乳酸菌胞外多糖在畜牧業(yè)替抗中的應(yīng)用前景

謝荔朋 閆 露 高俊帥 李兆龍＊

（1.福建九為生物技術(shù)有限公司 福建漳州 363900；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所 福州 350013）

乳酸菌（LAB）是一種能夠發(fā)酵碳水化合物并產(chǎn)生大量乳酸的微生物的總稱(chēng)[1]。 它是一種具有悠久歷史的食品工業(yè)生產(chǎn)菌種，被廣泛用于發(fā)酵產(chǎn)品、肉制品、 醫(yī)療和保健產(chǎn)品中。 特別是在生產(chǎn)發(fā)酵乳制品，如乳酪和酸乳，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)地、口味、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面起著重要作用， 這些功能特性主要是通過(guò)乳酸菌分泌的次級(jí)代謝物胞外多糖來(lái)實(shí)現(xiàn)。

乳酸菌胞外多糖 （EPS） 是一種水溶性長(zhǎng)鏈多糖，由發(fā)酵產(chǎn)生并分泌到胞外，分子量4.0×104～6.0×106u[2]。 它不僅具有獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，可以改善發(fā)酵物的質(zhì)地、口感、流變性、穩(wěn)定性、持水能力和增強(qiáng)腸道表面的非特異性粘附性[3]。 同時(shí)，它也是一種具有生物活性的功能性多糖，具有抗菌、抗突變、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫力、降低膽固醇和調(diào)節(jié)胃腸功能等多種保健作用，且自身無(wú)任何毒副作用[4-5]。 此外，近些年由于畜牧業(yè)中抗生素使用過(guò)量帶來(lái)的危害日趨嚴(yán)重，為了進(jìn)一步減少抗生素危害，提高食品安全，國(guó)家出臺(tái)一系列減抗和替抗的條文和措施， 以促進(jìn)畜牧業(yè)生產(chǎn)中的減抗和替抗。 作為乳酸菌代謝物胞外多糖，它的抗菌和抑菌效果，日益得到重視。 為了更全面了解乳酸菌代謝物胞外多糖在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的作用及應(yīng)用前景， 本文從乳酸菌代謝物胞外多糖結(jié)構(gòu)、生理生化特點(diǎn)、功能以及它在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用作較為完整的回顧， 以期推動(dòng)乳酸菌代謝物胞外多糖在畜牧業(yè)生產(chǎn)中替抗的應(yīng)用。

1 乳酸菌胞外多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.1 根據(jù)分泌特點(diǎn)分類(lèi) 根據(jù)乳酸菌分泌到菌體外特點(diǎn)，可將EPS 分為：分泌到細(xì)胞壁外的黏液多糖（SPS）和形成于粘附細(xì)菌表面的膠囊多糖（CPS 多糖）[4]。根據(jù)其合成部位和合成方式，EPS 可進(jìn)一步分為：均聚糖和雜合多糖，其中均聚糖是由生物合成過(guò)程中的單糖組成，如甘露聚糖、右旋糖、果糖等；而雜合多糖是在細(xì)胞膜上生物合成過(guò)程產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的糖單位， 每個(gè)糖單位包含兩個(gè)或多個(gè)單糖，并且大部分糖單位都有分支[5-7]。 大多數(shù)乳酸菌產(chǎn)生的EPS 以雜合多糖為主。 此外，細(xì)菌外多糖（EPSs） 松散地結(jié)合在細(xì)胞表面或釋放到周?chē)h(huán)境中，其中一些酶和蛋白質(zhì)參與了EPS 的生物合成[8]。離子或非離子EPS 是長(zhǎng)鏈、高分子量水溶性天然聚合物，主要由糖單元組成，如葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、果糖、阿拉伯糖、和一些糖的衍生物，例如N-乙酰半乳糖胺和N-乙酰葡糖胺。 EPSs 在紡織品、粘合劑、美容學(xué)、食品添加劑、廢水處理和藥理學(xué)方面的應(yīng)用有巨大的潛力。 細(xì)菌EPSs 的性質(zhì)主要取決于菌株、培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件。 不同的EPSs通常因單糖組成、電荷、單元之間的聯(lián)系、重復(fù)側(cè)鏈的存在和取代而不同[9]。

