防控家禽2種主要疾病的另一種思路

黎先偉 譯

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防控家禽2種主要疾病的另一種思路

黎先偉 譯

壞死性腸炎和雞球蟲病是影響全球養禽業的重要疾病。隨著養殖業的日益發展，無抗養殖的觀念以及抗生素濫用的問題越來越受到人們的關注。雖然一些高效的抗生素（抗球蟲藥）都能很好的防控這兩種疾病，但是一種目前較為常見的飼料添加劑——丁酸鹽也可作為解決這些疾病問題的一個方案。在本文中，我們來介紹一些有關這方面的最新觀點和研究進展。

在家禽業中，盈利和虧損之間往往取決于傳染病的發病率。雞球蟲病和壞死性腸炎對于全球養禽業來說都是一個重要的問題，這主要是由于其會造成一系列不良的影響，包括生產性能損失、死亡率增加、用藥成本倍增、動物福利降低和家禽產品受污染的機會增高。雖然這兩種疾病有著不同的發病機理，但是它們之間可互相協同作用，因為壞死性腸炎的發展高度依賴于雞球蟲病所造成的腸道損傷。雖然抗球蟲藥物和常規的抗生素可在一定程度上控制家禽的感染壓力，但是耐藥菌的產生，特別是長期用藥后，這才是我們真正擔心的一個問題。因此，養禽業需要尋找一種可替代抗生素的膳食管理措施，來控制雞球蟲病和壞死性腸炎的發生。經過長期的研究和臨床應用其中一種有效的膳食管理方法是，在飼料中添加丁酸鹽，這可作為上皮細胞的能量源，增強腸道的屏障作用。

一、雞球蟲病

從目前來看，雞球蟲病所主要關注的并不是一種艾美耳球蟲所造成的影響，而是多種不同的艾美耳球蟲同時感染動物腸道的不同部位所造成的嚴重損傷，如圖1所示。細胞內寄生蟲可侵入和破壞宿主的上皮細胞，引起腸壁的嚴重損傷。在家禽已知的9種艾美耳球蟲中，只有5～7種與商品雞的疾病相關。其中，早期艾美耳球蟲的感染通常被認為僅產生極小的病理變化，而堆形艾美耳球蟲和和緩艾美耳球蟲會造成輕微的小腸炎，從而導致機體脫水和營養吸收不良。在嚴重的情況下，受感染的雞群會造成腸壁炎和局部出血、上皮細胞脫落（布氏艾美耳球蟲和巨型艾美耳球蟲）或腸壁的完整性受到破壞，導致腸道廣泛性出血，甚至死亡（毒害艾美耳球蟲和柔嫩艾美耳球蟲）。大多數高致病性的艾美耳球蟲主要侵害消化道的下半部分。艾美耳球蟲的生命周期相對較短，一般4～6 d，包括2個發育階段：外生階段（在糞便內）和內生階段（在宿主消化道內）。外生階段起始于釋放于糞便中的（非感染性）卵囊。內生階段起始于雞攝入感染性卵囊。在砂囊的微環境中，孢子體從卵囊內釋放。隨后進入消化道，子孢子侵入并破壞上皮細胞，并開啟高效的繁殖周期。這涉及幾輪的無性繁殖、性分化、受精和未孢子化卵囊的脫落。

圖1　九種不同艾美耳球蟲感染家禽消化道的不同部位，引起不同嚴重程度的球蟲病。顏色的不同代表著不同的致病性：①極輕微；②輕微；③中等；④嚴重。

二、疫苗接種和飲食處理

良好的管理有助于降低運輸過程中由于雞球蟲所帶來的風險。此外，額外的處理也是必不可少的，尤其是球蟲仔宿主消化道內具有較高侵害性的內生階段。目前應用最多的主要有2類抗球蟲藥物，即離子載體化合物（載體類）和人工合成藥物（化學性）。一般來說，離子載體抗球蟲藥通過干擾離子跨過細胞膜從而導致寄生蟲（雞球蟲）死亡；而化學性藥物則通過抑制寄生蟲的不同生化途徑從而阻止其復制和生長。為了減少耐藥菌株的出現，交叉和循環的用藥方案已獲得廣泛的使用。然而，我們對于一些替代的，如接種疫苗和飲食處理等方法的需求在不斷增加，這主要是由于政府和消費者對于食用動物抗生素濫用的問題日益關注和重視，強烈要求禁止抗生素在這些動物上的不合理使用。這對我們的養殖生產水平提出更高的要求，而無抗養殖的觀念也越來越多的受到重視。

