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生物防治腹泻的最新研究进展
  作者:昕大洋集团 北京君美达生物科技有限公司 刘文彬 郭宝林 摘自: 日期:2015-05-19  
生物防治腹泻的最新研究进展
目前饲料中常用抗生素主要用来防治仔猪腹泻和呼吸道疾病,而仔猪腹泻是目前最严重的仔猪疾病之一,也是引起仔猪死亡的重要原因。据调查,仔猪因腹泻死亡占仔猪死亡总数的39.8%。近年来,我国仔猪腹泻十分普遍,据报道30 kg以下的仔猪,全年平均发病率46.5%,死亡率10.3%。 仔猪腹泻导致饲料报酬较低、仔猪成活率下降、生长缓慢、生长发育停滞(所谓的僵猪),甚至死亡,给畜牧业带来重大经济损失。
1、抗生素在腹泻防治上的应用
目前在仔猪腹泻病的防治中主要采用抗生素、激素、化学合成药物,或在饲料中添加这些药物进行治疗和预防腹泻。在中国,由于饲养环境差、养殖密度大、畜禽疫病复杂多样再加上监管不力等多种原因,普遍存在对防治腹泻用抗生素过量使用甚至滥用等问题,这导致抗生素残留等食品安全问题日益严峻,且细菌耐药性的逐渐提高也为养殖业的持续健康发展埋下隐患。其具体危害如下:
1)破坏益生菌保护屏障,导致肠道菌群失衡。在正常情况下,动物机体的消化道等部位有细菌寄生、寄生菌群在相互拮抗下维持着平衡状态,如长期使用广谱抗生素,会造成动物肠道内菌群失调、破坏微生态环境,导致不敏感菌的二重感染、继发感染等。
2)致病菌易感染。抗生素在杀灭病原微生物的同时,对机体内的益生菌也有抑制与杀灭作用,容易导致外来致病菌和条件性致病菌感染。
3)机体自身抗病力被抑制。长期使用抗生素(如庆大霉素、卡那霉素、四环素、链霉素、新霉素),会严重损害细胞免疫和体液免疫细胞的功能,抑制细胞免疫和体液免疫,降低畜禽的免疫力和抗病力。
4)前不拉,后不长;增加饲养成本。在仔猪阶段,饲喂了含有抗生素的饲料,虽降前期低了腹泻的发生率,但抗生素严重损伤小肠绒毛,造成后期中大猪消化吸收障碍,影响后期长速。
5)药物残留,影响食品安全。抗生素在动物体内无法完全降解,而残留在在了动物产品肉、蛋、奶中,含有抗生素的畜产品通过饮食汇集于人体,导致人体的各种慢性毒副作用。
6)产生耐药性。长期使用抗生素,使病原菌产生耐药性,导致药效降低,严重可导致有病无药可用,甚至危害人类健康。
2、抗生素替代品的应用现状及存在的问题
为了畜牧业的健康持续发展,为了子孙后代的健康,慎用或禁用抗生素越来越受到人们的重视。积极开发安全、无毒、无副作用的替代品是当前紧迫、关键的任务。在不懈的努力下,一些可以克服抗生素添加剂弊端,具有防病和促进生长作用的生物制剂不断被开发出来,有代表性的诸如微生物制剂(益生素)、酶制剂、抗菌肽、酸化剂、中草药、植物多糖等。随着科技不断进步,此类生物制剂的生产和应用也逐渐成熟,并得到了市场认可。但常规生物制剂作为抗生素的替代品,如果要达到对腹泻有效地防治,还存在一些问题:
1)不能达到抗生素立竿见影的效果。
目前市场中常用的生物制剂,大多以预防保健为主。长期添加到饲料中通过强化动物的抗病机能、维持动物机体平衡、辅助饲料消化吸收等对动物机体进行慢慢的调理。而在猪只已经发生腹泻时,使用生物制剂达不到抗生素对腹泻立竿见影的治疗效果。而且目前生物制剂企业多、产品乱、质量参差不齐,产品品质不易评价和保证。使用中的效果评价也大多凭感觉,很难做到客观明确。
