RISCO–NUTRIFOUR益生菌作为生长促进剂对肉鸡性能和肠道屏障基因表达的影响

《Poultry Science》：Efficacy of RISCO–NUTRIFOUR probiotic as a growth promoter on broiler performance and intestinal barrier gene expression

益生菌RISCO-NUTRIFOUR在肉鸡中显著提升生长性能和肠道屏障功能，0.1%剂量使体重增益提高6.75%，饲料转化率改善6.0%，同时增强Claudin-1（144%）、IgA（12%）和MUC-2（14%）基因表达，证实其通过免疫调节和肠道健康改善促生长效果，且不影响代谢指标。

　　
### 研究背景与意义
随着全球对动物源性食品中抗生素残留的严格限制，以及消费者对耐药性问题的关注，开发天然替代品成为家禽养殖的重要研究方向。益生菌作为替代抗生素的生长促进剂，因其通过调节肠道菌群、增强免疫功能和改善肠道屏障功能而备受关注。然而，现有研究在益生菌的效果上存在不一致性，这可能与菌株种类、组合方式及剂量相关。例如，部分研究显示单一菌株（如枯草芽孢杆菌或酿酒酵母）对家禽生长性能有显著提升，而另一些研究则指出其效果有限。因此，评估多菌株益生菌的协同效应及其在不同应用阶段的差异化作用，对推动实际生产中的精准应用具有重要意义。

### 实验设计与方法
本研究以1日龄罗斯308肉鸡为对象，采用完全随机设计，将288只鸡分为6个处理组，每组8个重复（6只/笼）。益生菌补充方案分为两个阶段：
1. ** starter phase（1-14天）**：通过饮水添加RISCO-NUTRIFOUR（RNFS）多菌株益生菌，剂量分别为0.4%、0.2%和0.1%。此阶段选择饮水途径，因雏鸡消化系统尚未发育完全，通过饮水可确保微生物的稳定摄入。
2. ** grower-finisher phase（15-42天）**：改为饲料添加，维持不同剂量水平的持续作用。同时，设置阳性对照（0.1%枯草芽孢杆菌或0.1%酿酒酵母）和阴性对照组（无益生菌）。

研究指标涵盖：
- **生长性能**：计算日增重（BWG）和料肉比（FCR）；
- **肠道屏障与免疫**：通过基因表达分析评估分泌型免疫球蛋白A（IgA）、紧密连接蛋白Claudin-1和黏蛋白MUC-2的调控作用；
- **代谢健康**：检测血清生化指标（如肝酶、肾功能、血脂等）；
- **淋巴器官发育**：评估法氏囊、胸腺和脾脏的绝对及相对重量。

### 主要研究结果
1. **生长性能提升**
RNFS在0.2%和0.1%剂量下表现出显著优势。与阴性对照组相比：
- **0.1% RNFS组**：42天日增重（BWG）提高6.75%，料肉比（FCR）降低6.0%，表明其能有效促进增重并提高饲料效率。
- **0.4% RNFS组**：虽然初期（28天）体重略有提升，但后期（42天）效果趋于平缓，可能与高剂量导致的菌群竞争抑制有关。

2. **肠道屏障与免疫基因表达**
- **Claudin-1**：在0.1% RNFS组中表达量提升144%，显著高于其他处理组，表明该菌株组合能有效增强肠道紧密连接蛋白的合成，减少肠道通透性。
- **IgA和MUC-2**：基因表达量分别提升12%和14%，但幅度较Claudin-1更低，可能与这些指标本身的基础表达水平较高或调控机制不同有关。
- **阳性对照**：单独补充枯草芽孢杆菌或酿酒酵母虽能部分改善生长性能，但对Claudin-1的调控效果弱于多菌株组合。

3. **代谢健康与安全性**
- 所有益生菌处理组均未显著影响肝酶（ALT、AST）、肾功能（肌酐、尿素）及血脂指标，表明RNFS的安全性良好。
- 0.1% RNFS组血清球蛋白浓度显著升高（较阴性组高29.5%），可能反映其免疫调节作用，但未达到与阳性对照组（枯草芽孢杆菌）的统计学差异。

4. **淋巴器官发育**
各处理组间法氏囊、胸腺和脾脏的绝对及相对重量无显著差异，提示益生菌对免疫器官的发育影响有限，可能更多作用于肠道局部免疫。

### 讨论与机制分析
1. **多菌株协同效应**
RNFS包含枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌属（哈巴尼根氏菌、巴氏氏菌）、红假单胞菌属及酿酒酵母和念珠菌属。其中：
- **枯草芽孢杆菌**：通过产消化酶（如蛋白酶、淀粉酶）改善饲料利用率，并分泌抗菌肽抑制病原菌；
- **乳酸杆菌属**：降低肠道pH、增强黏液层厚度，并促进短链脂肪酸（SCFAs）合成；
- **红假单胞菌属**：合成维生素和类胡萝卜素，可能通过代谢产物调节免疫应答。
多菌株组合通过互补功能实现协同作用，而单一菌株（如仅用枯草芽孢杆菌或酿酒酵母）在效果上存在局限性。

2. **剂量依赖性效应**
- **0.4% RNFS**：初期表现出较高生长促进效果，但后期效果减弱，可能与高剂量下菌株间的竞争抑制有关。
- **0.1% RNFS**：平衡了菌群稳定性与功能活性，可能是其效果最佳的原因。
- **阳性对照对比**：酿酒酵母通过β-葡聚糖增强免疫，而枯草芽孢杆菌通过产酶改善营养吸收，但两者均未在Claudin-1表达上达到多菌株组合的效果，说明协同作用的重要性。

3. **肠道屏障的优先调控**
RNFS对Claudin-1的显著提升（144%）表明其通过强化紧密连接蛋白直接影响肠道物理屏障。这与乳酸杆菌属和红假单胞菌属的代谢产物（如丁酸、抗氧化物质）促进肠上皮细胞稳态的机制一致。相比之下，IgA和MUC-2的轻微提升可能源于局部免疫微环境的间接调节。

4. **安全性验证**
血清生化指标（如ALT、肌酐）未出现异常波动，说明RNFS未对肝脏和肾脏功能造成负面影响。此外，球蛋白浓度的升高可能反映了肠道免疫相关基因激活后的系统性效应，但未表现出毒性阈值。

### 局限性与未来方向
1. **样本数量与统计分析**
基因表达分析采用组织 pooled（4个生物学重复），可能低估个体差异。后续研究需增加独立样本量以验证结果稳定性。
2. **代谢组学深度**
GC-MS检测到48种活性成分，但未明确其与基因表达调控的直接关联。未来可通过代谢组-转录组关联分析揭示关键活性物质。
3. **长期效应与肠道菌群动态**
当前研究周期为42天，需延长至120天以评估益生菌对肠道菌群结构的长期影响及环境适用性。

### 结论
RISCO-NUTRIFOUR（RNFS）作为多菌株益生菌制剂，在0.1%剂量下表现出最优的促生长效果（BWG提升6.75%）和肠道屏障强化能力（Claudin-1表达提升144%），同时确保代谢健康无副作用。其协同机制可能源于：
- 枯草芽孢杆菌的产酶功能提升营养吸收；
- 乳酸杆菌属的定植增强黏液层厚度；
- 红假单胞菌属的代谢产物改善肠道微环境。
该研究为多菌株益生菌的开发提供了理论支持，但需进一步优化剂量、评估长期安全性及明确关键活性成分，以推动其在规模化养殖中的实际应用。