1.2 根據(jù)化學(xué)成分和生物合成機(jī)制分類(lèi) 根據(jù)化學(xué)成分和生物合成機(jī)制，LAB 胞外多糖又被分為兩個(gè)不同的類(lèi)別：同多糖（HoPS）和異多糖（HePS）[10]。LAB 的HoPS 是由一種單糖的重復(fù)單位組成，如D-葡萄糖或D-果糖，分子量105～106Da。 由葡聚糖酶和果聚糖酶形成的α-葡聚糖和β-果聚糖， 主要是在細(xì)胞外由單糖（果糖或葡萄糖）合成。 通過(guò)糖基水解酶（GH）的活性，在細(xì)胞外合成單糖（果糖或葡萄糖）供體蔗糖分子。 根據(jù)糖基類(lèi)型、連接種類(lèi)和涉及的碳的位置可將HoPS 分為α-D-葡聚糖[右旋糖（α-1,6）、Mutan （α-1,3）、Ruteran （α-1,4）、alternan（α-1,3、α-1,6）]，β-D-葡聚糖，果聚糖[levan（β-2,6、β-2,1）和菊粉（β-1,2、β-2,6）]，以及多聚半乳糖，由半乳糖的五聚體重復(fù)單元組成。許多不同主干結(jié)構(gòu)、分支程度和連接點(diǎn)變化的HoPS（見(jiàn)圖1）都是由幾種LABs 菌株產(chǎn)生的[11]。

圖1 HoPS 的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.3 根據(jù)來(lái)源及結(jié)構(gòu)分類(lèi) 根據(jù)來(lái)源可將ESP 分為同源細(xì)胞外多糖和異源細(xì)胞外多糖。 同源性胞外多糖分為四種類(lèi)型：α-D-葡聚糖、β-D-葡聚糖、果糖和半乳糖。α-D-葡聚糖的代表包括右旋糖和普魯蘭；β-D-葡聚糖的代表包括可得然膠和硬葡聚糖。這些微生物多糖在糖苷連接、分支類(lèi)型、聚合物鏈長(zhǎng)度和高層結(jié)構(gòu)方面具有顯著差異。 在乳酸菌同源多糖中，右旋糖是比較常見(jiàn)的，右旋糖的主鏈?zhǔn)怯搔?D-Glcp（1→6）和α-D-Glcp（1→3），這種特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)使右旋糖酐具有獨(dú)特的物理特性[12]，它改善了產(chǎn)品的流變性能，增加了產(chǎn)品的黏度和穩(wěn)定性，并在食品和醫(yī)藥等許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。 一般來(lái)說(shuō)， 乳酸菌異源細(xì)胞外多糖骨架是由一個(gè)重復(fù)單元組成的單糖，如D-葡萄糖、D-半乳糖和L-鼠李糖。同源胞外多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中34 種具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)[13]。與同源胞外多糖相比，異源胞外多糖的主鏈結(jié)構(gòu)由細(xì)胞外多糖重復(fù)單元的主鏈及其分支組成，具有多樣性。少數(shù)異源細(xì)胞外多糖的重復(fù)單元含有N-乙酰葡糖胺、N-乙酰半乳糖胺和葡萄糖。

2 乳酸菌胞外多糖的生物學(xué)功能

2.1 抗菌活性 EPS 的抗菌作用取決于它們的組成和結(jié)構(gòu)。 據(jù)報(bào)道，分子量、組成和帶電基團(tuán)與該活性特別相關(guān)。 高分子量的純化EPS 對(duì)革蘭氏陰性菌顯示出更強(qiáng)的抗菌作用， 而革蘭氏陽(yáng)性菌則觀察到相反的趨勢(shì)[14]。 此外，EPS 組合物涉及與病原體的潛在相互作用。 BGSJ2-8 產(chǎn)生的EPS 與野生型菌株的組成不同， 表明野生型EPS 對(duì)于減少大腸桿菌與Caco-2 細(xì)胞的結(jié)合至關(guān)重要[15]。 有研究發(fā)現(xiàn)半乳糖對(duì)大腸桿菌的影響更大， 而葡萄糖醛酸對(duì)金黃色葡萄球菌的影響更大， 對(duì)幽門(mén)螺桿菌有更強(qiáng)的作用。EPS 的取代修飾包括磺化、 磷酸化和乙酰化會(huì)影響它們的抗微生物活性。 EPS 的硫酸化導(dǎo)致有效的抗菌活性，來(lái)自植物乳桿菌ZDY2013 和嗜熱鏈球菌的硫酸化EPS 對(duì)各種革蘭氏陽(yáng)性菌表現(xiàn)出更大的抗菌作用[16]。