2)不能达到抗生素防病的目的。
饲料中预防猪只腹泻的抗生素多为平时用来治疗腹泻的常用药,故可以在各种引起腹泻的病原体入侵时起到很好的抵御效果。生物制剂因作用效果慢,在养殖场平稳的状态下,可以起到一定的防病和促生长效果,而在应激和病原体感染的情况下,则基本达不到预防腹泻的目的。
针对以上存在的问题,结合腹泻发生的机理,我们还需不断探寻新型生物活性成份,达到抗生素针对腹泻的作用效果,从而减少抗生素在畜牧养殖中防治腹泻的应用。
引起仔猪腹泻的原因很多,但导致腹泻的机理大致如下:①消化不良,肠道菌群失调,肠内渗透压升高。 ②病原体导致肠道上皮细胞坏死,肠粘膜破坏,小肠绒毛受损脱落,对水分和电解质的吸收能力减弱。③病原体抑制肠道双糖酶活力,使食入的碳水化合物不能被分解和吸收,使肠腔内形成高渗状态,引起液体和电解质排出形成水稀便。
3、生物防治腹泻的最新研究进展
经过不断努力,昕大洋集团从食腐动物消化道内筛选得到一种微生物所分泌的独特功能型蛋白酶,其不但具有极强的促蛋白消化活性,而且明显抑制有害微生物对动物肠道的危害;并定向选育出功能性酵母菌和产细菌素芽孢杆菌,在体内可产生大量丰富的细菌素和短链脂肪酸(SCFAs),并能显著提高巨噬细胞活性和肠道SIgA水平。为了达到对腹泻快速广谱的治疗效果,将这三种生物成份进行有机组合,协同增效,研发出一种新型生物制剂——“三君荟”,实现对腹泻一次见效、两次痊愈的效果。其作用途径如下:
3.1 促进消化,调节渗透压
筛选的特异性蛋白酶比普通蛋白酶的消化效率高,不但可以高效消化蛋白质,还可以消除饲料中的抗营养因子;芽孢杆菌进入动物肠道后,在前肠段芽孢萌发,分泌多种消化酶,协助饲料分解。两种成份综合作用,可以促进营养物质的消化吸收,降低因消化不良引起的腹泻。
试验证明,三君荟中的酵母菌能够增加肠道二糖酶和碱性磷酸酶的表达,促进肠内异麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、α-葡糖苷酶和碱性磷酸酶等刷状缘酶活性显著提高,从而促进营养物质的消化和吸收,而通常此功能在许多急、慢性病中是缺乏的。通过促进对碳水化合物的消化吸收,可以降低肠道内渗透压,减轻腹泻。
3.2 迅速恢复肠道健康
3.2.1 杀灭病原菌:三君荟中经过定向选育的芽孢杆菌和酵母菌等益生菌能够快速消耗肠道中的氧气,恢复肠道的厌氧环境,即通过生物夺氧机制抑制有害菌生长,促进有益菌繁殖,恢复微生态平衡;同时可产生丰富的活性代谢产物,尤其产抗菌肽和防御素的能力得到大大加强,可直接抑制或杀灭病原菌。三君荟中的有益菌能够分泌大量乙酸、乳酸等,增加肠道内短链脂肪酸(SCFAs)的水平。SCFAs能够破坏革兰氏阴性菌病原体如肠出血性大肠杆菌、绿脓杆菌和沙门杆菌等的外层细胞膜从而杀死病原体,SCFAs的穿透能力能够辅助其他抗菌因子更加容易地进入病原体细胞内发挥抗菌作用。同时,酵母菌刺激巨噬细胞活性增强,直接吞噬病原体。
