本刊編輯/張 婕(編譯)
新冠肺炎疫情的全球大流行使全世界敏銳地意識到免疫力的重要性,以及其在維持人類和動物健康方面發揮的重要作用。但是,當我們談論免疫相關問題時,我們真正需要注意的又是什么呢?
“免疫學是一個獨立的學科,有屬于本學科的術語,”Trouw Nutrition 公司的全球豬研究經理Greg Page說,“當我們談論免疫時,實際上是在談論兩個方面,即先天免疫系統和獲得性免疫系統?!?/p>
先天免疫系統是動物和人類最基本的保護系統,包括皮膚、黏膜、唾液和眼淚等物理屏障。在消化道中,它還涉及到一些不太好描述的疾病預防方法,比如消化過程中分泌的消化酶和酸;它也有物理反應,如腸蠕動,這是腸道組織的運動,是食物在整個消化道中的移動方式。而腹瀉是人體排出病原體與毒物的反應。
炎癥反應是另一種公認的免疫機制,它是非特異性先天反應的一個例子。白細胞是免疫系統內的細胞,它們負責監測組織損傷并分泌炎癥介質,向其他細胞發出信號以聚集到感染部位。然后它們會引起一連串反應,從而導致與炎癥相關的腫脹和發紅。當人們過敏時會產生信號分子,如組胺,并會引發局部炎癥反應,它們會吸引其他細胞釋放細胞因子,這些細胞因子是有助于調節其他免疫細胞發育的信號分子(例如腫瘤壞死因子 α、白細胞介素和干擾素等)。
“我們目前實際上只是了解了一些對免疫系統有影響的化合物的淺層機理,”Greg Page 說?!暗侥壳盀橹梗陨嫌懻摰氖窍忍煜到y反應的初始階段,但是當我們談論免疫時,大多數人會想到獲得性免疫系統或適應性免疫,這涉及到抗體產生的過程?!?/p>
獲得性免疫反應包括產生針對抗原的抗體,抗原是病毒或細菌中的蛋白質分子或化合物,白細胞識別其并開始形成產生特定蛋白質(抗體)。這些抗體在適當的水平上有助于防止病原體的進一步損害。
“當我們談論獲得性免疫時,我們談論的其實是疫苗,”Greg Page 說。“豬只在病原微生物存在的環境下,被多次暴露后,才能免受任何特定病原體的侵害。難以抵御病原入侵的一個關鍵原因是,在沒有功能良好的先天免疫系統的情況下,第一次接觸這些疾病時,防御能力有限。只有當先天免疫系統失敗時,獲得性免疫才會變得更加重要。獲得性免疫系統的挑戰在于它具有非常高的特異性,只針對單一病毒或細菌株中的非常特異的蛋白質,此時豬免疫系統可以激發出記憶B細胞和T 細胞,這些細胞可以快速反應,防止疾病發生。”
然而,只有在宿主被多次暴露后,B 細胞和T 細胞才會發生完全應答。如果免疫細胞從未遇到過這種病原微生物,在首次暴露時,無法產生免疫應答。這就是獲得性免疫系統或使用疫苗免疫接種面臨的問題之一,獲得性免疫系統需要時間來建立免疫應答反應。對人來說至少需要4~7 d,對豬來說也需要一定的時間,從動物生產的角度來看,這是對時間的浪費,而在某些情況下,還需要“助推器”來啟動有效的免疫反應。
獲得性免疫反應與仔豬密切相關,如免疫球蛋白,是母豬在哺乳過程中可以通過分娩后的初乳攝入轉移給仔豬的抗體。
“這就是初乳攝入量對新生仔豬如此重要的原因。通過研究,目前已經確定,每頭仔豬需要至少 250 g 初乳作為確保良好生產性能的最低閾值。”Greg Page 繼續說到。
年齡會影響獲得性免疫系統和被動免疫系統的發育。被動免疫可以在一定程度上起到保護作用,但僅限于母豬接觸過的病原體并為仔豬提供抗體和免疫球蛋白。這種好處會隨著時間的推移而消退。
“仔豬得到母豬很好的早期保護,但隨著仔豬的發育,保護水平實際上會逐步下降,母豬提供的被動免疫能力在仔豬出生4~6 周后消失,”Greg Page 解釋說?!矮@得性免疫系統的發育在仔豬大約3~4 周齡后逐步開始。這就是我們所說的仔豬3~8 周齡之間的免疫空白期,此時仔豬的免疫功能脆弱并且極易生病。”
營養可以通過多種途徑在提高豬只自然免疫力方面發揮重要作用。比如使用益生菌可以提高腸道中的有益微生物群落數量,并防止病原菌在消化道中定植。
在營養方面,有機酸、精油和生物活性肽可以通過抗菌特性幫助控制細菌,有些還被證明不僅對腸道菌群結構產生有益影響,還可以激發免疫系統的潛力。
應激是研究人員剛剛開始了解的一個影響仔豬免疫系統發育關鍵因素。作為人類,我們在日常生活中面臨著巨大的壓力/應激,并且在這段時間里我們更容易生病。仔豬也是如此,在經歷斷奶過程時,會引起仔豬應激反應。同時,來自不同窩的新圍欄中伴侶,可能會使仔豬接觸到不同種類的疾病。
豬也會經歷“戰斗或逃跑反應”,這是一種應激反應,可以通過許多不同的生理反應在仔豬身上表現出來,包括心率加快、支氣管擴張(快速呼吸)、糖原分解、脂肪分解、喘氣、運動能力下降等。消化系統會增加腎上腺素和皮質醇的分泌。這些最終會使仔豬采食量下降。因此研究人員正在試圖通過減輕仔豬壓力/應激來增加其采食量,并提高仔豬的生長性能。
病原體載量與特定疾病的風險直接相關,這會影響疾病的易感性,這是間接機會性疾病。豬只對不同病原體的抵抗能力,在其受到高度壓力的時候就會降低。由于豬場在衛生方面的特定問題,生物安全防控措施不到位、交叉污染、飼料受到污染等,這些問題都會對免疫系統產生抑制作用,從而增加仔豬罹患疾病的風險。