如何利用維生素D增強仔豬的免疫應答反應

賈良梁

維生素D在豬飼料中的益處遠不止為人們熟知的鈣調節、磷平衡以及影響骨骼發育的那些功能。正在進行的研究將揭示其對豬生長的更多作用模式。

中圖分類號：S816 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2015）11-0001-04

斷奶后的階段是仔豬生命中的一個關鍵時期。在此生命的早期，建立一個功能強大的免疫系統對保障仔豬的健康和后續的最佳性能非常關鍵。然而，在商業化生產中，當仔豬于3～5周齡離開母豬進行斷乳時，其啟動和調控免疫應答反應的能力有限。隨著來自母豬抗體的被動保護力的逐漸消失，同時病毒、細菌和寄生蟲感染的風險達到最高位時，仔豬的免疫力亟需發育。研究表明，在此期間任何對仔豬的損害都會對其后的生產性能造成不利的影響。

1 什么是免疫力

簡言之，免疫學可以被定義為研究動物識別自身細胞和外來病原的各種機制的科學領域。動物機體存在兩種不同的免疫系統：先天免疫系統和獲得性免疫系統。所有動物天生具有先天免疫系統，它的保護始終存在。它包括吞噬型（可吞噬其他細胞的細胞）巨噬細胞和樹突狀細胞。在獲得性免疫系統中，保護作用源自免疫應答反應，包括產抗體的體液免疫和產白血細胞的細胞免疫。它能夠學會識別病原體，且具有非常強大的效應子功能，可殺滅或破壞大多數微生物。

在胚胎形成，免疫系統發育期間，微量營養素（維生素、脂肪酸、礦物質、微量元素）的缺乏比常量營養素的缺乏更為危險。這個“器官”的細胞更新速率非常快，需要可靠的營養物質供應（最重要的是蛋白質和維生素），當其參與防御病原體入侵時，養分需求會大大增加。多項研究表明，優化飼料中維生素D的攝入量可通過不同方式來提高仔豬的免疫力。

2 維生素D的變遷

維生素D是一類必需養分，通常加入動物飼料中，主要是因為動物血液中維生素D的水平差別很大。近幾年來，它已重新成為世界范圍內營養學家和養豬生產者關注的焦點，因為有研究表明，維生素D的益處遠不止于鈣調節和磷平衡的典型功能以及對骨骼發育的作用。

維生素D的代謝物通過活化維生素D的受體，控制200多個基因的表達，維生素D受體能控制或調節靶細胞中的基因表達。這使維生素在豬的許多功能中起重要作用，包括免疫功能、肌肉功能和繁殖性能。維生素D受體不僅見于腸上皮細胞、成骨細胞和腎細胞中，還存在于許多類型的細胞中，它們的功能與鈣代謝無關，如腸、胰腺、心臟、眼、腦、甲狀腺、甲狀旁腺、肌肉或免疫細胞。

更好地理解維生素D在豬生理學上的功能，能夠讓生產者看到它可以對生產力和收益率帶來潛在的效益。

3 維生素D是如何起效的

維生素D在動物體內的主要形式被稱為膽鈣化醇（cholecalciferol，維生素D3），它被吸收入淋巴系統中，然后轉運到肝臟，并在此被轉換（羥基化）為25-OH-D3（骨化二醇）——維生素D的主要循環形式。維生素D一旦經過羥基化就會變得更加“親水”，并在血液系統中的循環變得更加方便。然而，從維生素D到骨化二醇的轉換不易調節，特別是通過向飼料中添加更多維生素D時。這是因為肝臟是維生素D代謝的“瓶頸”，控制體循環系統中骨化二醇的水平。

骨化二醇一旦到達腎臟，便會進一步羥化成維生素D的功能化形式——1，25-（OH）2-D3（骨化三醇），此形態的維生素D更為“親水”。產生于維生素代謝的上述高度調節過程中的這種化合物，實際上是一種激素，能夠作用于腸細胞，提高鈣、磷的吸收，從而有助于骨的形成和其他機體機能。

