預防禽壞死性腸炎和球蟲病的日糧策略

壞死性腸炎和球蟲病是影響全球養禽業的重要疾病。在日糧中添加丁酸可以作為控制這2種疾病的一個解決方案。本文我們將介紹有關此方面的一些最新認識和研究進展。

中圖分類號：S855 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）08-0049-03

在養禽業中，盈利與虧損間的差異通常取決于傳染性疾病的發病率。球蟲病和壞死性腸炎因會造成生產損失、提高動物的死亡率、增加獸醫和用藥成本、降低家禽福利水平、提高人類食品污染的幾率而成為全球關注的焦點。雖然這兩種疾病具有不同的病理學，但是它們能夠表現出協同效應，因為壞死性腸炎的發生主要依賴于球蟲造成的腸道損傷。抗球蟲藥和傳統的抗生素可用于控制家禽的致病壓力。但是，耐藥性蟲株的出現，尤其是長時間使用藥物后，都是一個棘手的問題。因此，養禽業需要尋求可以控制球蟲和壞死性腸炎的替代性管理措施和日糧策略。其中一種可行的日糧策略是添加丁酸，丁酸是腸道上皮細胞的一種能量來源，可以增強腸道的屏障功能。

1 禽球蟲病

球蟲病帶來的主要問題在于該病不是由單一的艾美爾屬球蟲引起的。如圖1所示，該病是由侵襲腸道不同部位的多種艾美爾屬球蟲混合感染造成的。這些細胞內的寄生蟲會侵襲并破壞宿主的腸道上皮細胞，給腸壁造成嚴重的損傷。已知可感染家禽的球蟲有9種艾美爾球蟲，其中僅5～7種與商業化生產的家禽疾病有關。然而，早熟艾美爾球蟲（E. praecox）感染被認為幾乎不會引發病理學癥狀，堆型艾美耳球蟲（E. acervulina）以及和緩艾美爾球蟲（E. mitis）會引起輕度腸炎，隨后造成體液丟失和營養吸收障礙。在更為嚴重的病例中，布氏艾美爾球蟲（E. brunetti）和巨型艾美爾球蟲（E. maxima）會引發感染雞腸壁出現炎癥，伴有局部出血和腸上皮脫落，或毒害艾美爾球蟲（E. necatrix）和柔嫩艾美爾球蟲（E. tenella）會導致感染雞腸絨毛完全破壞，造成大面積出血和死亡。大多數高致病性球蟲會侵害消化道后段。艾美爾球蟲的生命周期相對較短，為4 d～6 d，包括2個發育階段：體外階段（在糞便中）和體內階段（在宿主消化道中）。體外階段始于未孢子化（非感染性）的卵囊經糞便排出后；體外階段始于感染性卵囊被雞攝入體內后。在肌胃的微環境中，子孢子從卵囊中脫囊逸出；隨后沿著消化道進一步下行，該子孢子侵入并破壞腸上皮細胞，并開始其高效的生殖周期。該周期包含幾輪無性繁殖，隨后進行性分化、受精和未孢子化卵囊的脫落。

2 免疫和日糧療法

良好的畜牧管理有助于降低致病性球蟲的傳播風險。有必要施以其他療法，尤其是針對宿主消化道內更為精密的體內階段。常用2種類型的抗球蟲藥，離子載體類藥物（離子載體）和化學合成類藥物（化學藥品）。通常，離子載體類藥物可通過干擾橫跨細胞膜的離子通道造成寄生蟲的死亡（殺球蟲藥）；而化學藥物通過阻礙寄生蟲的不同生物化學通路來抑制其增殖和生長（球蟲病防治劑）。為減少耐藥性蟲株的出現，生產上常廣泛采取穿梭用藥或輪換用藥。然而，對替代方案的需求（如免疫接種和日糧療法）正在日益增強，因為來自政府部門和消費者要求禁止向食品生物用動物使用藥物的壓力在不斷增加。

3 疫苗的使用

除了攝入的孢子化卵囊數目外，球蟲病的嚴重程度還很大程度上取決于對病原免疫記憶的存在與否。早在1923年，Johnson就發表了首篇有關家禽對卵囊的抗性劑量并不取決于日齡而取決于其對該寄生蟲的早期接觸史的論文。如今，我們仍通過使用活蟲苗（弱毒）來運用該知識。從日糧的角度入手，可以運用不同策略來抵抗球蟲。一些產品可以起到抗艾美爾屬球蟲的作用，如精油和植物提取物；其他產品則可以正向調節雞的免疫力；而益生元和益生菌可以改善腸道的正常菌群，從而降低繼發性感染（如產氣莢膜梭菌）的可能。添加抗氧化劑有助于受損腸道組織的恢復，從而減輕由受損細胞造成的氧化應激的惡性循環；其他產品可以提高腸道的防御功能和黏膜的愈合能力，如甜菜堿、丁酸或蘇氨酸。