之前的體外和體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)，LAB 中各種EPS對(duì)多種病原微生物有明顯的抗菌活性。 其中抗菌作用方式一是間接通過(guò)刺激先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，或通過(guò)促進(jìn)其它有益的共生細(xì)菌或益生菌生物膜的生長(zhǎng)和形成[17-19]。有研究發(fā)現(xiàn)腸系膜乳桿菌NTM048產(chǎn)生的右旋糖酐可刺激黏膜IgA 的分泌， 它刺激輔助T 細(xì)胞（Th1 和Th2）介導(dǎo)的反應(yīng)，以及脾細(xì)胞中總的和抗原特異性IgA 的產(chǎn)生[20]。 而體內(nèi)研究證明，來(lái)自發(fā)酵乳桿菌UCO-979C 的HePS 可通過(guò)調(diào)節(jié)胃先天免疫應(yīng)答[21-22]，增加對(duì)幽門(mén)螺桿菌感染的抵抗力。

LAB-EPS 的抗菌活性也可以通過(guò)體內(nèi)發(fā)揮作用：（1） 有助于LAB 在腸道定植中的益生元效應(yīng)；（2）保護(hù)共生微生物免受宿主中的適應(yīng)性免疫應(yīng)答；（3）增強(qiáng)與病原菌的競(jìng)爭(zhēng)[23]。盡管在實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有更為詳細(xì)相關(guān)機(jī)制報(bào)道，但在小鼠模型中，有研究發(fā)現(xiàn)來(lái)自短雙歧桿菌UCC2003[24]的HEP 和來(lái)自枯草芽孢桿菌HMNig-2[25]的聚合物還可以直接促進(jìn)抗微生物活性：（1）抑制病原微生物的生長(zhǎng)；（2）干擾它們與腸上皮的粘附；（3）通過(guò)預(yù)防或減少病原菌形成生物膜。 如從植物乳桿菌WLPL04 產(chǎn)生的HePS 對(duì)病原菌（包括腸沙門(mén)氏菌血清型、鼠傷寒沙門(mén)氏菌[26]）、銅綠假單胞菌、大腸桿菌O157:H7 和金黃色葡萄球菌生物膜的形成有明顯抑制作用[27]。 植物乳桿菌NA-3 產(chǎn)生的EPS 對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌和蠟狀芽孢桿菌生物膜的破壞作用較為明顯[7]。 它的抗菌作用機(jī)制是LAB 的EPS 參與這些病原體表面形成生物膜的信號(hào)分子調(diào)控， 中斷它們的形成， 從而發(fā)揮抗菌作用[28]。

