壁的完整性受到破坏，导致肠道广泛性出血，甚至死亡（毒害艾美耳球虫和柔嫩艾美耳球虫）。大多数高致病性的艾美耳球虫主要侵害消化道的下半部分。艾美耳球虫的生命周期相对较短，一般4～6 d，包括2个发育阶段：外生阶段（在粪便内）和内生阶段（在宿主消化道内）。外生阶段起始于释放于粪便中的（非感染性）卵囊。内生阶段起始于鸡摄入感染性卵囊。在砂囊的微环境中，孢子体从卵囊内释放。随后进入消化道，子孢子侵入并破坏上皮细胞，并开启高效的繁殖周期。这涉及几轮的无性繁殖、性分化、受精和未孢子化卵囊的脱落。

图1　九种不同艾美耳球虫感染家禽消化道的不同部位，引起不同严重程度的球虫病。颜色的不同代表着不同的致病性：①极轻微；②轻微；③中等；④严重。

二、疫苗接种和饮食处理

良好的管理有助于降低运输过程中由于鸡球虫所带来的风险。此外，额外的处理也是必不可少的，尤其是球虫仔宿主消化道内具有较高侵害性的内生阶段。目前应用最多的主要有2类抗球虫药物，即离子载体化合物（载体类）和人工合成药物（化学性）。一般来说，离子载体抗球虫药通过干扰离子跨过细胞膜从而导致寄生虫（鸡球虫）死亡；而化学性药物则通过抑制寄生虫的不同生化途径从而阻止其复制和生长。为了减少耐药菌株的出现，交叉和循环的用药方案已获得广泛的使用。然而，我们对于一些替代的，如接种疫苗和饮食处理等方法的需求在不断增加，这主要是由于政府和消费者对于食用动物抗生素滥用的问题日益关注和重视，强烈要求禁止抗生素在这些动物上的不合理使用。这对我们的养殖生产水平提出更高的要求，而无抗养殖的观念也越来越多的受到重视。

三、疫苗的使用

除了摄入卵囊的数量以外，鸡球虫病的严重程度还取决于机体对病原菌的免疫记忆程度。早在1923年，约翰逊发表的第一篇文章已表明抵抗卵囊的剂量并不决定于日龄，而是更多的依赖于早期接触寄生虫。从今天来看，我们仍然利用这方面的知识，即通过接种活（减毒）疫苗来预防疾病。而从饮食的角度来说，可使用不同的策略来对抗鸡球虫病。目前，一些商品化的产品，如香精油和草本提取物对特定的艾美耳球虫具有很好的抵抗作用；另一些产品则有益于改善鸡群的免疫状态，而益生素和益生菌可改善肠道菌群，从而减少继发感染的机会（如产气荚膜梭菌）。额外的抗氧化剂有利于保护受损的肠道组织，以减少由于细胞受损所造成的氧化反应的恶性循环。还有一些产品则可提高肠道的保护和黏膜的愈合作用，如甜菜碱、丁酸盐或苏氨酸。

四、坏死性肠炎的损害

鸡球虫病往往会预先或同时出现在暴发坏死性肠炎的家禽中。坏死性肠炎的病原是产气荚膜梭菌。长久以来，坏死性肠炎一直通过在饲料中添加抗菌促生长剂（AGPs）来控制。传统的治疗性药物和抗球虫药，不仅能对抗艾美耳球虫，而且对产气荚膜梭菌也具有很好的作用，这是目前最常用于控制坏死性肠炎的方法。但是，这种方法与现今减少动物生产中抗生素使用的观念相矛盾。了解坏死性肠炎的病理和易感因素，有助于找到替代的预防措施。坏死性肠炎常发生于孵化后3～4周。坏死性肠炎的病理变化主要局限于小肠，可导致急性临床或亚临床症状。在一些临床病例中，往往会在最后一周的饲养期间突然死亡率增加，而且经常没有任何预兆。这种病例发病很急，从发病到死亡仅1～2 h，死亡率可上升到50％。亚临床坏死性肠炎感染的肉鸡一般不会表现明显的临床症状，无死亡高峰。消化道黏膜的慢性损伤会导致机体消化不良和营养物质吸收障碍，从而降低增重和增加料肉比。在亚临床病例的情况下，家禽受感染期间，其采食量会降低35％。在某些情况下，肠道受损可使产气荚膜梭菌到达胆管和门静脉。产气荚膜梭菌可在肝脏中定殖造成胆管肝炎，这种肝脏的病变在最后屠宰时才能被发现。虽然临床暴发的坏死性肠炎可导致高水平的死亡率，但是亚临床形式的病例会导致更为严重的经济损失，因为这在肉鸡群中往往不容易被发现。坏死性肠炎的真正经济影响并不是由于感染而死亡多少，而是那些遭受亚临床感染的家禽。