4 壞死性腸炎造成的損傷

禽球蟲病通常先于壞死性腸炎暴發，或與其同時發生。引發壞死性腸炎的病原是產氣莢膜梭菌。很長一段時間，人們通過在飼料中添加抗生素生長促進劑（Antibiotic Growth Promoters，AGPs）來控制壞死性腸炎。目前，運用既能有效抵抗艾美爾屬球蟲感染，又可抗擊產氣莢膜梭菌的常規治療用抗生素和抗球蟲藥來控制壞死性腸炎。但是，這種方法與減少畜產品中抗生素使用量的目標相悖。了解壞死性腸炎的病理學和發病誘因將有助于尋求預防性替代方法。壞死性腸炎通常發生在家禽出殼后 3周～4周。壞疽主要局限在小腸，且感染會造成急性臨床病癥或以亞臨床癥狀出現。在臨床病例中，雞群在育成期的最后幾周死亡率會上升，通常毫無預兆。急性發病時，死亡發生在1 h～2 h之內，死亡率可高達50 %。發生亞臨床型壞死性腸炎的肉雞群并不表現出明顯的臨床癥狀，通常沒有死亡率高峰。腸黏膜的慢性損傷會導致營養物質消化和吸收不良，從而造成增重和飼料轉化率下降。在亞臨床情況中，采食量在傳染期可能會減少35 %。在某些案例中，腸道損傷可能會使產氣莢膜梭菌到達膽管和肝門靜脈。產氣莢膜梭菌在肝臟定植后會造成膽管性肝炎和肝臟病變，這些癥狀最終會在屠宰流水線上被發現。雖然，壞死性腸炎的臨床暴發可能會造成高死亡率，但亞臨床病癥引發的經濟損失更大，因為該病在肉雞群中通常無法察覺。壞死性腸炎引起的實際經濟損失不在于由感染造成的死亡家禽，而是由罹患該病并以亞臨床狀態活下來的家禽引起的損失。

5 促進增殖的可用營養物質

產氣莢膜梭菌常見于健康家禽的腸道菌群中。菌株的毒性取決于它的特性。產氣莢膜梭菌菌株根據其產生的4種主要毒素分為5個亞型（A到E）。A型梭菌會引發肉雞的壞死性腸炎，不過該型梭菌也見于健康家禽的腸道中。鑒于壞死性腸炎是一種由多種致病因素引發的疾病，其發生需要更多的發病誘因（圖2）。高水平的（動物）蛋白或蛋白源吸收差與壞死性腸炎的高發有關，因為未消化的蛋白是病原菌（如產氣莢膜梭菌）的生長基質。小麥、黑麥、燕麥和大麥與壞死性腸炎的關系更緊密，因其含較高水平的難消化的水溶性非淀粉多糖，而玉米不是。除了飼料原料的選擇外，飼料顆粒的粒徑似乎也會影響腸道健康。與顆粒均勻的飼料相比，含有許多小粒徑和部分大粒徑顆粒的飼料更易誘發壞死性腸炎。飼喂程序的改變、其他疾病以及飼養密度的提高會增加雞群的應激，并抑制雞的免疫狀態，使其對壞死性腸炎更易感。球蟲感染是一個重要發病誘因，因為艾美爾球蟲造成的黏膜損傷會給產氣莢膜梭菌的增殖提供有利環境。致病性艾美爾球蟲與導致壞死性腸炎的產氣莢膜梭菌之間的協同作用 見圖3。值得注意的是產氣莢膜梭菌需要優質蛋白，因其增殖需要13種必需氨基酸。通過殺死上皮細胞，艾美爾球蟲會誘發血漿蛋白（A）的滲漏，而球蟲感染會加大黏液的產生（B）。這二種作用都會給產氣莢膜梭菌的生長提供可利用的高營養物質。產氣莢膜梭菌菌株的毒力主要取決于4個主要因素：產細菌素的能力、產細菌性膠原蛋白酶的能力、產毒素的能力以及黏附腸壁的能力。