三、疫苗的使用

除了攝入卵囊的數量以外，雞球蟲病的嚴重程度還取決于機體對病原菌的免疫記憶程度。早在1923年，約翰遜發表的第一篇文章已表明抵抗卵囊的劑量并不決定于日齡，而是更多的依賴于早期接觸寄生蟲。從今天來看，我們仍然利用這方面的知識，即通過接種活（減毒）疫苗來預防疾病。而從飲食的角度來說，可使用不同的策略來對抗雞球蟲病。目前，一些商品化的產品，如香精油和草本提取物對特定的艾美耳球蟲具有很好的抵抗作用；另一些產品則有益于改善雞群的免疫狀態，而益生素和益生菌可改善腸道菌群，從而減少繼發感染的機會（如產氣莢膜梭菌）。額外的抗氧化劑有利于保護受損的腸道組織，以減少由于細胞受損所造成的氧化反應的惡性循環。還有一些產品則可提高腸道的保護和黏膜的愈合作用，如甜菜堿、丁酸鹽或蘇氨酸。

四、壞死性腸炎的損害

雞球蟲病往往會預先或同時出現在暴發壞死性腸炎的家禽中。壞死性腸炎的病原是產氣莢膜梭菌。長久以來，壞死性腸炎一直通過在飼料中添加抗菌促生長劑（AGPs）來控制。傳統的治療性藥物和抗球蟲藥，不僅能對抗艾美耳球蟲，而且對產氣莢膜梭菌也具有很好的作用，這是目前最常用于控制壞死性腸炎的方法。但是，這種方法與現今減少動物生產中抗生素使用的觀念相矛盾。了解壞死性腸炎的病理和易感因素，有助于找到替代的預防措施。壞死性腸炎常發生于孵化后3～4周。壞死性腸炎的病理變化主要局限于小腸，可導致急性臨床或亞臨床癥狀。在一些臨床病例中，往往會在最后一周的飼養期間突然死亡率增加，而且經常沒有任何預兆。這種病例發病很急，從發病到死亡僅1～2 h，死亡率可上升到50％。亞臨床壞死性腸炎感染的肉雞一般不會表現明顯的臨床癥狀，無死亡高峰。消化道黏膜的慢性損傷會導致機體消化不良和營養物質吸收障礙，從而降低增重和增加料肉比。在亞臨床病例的情況下，家禽受感染期間，其采食量會降低35％。在某些情況下，腸道受損可使產氣莢膜梭菌到達膽管和門靜脈。產氣莢膜梭菌可在肝臟中定殖造成膽管肝炎，這種肝臟的病變在最后屠宰時才能被發現。雖然臨床暴發的壞死性腸炎可導致高水平的死亡率，但是亞臨床形式的病例會導致更為嚴重的經濟損失，因為這在肉雞群中往往不容易被發現。壞死性腸炎的真正經濟影響并不是由于感染而死亡多少，而是那些遭受亞臨床感染的家禽。

五、可用的營養成分促使病原菌的增殖

產氣莢膜梭菌通常可在正常健康家禽的腸道菌群中發現。菌株的毒力取決于其本身的特性。根據產生的4種主要毒素，產氣莢膜梭菌的菌株可分為5種不同的類型（A到E）。A型產氣莢膜梭菌與肉雞的壞死性腸炎有關，而這種類型的菌株也存在于健康家禽的消化道中。由于壞死性腸炎是一種多因素的疾病，因此需要多種不同的誘發因素來促使疾病的發展。高水平的（動物）蛋白或難以消化的蛋白源物質會增加壞死性腸炎暴發的風險，因為未消化的蛋白質是一些致病菌，如產氣莢膜梭菌的生長基質。小麥、黑麥、燕麥和大麥則更常與壞死性腸炎相關聯，這主要是由于其含有更高含量的未消化、水溶性、非淀粉多糖；而玉米并沒有。顆粒大小不均勻的飼料要比顆粒均勻的飼料更容易使家禽暴發壞死性腸炎。飼養方式的改變、其他疾病和放養密度增加都會增加雞群的應激和抑制機體的免疫狀態，使其對壞死性腸炎的感染更為敏感。此外，雞球蟲病是一種重要的誘發因素，如由艾美耳球蟲感染所造成的黏膜損傷可為產氣莢膜梭菌的增殖提供有利的環境。由艾美耳球蟲引起的球蟲病和產氣莢膜梭菌引起的壞死性腸炎之間具有很強的協同作用。很有意思的是我們注意到，產氣莢膜梭菌需要優質的蛋白質，因為其生長需要13種必須氨基酸。通過破壞上皮細胞，艾美耳球蟲血漿蛋白滲漏，同時球蟲的感染增加粘液的產生。兩者的作用為產氣莢膜梭菌的生長提供更為有效的營養成分。產氣莢膜梭菌菌株的毒力主要取決于4大因素：產生細菌毒素的能力、細菌膠原溶酶、毒素以及粘附腸壁的能力。

