为在感染高致病性禽流感的场所工作的人员共同制定公共卫生建议

《Public Health》：Co-producing public health advice for people working on premises infected with highly pathogenic avian influenza

β-曼纳米酶补充对火鸡生长性能无显著影响，但高剂量组（1200 TMU/kg）可降低热休克蛋白（HSP60/70/90）及炎症因子（IL-6/TNFα/CRP）表达，同时改善肠道屏障（CLDN1/JAM3），减少氧化应激。

　　本研究探讨了β-甘露聚糖酶（Natupulse? TS）对食用全植物性饲料的火鸡公雏在生长性能、细胞应激和免疫反应方面的影响。实验中使用了1,920只火鸡公雏，这些火鸡从0天到35天龄期间被随机分配到四个不同的饲料处理组中，分别代表0、400、800和1200 TMU（热稳定甘露聚糖酶单位）的β-甘露聚糖酶添加量。研究结果显示，尽管β-甘露聚糖酶的添加并未显著影响火鸡的生长性能指标，如体重增重（BWG）和饲料转化率（FCR），但它在改善肠道生理状态、降低肠道炎症反应和氧化应激水平方面表现出积极效果。

### 研究背景

大豆粕（SBM）是家禽饲料中的主要蛋白质来源之一，因其高蛋白含量和优良的氨基酸组成而受到广泛使用。然而，SBM中也含有多种抗营养因子，这些因子可能对家禽的生长和健康产生负面影响。其中，β-甘露聚糖是一种非淀粉多糖（NSP），存在于SBM的外壳和纤维部分。β-甘露聚糖由甘露糖单元构成，这些单元在生物体内具有重要的免疫反应、细胞粘附和信号传导功能。由于其结构与病原微生物的某些成分相似，β-甘露聚糖可以作为病原相关分子模式（PAMPs），可能引发局部或全身性的免疫反应。此外，高NSP含量的饲料会导致肠道黏度增加，干扰饲料通过和营养吸收，进而影响生长性能和饲料转化率。这种黏度增加还可能引起肠道微生态失衡，促进病原菌如产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）的增殖，增加肠道疾病和炎症的风险。火鸡由于其较高的蛋白质需求和对SBM的依赖，这些挑战更为显著。β-甘露聚糖的免疫特性可能会加剧这些挑战，将资源从生长转移到免疫反应，最终降低饲料效率。家禽缺乏降解NSP的内源性酶，因此更容易受到这些因子的负面影响。特别是在幼年火鸡中，由于肠道结构尚未完全发育，酶活性较低，这种影响更为明显。因此，探索能够缓解这些负面影响的营养策略对于提高火鸡的生产性能至关重要。

### 研究方法

本研究使用了1,920只1日龄的火鸡公雏，这些雏鸡来自Hendrix Genetics商业孵化场，并被运送到Ozark Avian Research设施进行实验。雏鸡到达后被称重、标记并根据体重随机分配到四个处理组中。每个处理组包括12个重复的地面饲养栏，每个栏内有40只火鸡。所有饲养栏大小相同，并配备两个喂食器和两个饮水器。雏鸡被放置在含有新垫料和等量旧垫料的栏中，以保持环境的稳定性。温度和光照计划遵循育雏的推荐标准，雏鸡每天被监测以确保其舒适度。整个实验持续35天，所有雏鸡在整个实验期间均被饲喂相同的饲料，且饲料中添加了1000 FTU/kg的植酸酶（Natuphos E）。在混合饲料前，对SBM进行了分析，以确定β-甘露聚糖的浓度，并通过气液色谱法（基于糖成分的醛糖乙酸酯）进行测定。饲料被制成颗粒，温度为85°C，条件时间为30至40秒。β-甘露聚糖酶的活性通过BASF SE提供的FEN/0005/01方法进行测定。TMU的定义为每千克饲料中酶活性能产生相当于1微摩尔甘露糖的还原糖。

### 样本采集与分析

在实验开始后的第21天和第35天，记录个体体重和每栏的饲料消耗量，以计算体重增重和饲料转化率。在整个实验过程中，每天记录死亡率。在第21天，从每个处理组中随机选取3只火鸡进行组织采样。这些火鸡通过二氧化碳窒息法进行人道安乐死，随后采集回肠组织样本。组织样本用PBS-1X清洗后，置于无菌1.5mL管中，迅速冷冻在液氮中，保存于-80°C以备进一步的分子分析。在第21天，测量回肠段的全长，并计算其相对于体重的比例。分子分析采用Trizol试剂提取总RNA，并按照制造商的建议进行操作。RNA的浓度、质量和完整性通过Synergy HT多模式微板读数器进行测定。RNA通过qScript cDNA超混合试剂进行逆转录，并使用Power SYBRGreen Master Mix进行定量实时PCR（qPCR）分析。采用2^-ΔΔCt方法进行目标基因的相对表达分析，以T1组作为校准对照。实验中使用的基因引物均为特异性设计并合成，以适用于火鸡。数据以均值±标准误（SEM）形式呈现，并使用Dunnett’s多重比较检验进行组间比较。