6 NetB——一種非常規毒素

長期以來，α毒素被視作可引發壞死性腸炎的產氣莢膜梭菌的主要毒力因子。近來，研究人員發現了一種新型的毒素——NetB。該毒素似乎是通過在腸上皮細胞內形成微孔造成細胞死亡而參與了壞疽的形成。致病性產氣莢膜梭菌菌株能夠與胞外基質分子結合（F），這是許多腸道病原菌所采用的一種生存策略。正常健康的腸道上皮細胞并不接觸到這些胞外基質分子。腸道由于受艾美爾球蟲（ECMMs）、NetB毒素和膠原蛋白酶的作用而受到損傷，產氣莢膜梭菌變得能夠更好地結合并在消化道內定植，造成更為嚴重的病變。在不使用AGPs以及預防性或治療性措施下，控制壞死性腸炎的方案具有挑戰性。截至目前，沒有一種單一方案能夠控制產氣莢膜梭菌造成的壞死性腸炎。結合家禽舍內良好的衛生管理，通過免疫接種（抗產氣莢膜梭菌和球蟲）以及日糧介入能夠在一定程度上替代抗生素，維持生產并控制壞死性腸炎。采用低蛋白日糧或高吸收率的蛋白源，并聯合使用可以分解日糧中難消化組分的酶制劑，可以降低產氣莢膜梭菌在腸道中生長的幾率。同時，如本文早先所提到的，使用可以控制球蟲的添加劑，是一種可以降低壞死性腸炎發病率的有利手段。

7 丁酸的多重作用

由艾美爾屬球蟲帶來的持續的免疫挑戰，同時并發產氣莢膜梭菌感染，使腸道上皮細胞層的屏障防御功能變得非常重要。丁酸是消化道中纖維發酵后自然產生的一種短鏈脂肪酸，視為腸細胞最為重要的能量來源，對重要的腸道功能發揮著多種有益作用。研究和生產實踐經驗表明，單獨使用丁酸或再結合其他日糧措施，可以降低壞死性腸炎的發病率。丁酸會對產氣莢膜梭菌產生直接的抗菌作用，但這似乎并不是丁酸起效的主要機理。由發酵產生的丁酸，甚至是聯合補充的丁酸源，消化道中的丁酸濃度也不會到達直接抑制產氣莢膜梭菌生長所需的水平。丁酸的積極作用可能更多地與其對家禽腸道功能的有益影響有關。在小腸中，丁酸會促進腸絨毛的發育，改善腸道的形態學，增強腸道功能。再往下，丁酸是結腸偏愛的能源，并是脂類合成的主要前體，合成的脂類將與細胞膜結合。通過維持細胞膜的結構，丁酸有利于維持腸道屏障功能和物質轉運功能。Ma等發現，因其在緊密連接和維持腸道完整性方面的積極作用，丁酸在腸道傷口愈合上起著重要作用。低濃度時，丁酸通過增加黏膜層中保護性黏蛋白和抗菌肽的釋放來增強腸道屏障功能。這些肽類也被稱為宿主防御肽（Host Defense Peptides，HDPs），它們對細菌、原蟲、囊膜病毒和真菌具有廣譜抗菌（蟲、毒）活性。HDPs能夠結合到微生物細胞膜上，并造成細胞膜的破裂，最后致微生物死亡。Van Immerseel研究小組發現了丁酸的另一種抗菌效應，即脂肪酸能夠降低病原菌黏附到腸壁上的能力。最后一點，丁酸發揮著抗炎性因子的作用。調節雞的炎癥水平是阻止采食量下降的一種有效方法，從而減少壞死性腸炎發病過程中肌肉組織的斷裂。未包被的丁酸鹽能在小腸的首段直接被吸收，并不能到達小腸的后端。對日糧中丁酸鹽進行適當的包被，是該脂肪酸能在整個消化道靶向釋放的必要條件。

8 小結

自頒布飼用抗生素的禁用令后，由產氣莢膜梭菌造成的家禽壞死性腸炎已經再次抬頭，并帶來了重大的經濟損失。由于出現的耐藥菌株嚴重威脅著公眾健康，并影響著抗壞死性腸炎的長期控制策略，因此必須找到可以控制壞死性腸炎的解決方案以替代常規的藥物控制法。營養會顯著影響壞死性腸炎和其他早已存在的致病性球蟲的發病率。對日糧中的丁酸鹽進行適當的微膠囊化，能確保丁酸在整個消化道中靶向釋放，從而維持腸道細胞的健康，增強由艾美爾屬球蟲和產氣莢膜梭菌損壞的黏膜屏障功能。