非洲猪瘟疫情下维生素在猪饲料中的应用

毕晓华，宿永波，孙跃辉

（1.国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100160；2.中粮（北京）饲料科技有限公司，北京 100081）

2018 年下半年非洲猪瘟进入中国后，畜牧业发生了翻天覆地的变化。非洲猪瘟疫情给养猪业造成了巨大损失，也让饲料工业开始重新洗牌。从农业农村部的统计数据来看，生猪和能繁母猪存栏在2019 年底触底，存量同比2018 年下降约40%。如今，非洲猪瘟病毒持续存在，疫苗短时间内不能面世，生猪产能恢复不容乐观。兽医和营养工作者经过实践发现非洲猪瘟是可防可控的，一靠生物安全，二靠养[1]。

抗生素在促生长与抗腹泻方面是性价比最高的添加剂，但是抗生素在饲料中长期添加造成的细菌耐药性和环境污染严重影响动物和人类健康[2]。抗生素虽然在促生长方面的机理并不明确，但其能提高免疫力，降低肠道炎症反应[3]。促生长类抗生素在商品饲料中禁用以后，饲料产品的促生长和抗腹泻效果会降低，产品质量不稳定，成本升高[4]。增强猪的免疫力和对病原菌的抵抗力才能保障猪在抗生素禁用后减少炎症反应，降低非洲猪瘟病毒的感染几率。抗病营养在营养配方和养殖过程中发挥着重要作用，因此在非洲猪瘟疫情的特殊时期，提高猪的免疫力已成为猪饲料配方设计的重点。维生素在提高免疫力、缓解氧化应激、减少炎症方面有重要作用，但在新形势下如何调整饲料配方或养殖过程中维生素的添加量是亟待解决的问题。本文综述了维生素的免疫机制和研究成果并结合非洲猪瘟和禁抗带来的免疫挑战，为维生素在猪饲料中准确应用提供参考。

1 非洲猪瘟病毒

非洲猪瘟病毒是一种有囊膜的双链DNA 病毒，直径达215 nm，基因组大，生命力顽强[5]。非洲猪瘟病毒是黏膜高度接触传播的病毒，其靶向细胞是巨噬细胞和单核细胞。如果消化道或呼吸道黏膜有损伤或致密性降低，则容易造成抗原入侵，形成氧化应激与炎症反应，黏膜通透性增加，单核、巨噬细胞聚集，给病毒的侵入带来便利性，使非洲猪瘟病毒的致病率提高[6]。非洲猪瘟病毒的致死率非常高，强毒株接近100%，但部分非特异性免疫力强的猪仍能存活下来，而非特异性免疫力低的猪容易感染且致死率高[7]。因此，相对于非特异性免疫力强的仔猪，非特异性免疫力较低的育肥猪或母猪的免疫水平在非洲猪瘟疫情期间更需要关注[8]。

从病毒的演化来看，非洲猪瘟病毒由强毒株向弱毒转化，弱化过程会持续3～5 年。在亚美尼亚一个猪场里，非洲猪瘟病毒对感染猪内脏的损伤在2007 年和2011 年出现显著差异，致病力由急性到慢性型转化[9]。病毒毒性减弱并且长期存在，那些感染但没有死亡的带毒猪成为传播非洲猪瘟的病原体。部分带毒者有慢性临床症状，有些无症状感染者与健康猪没有区别，有些血液检测虽然阴性，但是唾液中仍有病毒排出，因此病毒防控会更加复杂[7]。

2 抗病营养策略

在应激常态化存在的情况下，氧化应激与炎症反应增多后弱化的非洲猪瘟病毒致病几率变大，因此缓解应激反应，提升免疫力将是免疫营养学重点关注的问题[10]。维生素能缓解氧化应激，应激反应会消耗猪体内的维生素[11]。猪维生素的需要量以应激反应为条件来重新界定，才能保障猪在非洲猪瘟疫情期间能获取最大的免疫保护。

在非洲猪瘟疫情和禁抗形势下，猪的营养需要调整将倾向于提高黏膜的完整性、减少氧化应激和炎症反应、提高非特异性免疫力。在重视维生素、碳水化合物、氨基酸、脂肪酸、微量元素这五大营养元素基础上，再去评估功能性添加剂的功效会更有意义[12]。维生素的精确应用同样需要充分考虑其他营养素的功能。纤维素的营养功能与维生素的准确应用关系密切，不同类型纤维原料会影响维生素在猪料中的适宜添加水平[13]。优质纤维素能修复肠黏膜的黏液层，增强微生物屏障和肠上皮细胞的物理屏障，缓解仔猪腹泻[14]。