3.2.2 阻止病原菌和肠道黏膜细胞结合:致病性细菌导致腹泻发生,首先要求病原菌通过黏附素黏附于小肠黏膜上皮细胞的表面,它是一种能与含糖分子进行特异性结合的蛋白质,这是引起腹泻发生的前提。三君荟中来自食腐动物胃肠道的特异性蛋白酶除了具有很强的蛋白消化能力,还能通过其蛋白水解活性作用,破坏小肠黏膜上皮细胞上能与致病菌作用的相应受体,打破了细菌黏附素与小肠黏膜上皮细胞受体间的相互作用,这样就使得病原菌不能侵入小肠细胞中,就不会造成对细胞和组织的损害,进而起到防治腹泻的作用。此外,其通过蛋白水解作用使菌毛和细胞壁上的凝集素蛋白结构被破坏,进一步阻止病原菌与肠道细胞的结合。三君荟中的酵母菌细胞壁外层含有丰富的甘露寡糖,可竞争性的凝集有害菌鞭毛,并随之排出体外;芽孢杆菌可以通过与病原微生物竞争性黏附肠道上皮细胞的结合位点来对抗入侵的病原微生物,减少细胞表面的黏附位点从而阻止如肠致病性大肠埃希菌等病原微生物的入侵。
3.2.3 修复肠道粘膜:肠道上皮细胞(IECs)被认为是胃肠道中的免疫“哨兵”,在维持宿主先天和适应性肠道黏膜免疫系统中起着重要的作用,破坏这层细胞屏障会导致机体对微生物菌群的免疫耐受能力下降,产生异常的免疫反应。三君荟中的酵母菌能够激活锌结合金属蛋白酶的活性,显著提高肠道中多胺(精胺、亚精胺)的含量。多胺的存在为DNA复制创造了有利的条件,使得复制叉的移动速度加快,促进肠道细胞的生长、增殖、分裂和分化,从而可促进肠绒毛发育成熟,也可快速修复因各种原因引起的肠绒毛破损,使肠绒毛对水和电解质的吸收能力恢复正常,减轻腹泻。SCFAs还是肠黏膜的重要营养素,对肠道的代谢和功能具有重要作用,SCFAs在肠道内对水和电解质的重吸收起着重要作用,从而可减轻腹泻症状的发生。
3.2.4 清理毒素:三君荟中的酵母菌能够通过以下三种方式减轻致病菌毒素导致的腹泻:1)阻断病原体毒素与其受体结合;2)诱变为致病毒素的受体;3)直接破坏致病毒素。譬如其产生的一种丝氨酸蛋白酶,可以直接消除难辨梭状芽孢杆菌毒素A和B;产生的一种的磷酸酶,可以破坏致病性大肠杆菌的内毒素;还可以产生一种120 ku的蛋白质,降解霍乱毒素。
3.3 提高免疫力
三君荟中的益生菌通过以下方式调节机体免疫反应:1)在肠道屏障的黏液层中,分泌型免疫球蛋白(sIgA)通过与病原微生物的表面抗原结合来保护肠道上皮细胞不受微生物侵袭。“三君荟”酵母细胞壁中的葡聚糖能通过激活补体系统增强动物的局部免疫功能,尤其是刺激肠黏膜合成分泌型免疫球蛋白(sIgA)。sIgA 发挥免疫清除作用,而不引起免疫炎症反应。sIgA通过与微生物抗原结合,阻止其黏附与入侵,在防止肠道感染方面起重要的作用。sIgA还能中和毒素并阻止病毒在肠道上皮细胞中复制,减轻病原体对肠道黏膜的损害。2)提高血清中免疫球蛋白G(IgG)水平;3)抑制核转录因子-κB介导的信号传导通路,发挥抗炎作用。研究表明,其中的益生菌可以抑制致病菌易位,保护肝脏,抑制丝裂原活化蛋白激酶活化,降低炎性细胞因子水平还可显著提高血清中抗炎性细胞因子白细胞介素-10(IL-10)含量;同时刺激巨噬细胞发挥非特异性免疫,建立起机体抵抗疾病感染的第一道防线。
通过上述综合作用机制三君荟可以快速改善腹泻症状,消除应激,使机体的整体抗病力有所提升,有助于恢复机体对病原体的抵抗力。
4、未来前景
经过大量的试验验证,“三君荟”对各种原因引起的腹泻均有良好的防治效果。随着人们对食品安全意识的提高,国家对畜牧业抗生素滥用整治的决心,以及绿色健康高效养殖理念的不断普及,“三君荟”定会为畜牧业的健康良性发展起到极大的推进作用。
 
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