基于数字病理形态计量分析酿酒酵母对肉鸡脾脏免疫细胞亚群的调控作用及机制研究

本研究通过免疫组化与数字病理技术，系统评估酿酒酵母(SC)对肉鸡脾脏免疫细胞亚群的调控作用。研究发现SC supplementation显著降低CD3+、CD4+ T淋巴细胞密度及CD25+细胞阳性率，证实其通过调节T细胞亚群分布发挥免疫稳态维持功能，为替代抗生素提供重要理论依据。

　　

在畜禽养殖业面临抗生素耐药性危机的背景下，寻找安全有效的抗生素替代品成为行业迫切需求。益生菌作为天然替代方案，通过调节宿主微生物群和免疫系统发挥重要作用。其中酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae, SC)作为一种典型益生菌，在 poultry production 中已应用50余年，但其对肉鸡脾脏免疫细胞亚群的具体调控机制尚不明确。脾脏作为禽类重要的次级淋巴器官，是T淋巴细胞分化、B淋巴细胞活化和抗原处理的关键场所，其中CD3⁺ T细胞作为所有T细胞的共同标志物，CD4⁺辅助T细胞和CD8⁺细胞毒性T细胞分别承担免疫协调和靶细胞清除功能，CD20⁺ B淋巴细胞介导体液免疫，CD25⁺调节性T细胞(Treg)维持免疫耐受，而CD163⁺巨噬细胞则是先天免疫的重要效应细胞。传统免疫组化定量方法受限于主观性强、分析区域有限等技术瓶颈，难以实现精准的形态计量分析。

为系统评估SC对肉鸡脾脏免疫细胞亚群的调控作用，研究人员开展了一项对照实验研究，成果发表于《Probiotics and Antimicrobial Proteins》。该研究采用免疫组化染色与数字病理技术相结合的方法，通过 whole-slide imaging (WSI) 扫描和 QuPath 软件自动分析，首次实现了对脾脏组织CD3⁺、CD4⁺、CD8⁺、CD20⁺、CD25⁺和CD163⁺细胞密度（个/mm²）和阳性率的全面量化。

研究主要采用以下关键技术：1）建立肉鸡对照实验模型（对照组CG n=8，SC补充组PG n=8，SC添加浓度10⁷ CFU·g^-1）；2）脾脏组织石蜡切片免疫组化染色技术；3）MoticEasyScan Infinity 60全玻片扫描仪数字化成像；4）QuPath数字病理软件自动形态计量分析；5）统计学差异分析（t检验和Mann-Whitney U检验）。

Effects of Saccharomyces cerevisiae supplementation on spleen cell density and positivity percentage for CD3⁺, CD4⁺, and CD8⁺

研究发现SC补充显著降低CD3⁺ T细胞密度（CG: 1547±251 vs PG: 662.9±128.2 cells/mm², p<0.0073）和阳性率（CG: 12.02±1.919% vs PG: 4.565±0.9858%, p<0.0038）。CD4⁺ T细胞同样呈现显著降低（密度：CG: 121.7±32.45 vs PG: 26.8±5.108 cells/mm², p<0.0119；阳性率：CG: 0.9928±0.2649% vs PG: 0.1918±0.04299%, p<0.0098）。而CD8⁺ T细胞在两个参数上均无显著变化，表明SC对T细胞亚群的调控具有选择性。

Immunohistochemical detection of CD3⁺, CD4⁺, and CD8⁺ T cells in splenic tissue

免疫组化显微图像直观显示SC补充组中CD3⁺和CD4⁺ T细胞标记显著减少，而CD8⁺ T细胞分布无明显变化，验证了量化分析结果。

Impact of Saccharomyces cerevisiae supplementation on splenic CD20⁺, CD25⁺, and CD163⁺ cell density and positivity percentages

SC补充对B淋巴细胞（CD20⁺）的密度和阳性率均无显著影响。CD25⁺ Treg细胞密度虽无变化，但阳性率显著降低（CG: 0.8730±0.3815% vs PG: 0.2215±0.06981%, p<0.0281）。巨噬细胞（CD163⁺）的两个参数在组间也无统计学差异，表明SC主要影响T细胞相关群体。

Immunohistochemical staining of splenic immune cell populations

CD163⁺巨噬细胞、CD20⁺ B淋巴细胞和CD25⁺ Treg细胞的免疫组化染色显示，SC补充组仅CD25⁺阳性率显著降低，其他细胞群体保持稳定，证实SC对免疫细胞的调控具有高度特异性。

研究结论表明，酿酒酵母补充通过显著降低脾脏CD3⁺和CD4⁺ T细胞密度及CD25⁺阳性率，发挥免疫调节作用。这种调控可能通过β-glucan与模式识别受体（PRRs）如TLR2/TLR4相互作用实现，导致抗原呈递和淋巴细胞增殖减少，促进免疫耐受状态。数字病理技术成功实现了免疫组化表达的精准形态计量分析，为益生菌免疫调控机制研究提供了方法学创新。

该研究的重要意义在于：首次采用数字病理技术量化SC对肉鸡脾脏多免疫细胞亚群的调控效应，证实SC通过选择性调节T细胞亚群而非影响B淋巴细胞或巨噬细胞维持免疫稳态。这一发现为SC作为抗生素替代品在 poultry production 中的应用提供了坚实的免疫学基础，同时建立了数字病理在免疫组化定量分析中的标准化应用流程，为未来益生菌免疫机制研究提供了重要技术参考。研究结果支持SC supplementation 作为可行的免疫调节策略，通过维持免疫平衡状态而非单纯免疫刺激，有效促进动物健康和生产性能。