如果沒有維生素D，日糧中的鈣、磷難以被利用。多項研究表明，免疫細胞和肌肉細胞發揮最佳功能時也需要維生素D。

羅維素（魚肝油）Hy-D（DSM公司生產），是骨化二醇的商品化形式。它比純合維生素D3更易吸收，且它能夠繞過肝臟，快速有效地到達血液。多個研究報告表明，與給豬飼喂維生素D3相比，給豬補充含骨化二醇，血液循環中骨化二醇的濃更高，從而使全身的鈣平衡更佳，肌肉發育速度更快，免疫應答能力更強（圖1）。

4 提高仔豬免疫力

從出生的那一刻起，新生仔豬就暴露于多種抗原下。它在形成自己的自主免疫力前依賴于母源免疫獲得保護。在斷奶前，母豬的乳汁能夠提供仔豬獲得最佳生長和健康的大部分營養物質。然而，母豬乳汁提供的維生素D很少。在分娩前給母豬補充維生素D，通過胎盤轉運或母乳傳遞給仔豬，可以為提高仔豬體內維生素D水平提供一套營養方案。

近期的一項研究（圖2）表明，與標準的維生素D母豬料相比，母豬飼喂添加了市售骨化二醇的母豬料后，其乳汁中骨化二醇的含量更高，從而使仔豬血液中的維生素D濃度更高，使它們能做好充分的準備，可以應對關鍵的斷乳期。

斷乳后，循環體液中的抗體持續存在，并能夠繼續為仔豬抵抗病原體的入侵提供有效的保護。然而，斷乳時，黏膜相關抗體的來源——母乳突然被切斷。存在于黏液中的抗體在一兩天內就會迅速減少。

2012年，加拿大阿爾伯塔大學的研究人員Jeffrey D. Konowalchuk進行了一項研究，以尋找支持此前所發現的維生素D對免疫調節有積極作用的證據，并表明商業化骨化二醇是斷奶仔豬的一種優質日糧添加劑。在補充兩周的營養性添加劑后發現，與對照組和添加維生素D3的日糧組相比，添加商業化骨化二醇的日糧可使試驗動物血清中25（OH）D3的濃度急劇升高。與維生素D3組11.2 ng/mL和對照日糧組7.87 ng/mL相比，添加該添加劑的動物血清中25（OH）D3的平均濃度為40.4 ng/mL。在實際養豬生產中，25（OH）D3的血漿濃度低于10 ng/mL～15 ng/mL時，通常被視作維生素D缺乏。

5 白血細胞數量

被公認為病原體滲透侵入動物體內門戶的全身血液和外周支氣管黏膜隔室，因維生素D的缺乏其功能受到影響。這會導致白血細胞數量增多，上調它們的生存能力，并提高離散細胞株的吞噬抗菌能力（圖3）。

白血細胞數量的增加可以對動物啟動抗入侵病原體的有效免疫應答能力帶來積極的影響。因此，在開始向斷奶仔豬日糧中添加上述添加劑的兩周后，免疫機能狀態得到顯著上調，并且與因日糧添加商業化骨化二醇后引起血清中25（OH）D3的水平升高呈同步加強。

6 實驗研究

在法國西部地區進行的另一項研究也證實了上述骨化二醇添加劑對仔豬免疫應答的正向調節作用，該試驗檢測了其對體液免疫狀態參數的影響。如圖4所示曲線，含有該添加劑的日糧不僅會顯著影響血漿中25（OH）D3的濃度，而且還會顯著影響血液中免疫球蛋白G（體液免疫的主要成分）的水平。

免疫系統是一把雙刃劍，因為消滅病原體固然重要，但是免疫應答會消耗能量。因此，值得關注的是，該試驗發現更高的免疫系統刺激并沒有對兩個實驗組（添加劑組和維生素D3組）的仔豬畜牧學性能產生不利的影響：飼料轉化率和平均日增重相近。這些結果表明，高效的免疫應答很重要，而維生素D是其中的關鍵（圖5）。

7 后續性能

如今，母豬及其后代專門化地進行營養性添加在仔豬健康方面發揮著至關重要的作用。對養豬生產者而言，確保動物后續的生產性能和生產力是極其重要的。這些新的研究為源于維生素D3的營養策略會對仔豬斷奶時產生顯著的免疫調節作用提供了重要的依據。這些結果應有助于開發已知對疾病特別敏感的商業化生產環境中斷奶仔豬管理的改良型方案。原題名：How to boost piglet immune response with vitamin D （英文）

原作者：Antoine Meuter （DSM公司）