近幾年，關(guān)于EPS 抑制病原微生物的作用有較多報(bào)道， 有研究發(fā)現(xiàn)從人母乳中分離的產(chǎn)HePS 的鼠李糖乳桿菌， 在體外測(cè)定中顯示出對(duì)致病性大腸桿菌和鼠傷寒沙門(mén)氏菌的強(qiáng)抗菌活性[26]。類(lèi)似地，由L.gasseri[29]和L.kefiranofaciensDN1[30]產(chǎn)生的HEP 已顯示出對(duì)幾種食源性病原體（例如單核細(xì)胞增生李斯特氏菌和腸炎沙門(mén)氏菌）的體外抗菌活性。 此外，在最近的一項(xiàng)研究中，從L.plajomiPW-7（以前稱(chēng)為L(zhǎng)actobacillus plajomi）中提取的HePS 顯示出對(duì)幽門(mén)螺桿菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌活性[31]。關(guān)于EPS 對(duì)致病菌的潛在抑制機(jī)制，主要是通過(guò)破壞膜的完整性和釋放可溶性蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)[32]。 實(shí)際上，通過(guò)電子顯微鏡證實(shí)了來(lái)自L.plajomiPW-7 的EPS 對(duì)一些革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性致病菌細(xì)胞膜的破壞[31]。Salachna 等[32]提出的另一種機(jī)制是EPS 可能促進(jìn)次生代謝產(chǎn)物在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的積累， 對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性病原體產(chǎn)生不利影響[32]。 細(xì)菌EPS 與細(xì)菌或真核細(xì)胞的相互作用結(jié)果表明，EPS 的抗菌作用主要是通過(guò)阻斷外膜的受體或通道而發(fā)生[33-34]。 生物膜是附著在表面的細(xì)胞外基質(zhì)，由核酸、蛋白質(zhì)、多糖和脂質(zhì)的復(fù)合物組成。 包括致病菌在內(nèi)的許多細(xì)菌通過(guò)產(chǎn)生生物膜， 對(duì)細(xì)胞外應(yīng)激條件具有更強(qiáng)的抵抗力。在幾種致病微生物中，環(huán)境壓力可以觸發(fā)生物膜的形成， 從而增加粘附力和對(duì)宿主反應(yīng)的保護(hù)。因此，生物膜在發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用[35]。 鼠傷寒沙門(mén)氏菌對(duì)雞胃腸道和輸卵管的定植主要是由于其粘附和形成生物膜的能力。 在雞上皮細(xì)胞系（Hep-2）中，已經(jīng)表明某些EPS 有助于生物膜的形成[36]。

越來(lái)越多的科學(xué)證據(jù)支持這樣一種觀點(diǎn)， 即從實(shí)驗(yàn)室提取的各種EPS 可以減少或抑制微生物生物膜，因此，它們?cè)谠O(shè)計(jì)新策略以應(yīng)對(duì)細(xì)菌生物膜相關(guān)感染和食品安全問(wèn)題方面具有潛在的應(yīng)用[37]。 研究表明，乳酸桿菌的許多EPS 可以干預(yù)生物膜的形成或分散病原體已經(jīng)形成的生物膜。 嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的EPS 已被證明可抑制多種病原體的生物膜形成，包括腸出血性大腸桿菌和腸炎沙門(mén)氏菌[38]。先前的研究表明， 植物乳桿菌YW32 和嗜酸乳桿菌A4的EPS 對(duì)革蘭氏陰性和革蘭氏陽(yáng)性病原體都具有抗生物膜活性[39-40]。 此外，發(fā)酵乳桿菌LB-69[41]和加氏乳桿菌FR4 的HePS 分別對(duì)蠟狀芽孢桿菌RSKK 863 和單核細(xì)胞增多乳桿菌表現(xiàn)出最高的生物膜抑制作用。據(jù)報(bào)道，乳酸菌產(chǎn)生的葡聚糖已被證明對(duì)白色念珠菌SC5314 具有抗生物膜活性[42]。從牛肉香腸中分離出的檸檬乳桿菌產(chǎn)生的右旋糖酐能夠破壞預(yù)先形成的生物膜，并抑制生物膜生成[43]。

有研究發(fā)現(xiàn)，EPS 可以通過(guò)修飾細(xì)菌外殼，從而阻礙細(xì)菌附著在表面，或者作為信號(hào)分子，調(diào)節(jié)參與生物膜形成的基因表達(dá)[44]。 有研究發(fā)現(xiàn)硫酸化EPS對(duì)多種革蘭氏陽(yáng)性和陰性病原體的抑制作用比不含硫酸鹽的EPS 更強(qiáng)（見(jiàn)圖2）。 造成這種情況的一個(gè)可能原因是介導(dǎo)生物膜形成的信號(hào)中斷或水溶性蛋白質(zhì)的流出途徑對(duì)細(xì)胞膜的損傷[29]。

圖2 胞外多糖的生物學(xué)功能

有研究發(fā)現(xiàn)LAB-EPS 有明顯的抗真菌活性[24]。產(chǎn)生EPS 的鼠李糖乳桿菌可能通過(guò)以下方式參與減少菌絲形成和降低念珠菌粘附：（1）共聚集；（2）免疫調(diào)節(jié)宿主上皮細(xì)胞；（3）競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)[41]。