### 研究结果

实验结果表明，β-甘露聚糖酶的添加在35天的实验期内对火鸡的生长性能参数产生了数值上的影响，但未达到统计学意义上的显著性。在第0至21天期间，所有处理组的饲料摄入量均低于对照组（T1），但仅在T2组中表现出饲料转化率的改善。在第0至35天期间，T3和T4组的饲料转化率分别比对照组提高了2%和5%。然而，总体的体重增重和饲料转化率均未达到显著水平。在第21天，观察到T4组的回肠长度相对减少（P=0.072），这可能表明β-甘露聚糖酶的添加对肠道生理和形态产生了一定的调节作用。回肠长度的缩短通常与提高饲料效率有关，因为这可以减少维持能量的消耗。

在分子水平上，β-甘露聚糖酶的添加显著降低了回肠中热休克蛋白（HSP60、HSP70、HSP90AB1和HSP90B1）的mRNA表达。这些热休克蛋白是细胞应激反应中的保守伴侣蛋白，参与先天和适应性免疫反应。HSP的表达减少表明回肠中的局部应激水平降低，免疫状态改善，以及上皮细胞的完整性和稳态增强。此外，T4组的促炎性细胞因子（IL-6和TNFα）和急性期蛋白CRP的表达也显著降低，这进一步支持了回肠炎症水平的下降。CRP是一种主要在肝脏中产生的炎症标志物，但在肠道组织中也有少量产生。其表达的降低表明炎症反应的活跃程度较低。IL-6通常作为促炎性细胞因子，参与肠道炎症，但同时也参与肠道上皮细胞的修复和再生。其表达的减少可能意味着肠道损伤减少。TNFα的表达在实验条件下也有所下降，这可能与其在维持肠道稳态和屏障完整性中的双重作用有关，既可能促进细胞存活，也可能导致细胞死亡。由于IL-10是抗炎性细胞因子，其表达的减少可能与促炎性因子的减少有关，而非炎症的增强，这表明β-甘露聚糖酶可能通过减少炎症刺激来降低对IL-10的依赖。

此外，β-甘露聚糖酶的添加显著降低了回肠中CLDN1和JAM3的表达，这表明肠道上皮细胞的存活率提高，肠道屏障功能增强。CLDN1的上调通常会减少杯状细胞数量，增加黏膜炎症的易感性。因此，其表达的降低可能有助于减少炎症。JAM3在细胞迁移和免疫细胞浸润中起关键作用，其表达的减少可能意味着肠道炎症水平的降低。这种减少可能与β-甘露聚糖酶降低PAMPs的水平有关，同时可能增加丁酸的可利用性，从而改善肠道屏障功能。尽管本研究未直接测量氧化应激的终点（如ROS、MDA或抗氧化酶活性），但SOD1、CAT和GPX1的mRNA表达未发生变化，这表明抗氧化防御系统未受到显著影响，维持了正常的细胞功能和肠道上皮细胞的完整性。

### 讨论

本研究的结果支持了之前关于β-甘露聚糖酶对生长性能改善的报告。例如，Kiarie等人（2021）发现β-甘露聚糖酶对生长性能的影响可能受到饲料中抗营养因子浓度的影响。Odetallah等人（2002）在添加β-甘露聚糖酶的饲料中观察到体重和饲料效率分别提高了2.5%和4%。Jackson等人（2006, 2008）也发现β-甘露聚糖酶在玉米-大豆粕饲料中提高了生长和饲料效率，特别是在添加玉米酒糟蛋白饲料（DDGS）的情况下。然而，文献中报道的性能结果的变异性与本研究的结果不同，这可能反映了酶补充、饲料成分和鸟类生理之间的复杂相互作用。此外，我们观察到β-甘露聚糖酶处理组的回肠长度在第21天有所减少，这可能表明酶补充对肠道形态和生理产生了调节作用。回肠长度的缩短通常与提高饲料效率有关，因为这可以减少维持能量的消耗。

β-甘露聚糖酶的高剂量（T4）处理组显著降低了HSPs的表达，这表明回肠中的局部应激水平降低，免疫状态改善，以及上皮细胞的完整性和稳态增强。这些结果支持了β-甘露聚糖酶在降低炎症和改善肠道屏障功能方面的潜在作用。虽然本研究未直接测量氧化应激的终点，但SOD1、CAT和GPX1的mRNA表达未发生变化，这表明抗氧化防御系统未受到显著影响，维持了正常的细胞功能和肠道上皮细胞的完整性。此外，β-甘露聚糖酶的添加显著降低了CLDN1和JAM3的表达，这表明肠道上皮细胞的存活率提高，肠道屏障功能增强。这些变化可能与β-甘露聚糖酶降低PAMPs的水平和增加丁酸的可利用性有关。

### 结论

尽管β-甘露聚糖酶的添加对火鸡的生长性能没有显著影响，但其在改善肠道生理状态、降低肠道炎症反应和氧化应激水平方面表现出积极作用。这些结果表明，β-甘露聚糖酶可能通过调节肠道屏障功能和免疫反应来提高火鸡的健康和生产性能。进一步的研究应包括对紧密连接蛋白、间隙连接蛋白、粘附连接、桥粒和支架及调节蛋白在基因和蛋白水平上的分析，以更好地理解β-甘露聚糖酶的作用机制。此外，未来的研究还可以探讨不同剂量β-甘露聚糖酶对肠道微生物群落和免疫功能的长期影响，以全面评估其在火鸡饲养中的应用潜力。