益生菌对仔猪免疫功能影响的研究进展

时间：2024-05-31

王瑾

（北京市延庆区动物疫病预防控制中心北京 102100）

1 益生菌概念

益生菌从发现到现在已经有一个世纪。1965 年，Lilly 和Stillwell 首先提出，使用活微生物作为动物饲料添加剂来减少抗生素的应用。1974 年，Parker 首先提出了益生菌一词，即有助于肠道微生物平衡的微生物或物质，可以促进有益菌生长，抑制有害菌的生长。2001 年，世界粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）将益生菌定义为活微生物，“在适当数量的情况下，给宿主带来健康好处”。

2 益生菌种类

益生菌一般包括乳杆菌类（嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等），双歧杆菌类（长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等），芽孢杆菌类（地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌），酵母类真菌（酿酒酵母、石油酵母）及一些酶。目前，研究较多的有芽孢杆菌制剂、乳酸杆菌制剂、真菌制剂、链球菌制剂、光合菌制剂和混合菌制剂。在养猪生产上以复合菌制剂较为常用。

3 益生菌的作用机理

益生菌是良好的免疫激活剂，可以同时促进特异性和非特异性免疫，能够在不引起炎症反应的情况下调节免疫系统行使免疫功能，通过激活巨噬细胞、提高抗炎症细胞因子表达水平、增强自然杀伤细胞和免疫球蛋白活性而产生的。主要由3 条途径刺激动物的免疫系统：作为活细胞在动物胃肠道表面定植与繁殖，增殖到一定数目刺激动物免疫系统；其次，由死细胞释放出来的抗原物质（包括脂多糖、肽聚糖和DNA 等大分子物质）被动物吸收后直接刺激动物免疫系统；另外，益生菌在肠道内定植，抑制致病菌黏附肠黏膜，可有效降低致病菌的数量，维持肠道菌群平衡，从而间接影响免疫系统。

4 益生菌对免疫功能的影响

益生菌能调节动物机体的免疫机能，增强动物机体的非特异性抵抗力和抗应激的能力，降低动物对疾病的易感性。

4.1 对血清生理生化指标的影响

曾秀玲等[1]发现，枯草芽胞杆菌、酵母菌、乳酸菌三者组合的复合益生菌与基础日粮混合可提高早期断奶仔猪体液免疫功能，腹股沟淋巴结指数、胸腺指数、脾脏指数显著提高，中间粒细胞比率、粒细胞比率、中间细胞数量、粒细胞数量、红细胞数量、血红蛋白、红细胞平均体积以及血小板数量低于对照组，淋巴细胞比率高于对照组。

血清白蛋白/球蛋白可反映脾脏免疫功能状况，也是衡量机体免疫水平的一项指标。白蛋白/球蛋白下降，表明机体特异性免疫应答水平提升，抗病力增强。益生菌能显著增加仔猪血清中总蛋白及免疫球蛋白的数量。研究发现乳酸菌能增强巨噬细胞活性，增加动物肠黏膜的免疫反应，促进肠道分泌型免疫球蛋白的分泌，增强消化道和呼吸道黏膜系统产生IgA。董晓丽等[2]报道，日粮中添加地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌复合菌制剂，能降低断奶仔猪粪便中大肠杆菌的数量，可显著提高仔猪血清球蛋白的含量，从而降低白蛋白/球蛋白，一定程度上提高血清IgA 和IgM 含量，增强断奶仔猪免疫力。黄金华[3]等研究表明，添加0.2%复合益生菌制剂显著提高断奶仔猪的血清总蛋白、球蛋白、免疫球蛋白（IgG）的含量，显著降低血清的白蛋白/球蛋白比值。杨久仙等[4]发现，日粮中添加0.1%复合益生菌可显著提高血清白蛋白、IgG 和IgA 水平。杜泓明[5]等研究表明，日粮中添加酵母培养物和乳酸菌培养物可极显著提高断奶仔猪生长性能、免疫功能及血液生化指标。尹兆正等[6]研究表明，日粮中添加谷氨酰胺可提高断奶仔猪血清IgA、IgG 和IgM 水平，提高肠系膜淋巴结细胞的体外增殖率，提高肠系膜淋巴结和空肠黏膜中DNA 含量。Hayakawa 等[7]研究表明，由STa+ETEC 感染引起的断奶后腹泻可能由小肠中的IgA 分泌诱导，通过添加一定量的益生菌制剂可以改善其在肠道上的拓扑异常，降低腹泻率。

4.2 促进肠道细胞因子分泌

益生菌作为一种非特异性免疫调节因子，进入肠道后可提高宿主机体的免疫应答水平，影响机体的免疫反应。

乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌等产生的有机酸及其代谢产物对一些病原菌有抑制作用，并能激活免疫活性细胞，增强机体抵抗力。乳酸杆菌尤其是干酪乳杆菌、植物乳杆菌可刺激吞噬细胞、自然杀伤细胞以及肿瘤细胞的活性、促进免疫细胞分泌细胞因子的方式来提高机体的细胞免疫水平。丁酸梭菌的产物丁酸可以刺激肠道黏膜免疫活性、调节肠道微生态，促进细胞因子的免疫调节作用，提高机体的免疫能力。当肠道受损时益生菌能促进肠上皮细胞和肠道免疫细胞抗炎性细胞因子的分泌，减少促炎性细胞因子的分泌[8]。肠上皮细胞（IEC）可产生免疫调节细胞因子，从而影响局部B 细胞分泌免疫球蛋白。乳杆菌活菌可促进IEC 中IL-6的表达，有助于B 细胞分化为浆细胞，行使免疫调节功能而并不引起炎症反应[9]。