在炎症反应、氧化应激与免疫方面，脂肪酸与维生素的关系更为密切。不饱和脂肪酸是发生氧化反应的主要底物[15]，而花生四烯酸则是生成炎性因子的底物，n-3多不饱和脂肪酸通过竞争性抑制花生四烯酸的生成来调控炎症反应[16]。当动物机体发生炎症反应或氧化应激时，维生素可以直接或间接参与抑制脂肪酸氧化系统缓解氧化应激，调控细胞因子的表达控制炎症反应[17]。

3 维生素的免疫调节作用及应用

3.1 维生素A 维生素A 既能保证上皮组织的完整性，还能抗炎缓解氧化应激，提高机体的免疫力和抗感染能力[18]。维生素A 通过调控Nrf2 信号通路和NF-kB 途径，抑制NO 和花生四烯酸的过量生成来缓解氧化应激和炎症反应，提高免疫力[19]。维生素A 还可以通过抑制炎症因子相关基因和促进抗氧化酶相关基因的表达来减少细胞的炎症反应，但是随着维生素A 水平的提高，抗氧化酶与炎症因子相关基因的表达量呈二次曲线趋势变化，过量维生素A 对抗氧化和炎症反应的作用效果下降[20]。维生素A 能介导干扰素的表达，增强机体对多种病毒的抵抗力，增强疫苗的效用，降低畜禽死亡率[21-22]。维生素A 能减轻属于双链DNA 病毒的腺病毒对小鼠肝脏的损伤和炎症反应[23]，非洲猪瘟病毒也是双链DNA病毒，但是维生素A 是否对非洲猪瘟病毒有作用还需要试验验证。

维生素A 在饲料工业中的添加剂量比较高，从试验和生产经验数据来看，添加量还达不到上述试验研究中[20]的过量状态。虽然很多数据反馈维生素A 对动物生产性能、免疫力等作用效果有剂量效应，但《饲料添加剂安全使用规范》规定了维生素A 在猪饲料中添加量的上限。为提高猪的非特异性免疫力，在非洲猪瘟疫情时期推荐维生素A 采用法规规定的最高添加量，尤其注意在生长育肥期不能降低维生素A 的用量。

3.2 维生素D3维生素D3除了能调控钙磷的吸收，还能通过调控免疫细胞的功能和形态来调控炎症反应[24]，通过促进腐胺的合成来促进黏膜上皮细胞的发育，保障黏膜的完整性[25]，通过影响基因表达来调控抗菌肽的生成增强单核巨噬细胞的杀菌抑菌作用[26]。维生素D3的功能和作用机理不断地被研究和明确，在人医领域很多慢性炎症疾病的治疗中维生素D3已经被作为主要或辅助的治疗药物[27]。在提高免疫力方面，维生素D3被当做一种重要的饲料添加剂越来越引起畜牧从业者的关注。

《饲料添加剂安全使用规范》中生长育肥猪和母猪全价配合饲料中维生素D3的使用上限是5 000 IU/kg。饲料工业中维生素D3推荐应用水平并不高，育肥猪为1 000～1 500 IU/kg，母猪约为2 000 IU/kg。而美国NRC（2012）的推荐标准更低，育肥猪150 IU/kg，母猪800 IU/kg。NRC 的添加量只考虑了维生素D3在基本生理需要和钙磷调控的作用，没有关注炎症反应和免疫力需求。维生素D3有很好的提高免疫力的功效，添加高剂量维生素D3能提高猪的免疫水平和和对病毒的抵抗力[28-29]。在非洲猪瘟疫情时期，维生素D3的添加量可适当提高，但准确添加量还需要严格的动物试验去验证。Jang 等[30]在断奶仔猪日粮中过量添加维生素D3，发现饲喂基础日粮（维生素D3，2 253 IU/kg）的断奶仔猪在试验第14 天血清中25-OH D3浓度就能达到最高值；通过注射补充维生素D3（40 000 IU/头），第4 天达到最高值后连续下降，第30 天与对照组基本持平；若通过饮水补充（5 493 IU/L）共7 d，第7 天达到最高值随后下降至第28 天时与对照组持平；提高注射量或饮水补充时间延长都获得相同结果。维生素D3在动物体内存在一个动态的平衡，在过多摄入维生素D3的情况下机体会把25-OH D3的浓度调控到正常范围之内，过多的维生素D3不能完全转化为25-OH D3[31]。

