饲喂结合蛋白BL1.2和BL2.2可维持断奶仔猪肠道健康并缓解ETEC诱发的腹泻

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Journal of Animal Science and Biotechnology 6.3

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  为解决抗生素耐药性和氧化锌禁用背景下断奶仔猪腹泻(PWD)的防控难题,丹麦奥胡斯大学团队开展了一项关于VHH(重链可变域)结合蛋白BL1.2和BL2.2的饲料添加剂研究。通过两项动物实验证明,该技术能有效减少F4+ ETEC定植、维持肠道屏障功能并调节免疫反应,为替代传统抗菌方案提供了新策略。

  

在现代化养猪业中,断奶仔猪腹泻(PWD)如同一个挥之不去的噩梦,每年造成巨大的经济损失。这场"肠道风暴"的主要肇事者——产肠毒素大肠杆菌(ETEC),特别是携带F4菌毛的菌株,通过其表面黏附素和肠毒素破坏仔猪脆弱的肠道环境。传统解决方案依赖抗生素和氧化锌,却面临日益严峻的耐药性和环境污染问题。在这个养殖业转型的十字路口,寻找既能精准打击病原体,又不会扰乱肠道微生态的"智能武器",成为全球科研人员竞相追逐的目标。

丹麦奥胡斯大学联合丹麦技术大学的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表了一项突破性研究。他们开发了两种靶向ETEC致病因子F4菌毛和热不稳定肠毒素(LT)的双价VHH(重链可变域)结合蛋白BL1.2和BL2.2,创新性地将其制成饲料添加剂。这种源自骆驼科动物单域抗体的微型蛋白,具有传统抗体无法比拟的稳定性,能够经受饲料加工的高温考验,直击ETEC的致病要害。

研究团队采用了两项关键实验技术:首先通过SDS-PAGE和ELISA验证了VHH结构在饲料制粒过程中的稳定性;随后开展了两阶段动物实验,使用MUC4基因纯合子仔猪,分别测试了粉状饲料(实验A)和颗粒饲料(实验B)中添加不同剂量VHH的效果,通过qPCR、流式细胞术和蛋白质印迹等多维度评估了ETEC定植、肠道屏障功能和免疫反应等指标。

在实验A中,研究人员发现:
• 剂量效应验证:即使低至50mg/kg的添加量,也能显著降低粪便中F4+ ETEC的排出量(faeG基因拷贝数减少2-3个数量级),且高剂量组(150mg/kg)的腹泻发生率在第一周降低40%。
• 快速清除病原:VHH组仔猪的ETEC排毒期从对照组的11天缩短至7天,显著降低了栏舍内交叉感染风险。

实验B则深入揭示了作用机制:
• 肠道屏障保护:通过Western blot检测发现,VHH组仔猪小肠紧密连接蛋白occludin(OCLN)的表达量比ETEC对照组高35%,维持了接近健康组的肠道屏障完整性。
• 免疫调节作用:流式细胞术显示VHH组粒细胞计数保持稳定,而ETEC对照组则下降30%;急性期蛋白(如触珠蛋白)水平仅为ETEC对照组的40%。
• 精准打击策略:黏膜qPCR证实BL1.2能特异性减少远端小肠ETEC定植(faeG基因水平降低1.2log),而BL2.2则中和了LT毒素对CD8+ T细胞的杀伤作用。

这项研究的创新价值体现在三个维度:首先,首次证实VHH结构能耐受81℃饲料制粒工艺,解决了生物制剂工业化应用的瓶颈;其次,开创了"双靶点"防控策略,同时阻断ETEC黏附(F4菌毛)和毒素(LT)的致病作用;最重要的是,建立了一种可替代抗生素的精准干预模式,在不破坏微生物组的前提下维持肠道健康。

正如通讯作者Nuria Canibe指出:"这项技术代表了我们对抗PWD策略的根本转变——从广谱杀菌转向精准中和。"该研究不仅为养猪业提供了切实可行的解决方案,其技术路线更为其他畜禽细菌性腹泻的防控提供了范式。随着欧盟2022年全面禁用治疗性抗生素的政策实施,这种融合生物技术与饲料工艺的创新方案,或将重新定义可持续畜牧业的发展方向。

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