LAB-EPS 對(duì)宿主病原體的干擾活性可以通過(guò)共聚集和降低病原體對(duì)腸上皮的吸附性能力來(lái)評(píng)估。 德氏乳桿菌亞種的菌株和保加利亞乳桿菌產(chǎn)生的EPS 可與大腸桿菌共聚集， 干擾大腸桿菌的活性[44]。 這種作用模式也已通過(guò)利用腸細(xì)胞系模型得到證實(shí)。 研究發(fā)現(xiàn)EPS 通過(guò)阻礙大腸桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌與上皮細(xì)胞HT29-MTX 的接觸，加強(qiáng)對(duì)宿主黏膜保護(hù)作用[45]。在另一項(xiàng)研究中，發(fā)現(xiàn)副干酪乳桿菌亞種產(chǎn)生的HEP8 參與上皮腸細(xì)胞的粘附并降低大腸桿菌與Caco-2 細(xì)胞的結(jié)合[46]。從人母乳中分離的產(chǎn)生HePS 的植物乳桿菌WLPL04 對(duì)大腸桿菌O157:H7 與人腸上皮細(xì)胞的粘附具有顯著的抑制作用[47]。 純化的HePS-WLPL04 在競(jìng)爭(zhēng)、置換和抑制試驗(yàn)中對(duì)大腸桿菌O157:H7 與HT-29 細(xì)胞的粘附具有相似的抑制作用[33]。有研究發(fā)現(xiàn)，約氏乳桿菌FI9785 產(chǎn)生的HePS 和α-葡聚糖可有效抑制家禽中產(chǎn)氣莢膜梭菌的定殖和持久性， 并減少小腸中大腸桿菌的定殖[48-49]。 通過(guò)疏水性和自聚集，由約氏乳桿菌FI9785 合成的EPS 可競(jìng)爭(zhēng)性地抑制病原體[50]。

此外，EPS 還可以通過(guò)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)對(duì)腸上皮中病原微生物引起的炎癥反應(yīng)發(fā)揮拮抗作用。 豬腸上皮細(xì)胞系已被用于通過(guò)減弱產(chǎn)腸毒素大腸桿菌誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)來(lái)確定產(chǎn)EPS 菌株如德氏乳桿菌TUA4408L 的拮抗作用[51]。

2.2 抗病毒作用 益生菌對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物病毒的抗病毒活性是通過(guò)產(chǎn)生抑制性抗病毒化合物、 刺激免疫系統(tǒng)或與病毒直接相互作用等機(jī)制介導(dǎo)的[52-53]。根據(jù)所提出的機(jī)制， 這些作用可以被認(rèn)為是：（1）局部或直接的，其中EPS 可以通過(guò)與病毒顆粒或宿主細(xì)胞相互作用阻斷病毒吸附來(lái)防止病毒感染[54]；（2）全身或間接的， 因?yàn)檫@些聚合物可以通過(guò)刺激宿主細(xì)胞的先天和適應(yīng)性免疫來(lái)間接阻礙病毒[55]。

有研究表明，LAB 產(chǎn)生的EPS 誘導(dǎo)了系統(tǒng)和黏膜抗病毒反應(yīng)的有益調(diào)節(jié)， 從而有助于降低病毒感染的嚴(yán)重程度。有研究報(bào)道，EPS 通過(guò)免疫調(diào)節(jié)天然和適應(yīng)性反應(yīng)以及干擾病毒顆粒的粘附或繁殖來(lái)促進(jìn)抗病毒活性。 另一方面，一些研究表明EPS 可以直接對(duì)抗各種病毒性病原體[24]，如乳桿菌屬的EPS 26a 阻礙了5 型腺病毒（HAdV-5）的繁殖[42]，來(lái)自植物乳桿菌LRCC5310 的EPS 干擾了輪狀病毒在體外對(duì)細(xì)胞的附著。 此外，用EPS-LRCC5310 對(duì)年輕小鼠進(jìn)行試驗(yàn)， 使腸道和腹瀉期間輪狀病毒復(fù)制減少，從而縮短了小鼠的恢復(fù)時(shí)間[43]。