在母猪饲料中补充维生素D3会提高妊娠母猪血清中25-OH D3的浓度，特别是通过母乳传递仔猪断奶时期血清中25-OH D3的浓度显著升高[31]。但在乳猪阶段，摄入高量维生素D3起不到同等的效果[32]，这可能与仔猪摄入的维生素D3的形式有关。因此，为了提高断奶仔猪的免疫水平，在母猪饲料中推荐添加高剂量维生素D3。

3.3 维生素E 维生素E 除了能够抗氧化、提高免疫力外，还能通过影响花生四烯酸的代谢来调控炎症反应[33]。玉米-豆粕型日粮为国内猪的主要日粮类型，大豆油为主要添加油脂，但此类型日粮亚油酸含量比较高[34]。亚油酸能转化为花生四烯酸，而花生四烯酸是一种促炎症脂肪酸。因此维生素E 在脂肪酸不平衡的猪日粮中能起到控制炎症反应的作用。Jang 等[30]试验发现，无论通过何种方式补充维生素E，在试验第2 天仔猪血清中维生素E 浓度都达到最高值然后快速下降，到试验第35天浓度基本一致。因此维生素E 在体内有更强大的自我调控力，也很少有维生素E 中毒的试验结果或现象发生。但是高剂量补充维生素E 会对虾和蛋鸡的肝脏和卵巢组织造成破坏[33]。因此，在维生素E 对猪卵巢发育相关数据不足的情况下，需慎重过量添加维生素E 来改善三元母猪繁殖性能和猪的免疫水平。

在非洲猪瘟疫情下准确应用维生素E 需要注意猪的应激反应和油脂质量。应激能降低体内维生素E 含量，例如将断奶仔猪从产床转移到保育舍的应激使仔猪体内的维生素E 含量显著下降[11]。油脂氧化酸败造成的氧化应激同样会消耗体内大量的维生素E，特别是氧化的含不饱和脂肪酸较高的玉米油会消耗猪体内80%的维生素E 含量[35]。过氧化油脂引起脂溶性维生素生物活性损失，导致其在体组织中沉积不良。所以要确定维生素E 的需要量必须考虑油脂质量。

3.4 水溶性维生素 水溶性维生素在体内储存少，排出速度较快。它们的主要功能在于抗氧化应激和炎症反应以及对免疫力的调控[36]。维生素B2能通过调控黏膜相关恒定T 细胞，影响黏膜的完整性和炎症反应。维生素B2与烟酰胺共同参与谷胱甘肽氧化还原反应体系来缓解氧化应激，还可以通过自身氧化还原状态的改变来发挥抗氧化的作用，特别是在缓解脂质过氧化反应中起到重要作用[37]。

维生素C 除了抗氧化应激和炎症反应外，还能通过促进T 细胞和NK 细胞的发育和成熟，增强中性粒细胞的吞噬功能，提高非特异性免疫力[38]。维生素C 一般在动物应激状态下使用，基本不添加到商品猪饲料中。在非洲猪瘟疫情和禁抗时期为增强猪的免疫力，推荐在猪饲料中适当添加维生素C。维生素C 与维生素E 的作用比较类似，在发生氧化应激的时候，能起到积极作用，但是在没有应激反应时应用效果一般。

生物素在提高免疫力上发挥重要作用，特别是在断奶仔猪阶段。高剂量使用生物素（如500 μg/kg）可以缓解圆环病毒造成的断奶仔猪腹泻[39]。烟酸通过影响巨噬细胞向M2 型极性方向分化起到抗炎症反应的作用[40]。Salem 等[41]研究了烟酸对结肠炎大鼠肠道炎症和抗炎症参数的影响，发现添加80 mg/kg 烟酸对肠黏膜有很好的改善作用，当达到320 mg/kg 时，肠黏膜组织形态得到了显著改善，炎性因子表达量显著降低。

4 总结

在非洲猪瘟疫情和猪饲料中禁止使用抗生素的形势下，病毒和病原微生物等造成的应激将成为常态化。在优化好基础营养素的前提下选择维生素作为抗氧化应激和缓解炎症反应的添加剂是一个经济有效的方法。维生素A、维生素D、维生素E、维生素B2、维生素C、生物素、烟酰胺能有效提高动物免疫力、缓解氧化应激和炎症反应，但在猪饲料工业生产中维生素的应用标准不一，添加量上存在较大差异和误区。推荐维生素A 在猪料中按照饲料法规规定的最高剂量添加。仔猪能对维生素D 和维生素E 进行动态平衡调节，添加量可适当提高，不宜过高；妊娠和哺乳母猪料中添加维生素D能提高断奶仔猪体内的25-OH D3的浓度，可适当高剂量添加。维生素B2、维生素C、生物素、烟酰胺可根据饲料配方相应提高添加水平。