五、可用的营养成分促使病原菌的增殖

产气荚膜梭菌通常可在正常健康家禽的肠道菌群中发现。菌株的毒力取决于其本身的特性。根据产生的4种主要毒素，产气荚膜梭菌的菌株可分为5种不同的类型（A到E）。A型产气荚膜梭菌与肉鸡的坏死性肠炎有关，而这种类型的菌株也存在于健康家禽的消化道中。由于坏死性肠炎是一种多因素的疾病，因此需要多种不同的诱发因素来促使疾病的发展。高水平的（动物）蛋白或难以消化的蛋白源物质会增加坏死性肠炎暴发的风险，因为未消化的蛋白质是一些致病菌，如产气荚膜梭菌的生长基质。小麦、黑麦、燕麦和大麦则更常与坏死性肠炎相关联，这主要是由于其含有更高含量的未消化、水溶性、非淀粉多糖；而玉米并没有。颗粒大小不均匀的饲料要比颗粒均匀的饲料更容易使家禽暴发坏死性肠炎。饲养方式的改变、其他疾病和放养密度增加都会增加鸡群的应激和抑制机体的免疫状态，使其对坏死性肠炎的感染更为敏感。此外，鸡球虫病是一种重要的诱发因素，如由艾美耳球虫感染所造成的黏膜损伤可为产气荚膜梭菌的增殖提供有利的环境。由艾美耳球虫引起的球虫病和产气荚膜梭菌引起的坏死性肠炎之间具有很强的协同作用。很有意思的是我们注意到，产气荚膜梭菌需要优质的蛋白质，因为其生长需要13种必须氨基酸。通过破坏上皮细胞，艾美耳球虫血浆蛋白渗漏，同时球虫的感染增加粘液的产生。两者的作用为产气荚膜梭菌的生长提供更为有效的营养成分。产气荚膜梭菌菌株的毒力主要取决于4大因素：产生细菌毒素的能力、细菌胶原溶酶、毒素以及粘附肠壁的能力。

六、NetB：一种新的毒素

长久以来，α毒素被认为是产气荚膜梭菌引起坏死性肠炎的主要毒力因子。最近，科研人员发现一种新的毒素——NetB毒素。这种毒素似乎与产气荚膜梭菌在上皮细胞中形成微孔，诱导产生坏死性病变，从而导致细胞死亡有关。高致病性的产气荚膜梭菌能结合细胞外基质分子，这是多种肠道致病菌的生存策略。健康完整的小肠上皮不会暴露这些细胞外基质分子。由于艾美耳球虫、NetB毒素和胶原溶酶引起的肠道损伤，产气荚膜梭菌能更好地结合并定殖于消化道内，从而造成更为严重的病变。不使用抗菌促生长剂（AGPs）以及一些预防或治疗的处理措施对于坏死性肠炎的控制具有难度。到目前为止，并没有任何一种单一的措施可以很好的对抗产气荚膜梭菌引起的坏死性肠炎。完善的卫生管理措施，与疫苗使用和饮食干预相结合的措施，在一定程度上可替代抗生素来维持家禽的生产性能，和控制坏死性肠炎的发病率。低蛋白饲料，或在饲料中使用高度易消化的蛋白源物质结合可降低未消化成分的酶，将可减少产气荚膜梭菌在肠道内增殖的机会。另外，在饲料中添加可控制鸡球虫病的添加剂（如上文提高的丁酸盐），也是一种降低坏死性肠炎发病率的有效工具。

七、丁酸盐的多种效果

由于艾美耳球虫和产气荚膜梭菌同时存在时会对机体造成持续的免疫应激，因此上皮层的屏障防御功能显得尤为重要。丁酸盐是一种短链脂肪酸，可通过纤维发酵在消化道中自然产生。脂肪酸被认为是肠道细胞中最为重要的能量源，对肠细胞的功能具有积极的作用。实验室和临床研究结果均证实，单独使用丁酸盐或与其他饮食策略相结合均可降低坏死性肠炎的发生率。丁酸盐对产气荚膜梭菌表现出直接的抗菌效果，但这似乎并不是主要的因素。丁酸盐在消化道内的浓度，主要来自发酵或饲料中添加的物质，这都达不到直接抑制产气荚膜梭菌增殖所需要的水平。丁酸盐的积极作用可能更多的与家禽肠道功能的改善有关。在小肠中，丁酸盐促进肠绒毛的发育、改善肠道的形态和功能。而且在消化道中，丁酸盐是结肠细胞的首选能量来源，是一种重要的脂质合成的前提物质，用于嵌入细胞膜内。通过支持细胞膜的结构，丁酸盐有助于维护肠道的屏障作用和转运功能。马丁等人研究发现，丁酸盐在肠道的创伤愈合中发挥着重要的作用，这主要归因于其对紧密连接和肠道完整性具有积极的作用。在低浓度时，丁酸盐可通过增加黏膜层保护性粘液的释放和抗菌肽的释放，从而增强肠道的防御屏障作用。这些肽类物质，也称为宿主防御肽（HDPs），具有广泛的抗菌、抗原生动物、抗包膜病毒和抗真菌作用。宿主防御肽（HDPs）可结合微生物膜，引起膜破裂，从而导致病原微生物的死亡。范伊·梅希尔团队的研究证实了丁酸盐的另一种抗菌效果，即借以脂肪酸减少病原菌粘附肠道细胞壁的能力。最后，丁酸盐还可作为一种抗炎剂。缓和家禽的炎症状态是一种有效的手段，以克服采食量的下降，从而减少坏死性肠炎（产气荚膜梭菌）感染期间肌肉组织的损伤。无包被的丁酸盐可直接在小肠的前半部分吸收，并不会到达消化道的下半部分。适当包被的丁酸盐对于脂肪酸在整个消化道中有针对性的释放是必不可少的。通过在体内和体外试验中检测一款丁酸盐的微胶囊产品-Excential Butycoat，结果表明所有的丁酸盐都能通过胃，并在肠道内逐渐释放。

八、结论

由于在全球范围内禁用饲用抗生素的趋势日益明显，从而导致产气荚膜梭菌引起的坏死性肠炎出现复苏的迹象，造成严重的经济影响。另外，耐药菌株的出现对公众健康和坏死性肠炎的长期防控策略来说也是一个重大的问题，因此对于坏死性肠炎的防控必须找到一些可替代传统药物的措施。众多研究已证实，营养物质极大的影响着坏死性肠炎和其他病原（鸡球虫病）感染的机率。总的来说，在饲料中适当的添加微囊丁酸盐可确保丁酸盐在整个消化道中靶向性释放，从而支持肠道细胞，增强肠粘膜的屏障功能。