體內(nèi)口服德氏乳桿菌OLL1073R-1 的HePS 發(fā)酵的酸奶和純化的HePS，導(dǎo)致流感病毒滴度顯著降低，抗流感病毒抗體（IgA、IgG1）顯著增加。 此外，在兩組接受治療的小鼠中，脾細(xì)胞的自然殺傷（NK）活性顯著增加[56]。 在豬腸上皮細(xì)胞（IEC）中，由Toll 樣受體3（TLR3）激活觸發(fā)的先天免疫反應(yīng)受到來(lái)自德氏乳桿菌OLL1073R-1 的HePS 的不同調(diào)節(jié)。 EPS處理誘導(dǎo)豬IEC，通過(guò)用poly（I:C，病毒ds-RNA 的合成類(lèi)似物）激活的TLR3 提高抗病毒活性，顯著增加了IFN-α、IFN-β 以及抗病毒因子黏液瘤病毒抗性A（MxA）和RNase L 基因的表達(dá)。 EPS 治療引起IL-6 和促炎趨化因子表達(dá)減少[57]。 在另一項(xiàng)體外研究中， 德氏乳桿菌TUA4408L 及其HePS 能夠通過(guò)減少病毒復(fù)制和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)來(lái)增強(qiáng)豬IEC 對(duì)輪狀病毒感染的抵抗力。 研究表明，TUA4408L 菌株及其EPS 通過(guò)激活TLR3 差異調(diào)節(jié)抗病毒先天免疫反應(yīng)。 德氏乳桿菌TUA4408L 及其HePS 能夠刺激干擾素調(diào)節(jié)因子（IRF-3）和核因子kB（NF-kB）的信號(hào)通路，通過(guò)增加抗病毒因子干擾素（IFN）-β、MxA 和RNase L 的表達(dá)來(lái)增強(qiáng)免疫反應(yīng)[58]。Mizuno 等[59]也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的結(jié)果，證明嗜熱鏈球菌ST538 的EPS 能夠調(diào)節(jié)由豬IEC 中TLR3 的激活觸發(fā)的先天性抗病毒免疫反應(yīng)。 此外， 通過(guò)與不產(chǎn)生EPS 的突變株進(jìn)行比較， 證實(shí)EPS 在ST538 EPS 株的免疫調(diào)節(jié)作用。

有研究發(fā)現(xiàn)，在鼻內(nèi)感染流感病毒之前，對(duì)具有來(lái)自德氏乳桿菌OLL1073R-1 的中性或酸性EPS的小鼠進(jìn)行口服給藥，酸性EPS 而非中性EPS 的治療延長(zhǎng)了小鼠的生存期[56]。 而完整的EPS 分子對(duì)于在豬IEC 中獲得最高的免疫調(diào)節(jié)、抗病毒活性是必要的[57]。 另一方面，德氏乳桿菌TUA4408L 菌株的APS-EPS 和NPS-EPS 組分都能夠不同程度地激活免疫反應(yīng)，盡管APS 組分參與了抗病毒免疫的調(diào)節(jié)[58]。 來(lái)自TUA4408L 的APS 和來(lái)自O(shè)LL1037R-1 的EPS 分別通過(guò)不同受體TLR4 和TLR2 的識(shí)別發(fā)揮作用，對(duì)先天抗病毒免疫誘導(dǎo)了幾乎相同的作用[58]。

免疫調(diào)節(jié)活性涉及分子水平的相互作用，EPS與酶和信號(hào)的結(jié)合過(guò)程取決于結(jié)構(gòu)的立體特異性。然而，到目前為止，很少有研究將EPS 的單糖組成、官能團(tuán)、 連接模式和微觀結(jié)構(gòu)等因素與其免疫作用聯(lián)系起來(lái)[59-60]。 未來(lái)的體外和體內(nèi)研究將有必要確定結(jié)構(gòu)因素， 并闡明抗病毒免疫反應(yīng)的潛在分子機(jī)制。深入研究生物活性聚合物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)很重要，因?yàn)槌Ｓ玫姆蛛x程序可能會(huì)使產(chǎn)物與其它細(xì)菌成分共同沉淀，如脂蛋白或脂磷壁酸，這可能會(huì)刺激免疫反應(yīng)[9]。此外，有足夠的科學(xué)證據(jù)表明，EPS 聚合物可能是疫苗的候選物；EPS 可以作為抗原載體，也可以作為抗原本身用于抗病毒治療， 以預(yù)防或治療人類(lèi)和動(dòng)物的病毒感染[24]。