益生菌通过激活巨噬细胞，增强能量代谢水平，提高抗炎症细胞因子表达水平、增强自然杀伤细胞和免疫球蛋白活性，促进巨噬细胞来源的IL-1、IL-6 和TNF-α 的表达，对机体发挥免疫调节作用。胡兴义等[10]灌服干酪乳酸菌类-酿酒酵母菌类-枯草芽孢杆菌组成的复合益生菌制剂，可增加哺乳仔猪IL-6、IL-1β 和TNF-α分泌量及肠道黏膜SIgA 分泌，改善仔猪体液免疫和黏膜免疫功能。杜泓明等[5]发现，日粮中添加益生菌产物能提高断奶仔猪血清IgG、IL-6 和IFN-γ 的含量。刘虎传[11]在仔猪基础日粮中添加活菌1× 109cfu/kg，断奶仔猪第7d 的血清IL-1β 水平，以及第21d 血清IgG、IL-6、TNF-α 水平和回肠黏膜分泌性IgA 含量显著提高。

4.3 对淋巴系统的调节作用

肠黏膜淋巴组织免疫系统（GALT）是机体最大的免疫器官，通过分泌型IgA 提高免疫能力，降低IgE 介导的超敏免疫反应。益生菌对肠黏膜的黏附能力是菌株激活免疫性能的前提，益生素在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织集合上发挥免疫佐剂作用，活化肠黏膜内的相关淋巴组织，使抗体分泌增强，提高免疫识别力，并诱导淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子，通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统，从而增强机体的非特异性和特异性免疫功能等。

益生菌通过提高淋巴细胞活性，增强机体细胞免疫和体液免疫的功能，促进细胞因子分泌，从根本上提高了机体的免疫力。芽孢杆菌能促进肠道相关淋巴组织发育，有助于维持淋巴组织处于高度反应准备状态，同时使免疫器官的发育迅速、成熟快、T 淋巴细胞、B 淋巴细胞数量增多，提高动物的细胞免疫和体液免疫水平[12]。乳酸菌首先对肠道黏膜免疫产生作用，乳酸菌进入机体后，在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织集合上发挥免疫佐剂作用，活化肠黏膜内的相关淋巴组织，使分泌型免疫球蛋白分泌增强，提高免疫识别能力，并诱导T、B 淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子，通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统，从而增强机体的非特异性和特异性免疫功能。

邹晓庭等[13]发现，日粮中添加谷氨酰胺可提高20 日龄断奶仔猪血清IgA、IgG 和IgM 含量，促进断奶仔猪T 淋巴细胞分化，提高肠系膜淋巴结和空肠黏膜中DNA 含量，增强仔猪免疫功能。

刘涛等[14]在日粮中添加1%谷氨酰胺可提高仔猪断奶后短期内血液CD4+数量和CD4+/CD8+值，从而增强仔猪细胞免疫机能。CD8+主要是细胞毒性细胞，代表着整个机体细胞免疫功能状态。吕利军等发现，仔猪日粮中添加乳酸菌微胶囊和菊粉能显著提高断奶仔猪的CD4+/CD8+和单核-巨噬细胞的数量，从而增强了仔猪的免疫力。

4.4 对补体系统的调节作用

补体是一个具有精密调节机制的蛋白质反应系统，是体内重要的免疫效应放大系统。刘婷婷等[15]在日粮中添加1%谷氨酰胺或者500mg/kg 丁酸梭菌，可显著提高断奶仔猪血清C3、C4 水平和溶菌酶活性，提高抗氧化能力，且二者复合添加作用效果更好。而溶菌酶是机体免疫系统的组成部分，可水解细菌细胞壁。C3、C4则是补体系统含量最多，对免疫功能起着重要作用。

4.5 对免疫器官指数的影响

动物机体的器官指数是一种生物学特性指标，其大小在一定程度上决定了其功能的强弱。肝脏是动物体内新陈代谢最旺盛的代谢器官，还担负着一定的免疫功能。脾脏是机体最大的外周免疫器官，是各种免疫细胞产生、分化、成熟、定居以及进行免疫应答的主要场所。

益生菌可刺激胸腺、脾脏和法氏囊等免疫器官的发育，增强巨噬细胞的吞噬活性，活化肠道相关淋巴组织，促进免疫球蛋白的生成，调节机体的免疫功能。王永等[16]发现，在断奶仔猪日粮中添加屎肠球菌对肝脏指数影响不大，显著提高脾脏重量和脾脏指数。辛娜等[17]研究发现，日粮添加0.75%芽孢杆菌，仔猪的胸腺指数比对照组提高了62.30%，脾脏指数提高了12.04%。陈振等[18]在断奶仔猪日粮中添加1.0‰复合益生菌，可提高肝脏指数和脾脏指数，促进免疫器官发育。

4.6 提高机体抗氧化能力

谷氨酰胺是肠黏膜细胞的主要能源物质，并参与体内还原型谷胱甘肽的合成，而动物体内谷胱甘肽和超氧化物歧化酶在清除自由基和抗氧化损伤以及维持细胞的结构方面具有重要的作用。日粮中添加谷氨酰胺，可增加血液和组织中还原型谷胱甘肽、脾脏和肝脏中的超氧化物歧化酶，增强其抗氧化能力，有助于正常的免疫应答的发生。王丽[19]研究表明，仔猪日粮中添加1.2%谷氨酰胺，可显著提高第14 和21d 仔猪血清中GSH 活性，ROS、NO 水平显著降低。