六、NetB：一種新的毒素

長久以來，α毒素被認為是產氣莢膜梭菌引起壞死性腸炎的主要毒力因子。最近，科研人員發現一種新的毒素——NetB毒素。這種毒素似乎與產氣莢膜梭菌在上皮細胞中形成微孔，誘導產生壞死性病變，從而導致細胞死亡有關。高致病性的產氣莢膜梭菌能結合細胞外基質分子，這是多種腸道致病菌的生存策略。健康完整的小腸上皮不會暴露這些細胞外基質分子。由于艾美耳球蟲、NetB毒素和膠原溶酶引起的腸道損傷，產氣莢膜梭菌能更好地結合并定殖于消化道內，從而造成更為嚴重的病變。不使用抗菌促生長劑（AGPs）以及一些預防或治療的處理措施對于壞死性腸炎的控制具有難度。到目前為止，并沒有任何一種單一的措施可以很好的對抗產氣莢膜梭菌引起的壞死性腸炎。完善的衛生管理措施，與疫苗使用和飲食干預相結合的措施，在一定程度上可替代抗生素來維持家禽的生產性能，和控制壞死性腸炎的發病率。低蛋白飼料，或在飼料中使用高度易消化的蛋白源物質結合可降低未消化成分的酶，將可減少產氣莢膜梭菌在腸道內增殖的機會。另外，在飼料中添加可控制雞球蟲病的添加劑（如上文提高的丁酸鹽），也是一種降低壞死性腸炎發病率的有效工具。

七、丁酸鹽的多種效果

由于艾美耳球蟲和產氣莢膜梭菌同時存在時會對機體造成持續的免疫應激，因此上皮層的屏障防御功能顯得尤為重要。丁酸鹽是一種短鏈脂肪酸，可通過纖維發酵在消化道中自然產生。脂肪酸被認為是腸道細胞中最為重要的能量源，對腸細胞的功能具有積極的作用。實驗室和臨床研究結果均證實，單獨使用丁酸鹽或與其他飲食策略相結合均可降低壞死性腸炎的發生率。丁酸鹽對產氣莢膜梭菌表現出直接的抗菌效果，但這似乎并不是主要的因素。丁酸鹽在消化道內的濃度，主要來自發酵或飼料中添加的物質，這都達不到直接抑制產氣莢膜梭菌增殖所需要的水平。丁酸鹽的積極作用可能更多的與家禽腸道功能的改善有關。在小腸中，丁酸鹽促進腸絨毛的發育、改善腸道的形態和功能。而且在消化道中，丁酸鹽是結腸細胞的首選能量來源，是一種重要的脂質合成的前提物質，用于嵌入細胞膜內。通過支持細胞膜的結構，丁酸鹽有助于維護腸道的屏障作用和轉運功能。馬丁等人研究發現，丁酸鹽在腸道的創傷愈合中發揮著重要的作用，這主要歸因于其對緊密連接和腸道完整性具有積極的作用。在低濃度時，丁酸鹽可通過增加黏膜層保護性粘液的釋放和抗菌肽的釋放，從而增強腸道的防御屏障作用。這些肽類物質，也稱為宿主防御肽（HDPs），具有廣泛的抗菌、抗原生動物、抗包膜病毒和抗真菌作用。宿主防御肽（HDPs）可結合微生物膜，引起膜破裂，從而導致病原微生物的死亡。范伊·梅希爾團隊的研究證實了丁酸鹽的另一種抗菌效果，即借以脂肪酸減少病原菌粘附腸道細胞壁的能力。最后，丁酸鹽還可作為一種抗炎劑。緩和家禽的炎癥狀態是一種有效的手段，以克服采食量的下降，從而減少壞死性腸炎（產氣莢膜梭菌）感染期間肌肉組織的損傷。無包被的丁酸鹽可直接在小腸的前半部分吸收，并不會到達消化道的下半部分。適當包被的丁酸鹽對于脂肪酸在整個消化道中有針對性的釋放是必不可少的。通過在體內和體外試驗中檢測一款丁酸鹽的微膠囊產品-Excential Butycoat，結果表明所有的丁酸鹽都能通過胃，并在腸道內逐漸釋放。

八、結論

由于在全球范圍內禁用飼用抗生素的趨勢日益明顯，從而導致產氣莢膜梭菌引起的壞死性腸炎出現復蘇的跡象，造成嚴重的經濟影響。另外，耐藥菌株的出現對公眾健康和壞死性腸炎的長期防控策略來說也是一個重大的問題，因此對于壞死性腸炎的防控必須找到一些可替代傳統藥物的措施。眾多研究已證實，營養物質極大的影響著壞死性腸炎和其他病原（雞球蟲病）感染的機率。總的來說，在飼料中適當的添加微囊丁酸鹽可確保丁酸鹽在整個消化道中靶向性釋放，從而支持腸道細胞，增強腸粘膜的屏障功能。