3 乳酸菌胞外多糖在畜牧業(yè)中的應(yīng)用前景

在過(guò)去幾十年中， 我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)為了追求經(jīng)濟(jì)效益，使用大量抗生素，導(dǎo)致最近幾年環(huán)境污染、畜禽產(chǎn)品藥物殘留及耐藥菌株出現(xiàn)等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。為了減少畜牧業(yè)生產(chǎn)中抗生素的使用，我國(guó)密集出臺(tái)了減抗、替抗和禁抗的政策，其中在2020 年出臺(tái)了全面禁止抗生素在飼料中使用，又在2021 年和2022 年出臺(tái)了畜牧業(yè)生產(chǎn)中抗生素減量化使用的條文， 推動(dòng)了我國(guó)畜牧業(yè)綠色健康發(fā)展。 政策的出臺(tái)，給畜牧行業(yè)帶來(lái)了陣痛，同時(shí)，由于國(guó)際形勢(shì)引起原料價(jià)格的動(dòng)蕩和居高不下， 給畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)生產(chǎn)效能低、 病死率增加等諸多問(wèn)題。 禁抗和減抗的目標(biāo)就是要找尋替抗物品， 以保證畜牧業(yè)健康生產(chǎn)。因此，開(kāi)發(fā)抗生素替代品作為飼料添加劑以保證畜禽健康生長(zhǎng)成為當(dāng)前迫在眉睫的事。

之前的研究證實(shí)， 在仔豬日糧中添加乳酸菌EPS 能夠明顯下調(diào)仔豬IL-6、IL-8 及TNF-α 的表達(dá)和分泌，顯著增加仔豬防御肽的分泌表達(dá)[61-62]。 有研究發(fā)現(xiàn)EPS 還能增強(qiáng)仔豬腸上皮細(xì)胞防御功能并通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)增強(qiáng)腸道屏障作用。 而乳酸菌可以通過(guò)EPS 與腸上皮細(xì)胞的黏附定殖在腸道中，EPS 還可以促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)，提高其抗逆性及益生潛力，并形成保護(hù)層幫助乳酸菌逃避免疫監(jiān)測(cè)，促進(jìn)腸道內(nèi)乳酸菌的定殖， 同時(shí)還能降低腸道致病菌檸檬酸桿菌的定殖水平[63]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)仔豬飼喂產(chǎn)EPS 的羅氏乳桿菌發(fā)酵的飼糧，可明顯降低斷乳仔豬回腸、 盲腸和結(jié)腸中產(chǎn)腸毒素大腸桿菌的定殖水平，有效緩解因腸道菌群平衡破壞導(dǎo)致的疾病。喂養(yǎng)羅伊氏乳桿菌和用羅伊氏乳桿菌發(fā)酵的小麥谷物， 證實(shí)胞外多糖對(duì)斷乳仔豬大腸絨毛高度和隱窩深度增加明顯[64]。

此外，有研究將EPS 添加到雛雞日糧中，發(fā)現(xiàn)EPS 能夠顯著提高腸道內(nèi)乳酸菌的豐度， 并抑制常見(jiàn)腸道病原體如大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等的增殖[65]。最近有研究發(fā)現(xiàn)家禽飼糧中添加非消化寡糖（NDO）的益生元， 包括市售的低聚果糖 （FOS）、 甘露聚糖（MOS）、半乳糖（GOS）、木低聚糖（XOS）、異寡糖（IMO）、β-葡聚糖和葡聚糖低聚糖（DOS）明顯促進(jìn)肉雞的生長(zhǎng)和增加腸道微生物群多樣性[66]。

4 小 結(jié)

乳酸菌胞外多糖有許多有益的功能，如抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗癌、抗氧化和調(diào)節(jié)腸道的微生態(tài)平衡等，尤其是它的抗病毒和抗菌功能，對(duì)當(dāng)前畜牧業(yè)健康和綠色生產(chǎn)起到重要作用。它不產(chǎn)生耐藥性，無(wú)毒副作用，是減抗和替抗措施的最安全選擇，在當(dāng)前畜牧業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。