两种遗传品系种鸡代谢与应激生物标志物的年龄相关变化及其参考区间

《Poultry Science》：Age-related changes in the metabolism and stress biomarkers of breeder hens

　　

研究人员旨在评估两种不同遗传品系的种鸡（祖代鸡）（一个雌性品系，n=290；一个雄性品系，n=290）在血液或羽毛中不同代谢和应激生物标志物的参考区间、相互关系及整个生命周期的变化。血清代谢生物标志物包括总蛋白、白蛋白、尿酸、总胆固醇、高密度和低密度脂蛋白（HDL-c和LDL-c）、甘油三酯、葡萄糖和非酯化脂肪酸（NEFA）。应激生物标志物包括羽毛皮质酮和血液中的异嗜性粒细胞与淋巴细胞（H:L）比值。年龄显著影响所有生物标志物，特别是与衰老相关的脂质和蛋白质显著且进行性增加，而葡萄糖和非酯化脂肪酸（NEFA）的波动更为明显。羽毛皮质酮也随时间进行性增加，而H:L比值未检测到显著的年龄相关差异。除NEFA和H:L比值外，大多数生物标志物在产蛋前期和产蛋后期之间存在显著差异，反映了与产蛋开始和维持相关的代谢需求增加。相关性分析揭示了代谢与应激生物标志物之间的显著关联，提示代谢状态与应激反应之间存在相互作用。总体而言，这些发现增进了对种鸡代谢和应激生理年龄相关变化的理解，并提供了可能支持健康监测、营养充足性、福利评估以及开发更可持续家禽生产系统的参考值。

# 论文解读

## 一、研究背景与目的

种鸡（breeder hen）作为商业禽群的遗传材料和子代的来源，支撑着整个家禽生产金字塔。其生产性能在高强度集约化生产周期中持续面临挑战，卵泡发育、排卵和蛋形成需要大量能量和营养物质供应，而产蛋开始（20–26周龄）和生产高峰（26–33周龄）高度依赖充足的管理、营养和健康福利状况。随着周龄增长，产蛋量和质量出现渐进性下降，48周龄后进入产蛋末期，生理性衰老可被营养和环境调整所缓和。因此，机体组成、代谢状态和健康/福利状况对维持长期产蛋至关重要。然而，与肉鸡品系相比，关于种鸡代谢和应激生物标志物的文献信息很少，目前尚缺乏覆盖整个生命周期的生化指标或主要应激/疾病生物标志物的统一参考值。建立特定生理阶段和应激生物标志物的参考区间，有助于早期识别健康偏差、评估营养适宜性和福利状态，并支撑可持续家禽生产的发展。

## 二、研究内容与主要技术方法

研究人员在西班牙帕伦西亚省Due?as的Cobb Espa?ola SA商业农场进行试验，共纳入580只Cobb祖代种鸡，包括一个雌性品系（female line, FL；n=290）和一个雄性品系（male line, ML；n=290），两品系均独立饲养于环境控制鸡舍，且管理条件相似。在1、4、8、12、16、20、26、31、48和60周龄等关键时间点，每品系每次采集20–30只鸡的血液和翅膀初级飞羽。血清样本用于检测代谢生物标志物，包括总蛋白、白蛋白、尿酸、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）、甘油三酯、葡萄糖和非酯化脂肪酸（NEFA）；羽毛样本经甲醇提取后用ELISA试剂盒定量皮质酮（corticosterone）；EDTA抗凝血液制备血涂片，染色后计数异嗜性粒细胞和淋巴细胞并计算二者比值（H:L）。统计方法采用Kruskal-Wallis检验评估年龄效应，Dunn-Bonferroni检验进行组间两两比较，年龄校正的Spearman偏相关分析代谢与应激标志物间的关联，并采用Mann-Whitney U检验比较遗传品系差异。

## 三、主要研究结果

### 1. 年龄相关的代谢和应激生物标志物变化

研究表明，所有代谢相关参数均受年龄显著影响（p<0.01）。蛋白质代谢标志物（总蛋白、白蛋白和尿酸）浓度随采样时间显著增加，但尿酸在31周龄后下降。脂质代谢标志物呈现不同模式：总胆固醇和LDL-c在1周龄时处于较高水平，8周龄后骤降，之后从8周龄至31周龄稳步上升，随后再次下降；HDL-c在20周龄前保持较高浓度，26–48周龄期间显著下降；甘油三酯在20周龄前维持在基线水平，26–60周龄期间急剧升高。应激生物标志物中，羽毛皮质酮从4周龄的最低值持续上升至48周龄的最高值（p<0.05），而H:L比值在不同年龄间无显著差异。

### 2. 产蛋前后代谢和应激生物标志物的差异

除NEFA水平和H:L比值外，所有分析参数在产蛋开始后均出现显著变化（p<0.01）。产蛋后期（post-laying）的总蛋白、白蛋白、尿酸、总胆固醇、LDL-c、甘油三酯和皮质酮水平显著高于产蛋前（pre-laying），而HDL-c和葡萄糖浓度则显著下降。这些变化反映了产蛋启动和维持所带来的代谢需求增加。

### 3. 各年龄阶段的参考区间

针对不同生命阶段（早期育成、育成期、产蛋早期和产蛋晚期）建立了各参数的参考区间（reference interval, RI）和90%置信区间。总蛋白和白蛋白在早期育成期RI下限最低，随后逐步上移，在产蛋晚期达到最高；尿酸的RI在育成期相对较低，产蛋阶段区间更宽。总胆固醇和LDL-c的RI在育成期较低，但产蛋开始后上限显著升高；HDL-c的RI在育成期较高，产蛋期上下限均明显降低；甘油三酯的RI上极限在产蛋期极为显著升高，反映个体间高变异性。葡萄糖在早期育成期浓度最高，随后略有下降，产蛋期RI收窄；NEFA在整个周期中变化相对稳定，仅产蛋晚期上限略高。皮质酮的RI在早期育成期最低，产蛋期显著上升，至产蛋晚期达到最高；H:L比值的RI则在整个生产阶段保持相对稳定。

### 4. 代谢参数与应激生物标志物之间的相关性

年龄校正的Spearman相关分析显示，蛋白质标志物（尿酸、白蛋白和总蛋白）与除HDL-c之外的所有脂质参数（总胆固醇、LDL-c和甘油三酯）呈正相关（p<0.05）。总胆固醇与HDL-c、LDL-c和甘油三酯显著相关。HDL-c与葡萄糖和NEFA呈正相关，与LDL-c和尿酸呈负相关。NEFA与所有蛋白质标志物呈负相关。应激标志物方面，皮质酮与总胆固醇和LDL-c呈负相关，而H:L比值与葡萄糖和NEFA浓度呈正相关。这些结果提示代谢状态与应激反应之间存在交互关系。

### 5. 遗传品系的影响

比较两种遗传品系（ML与FL）发现，除尿酸外，所有代谢和应激生物标志物均无显著差异。FL品系的尿酸浓度显著高于ML品系（Bonferroni校正后p<0.01），这可能与FL品系更高的产蛋代谢活性有关。

## 四、总结讨论与结论

讨论部分指出，葡萄糖和NEFA缺乏清晰的年龄相关模式，表明其动态变化更多取决于各生产阶段的短期能量需求；产蛋开始后葡萄糖下降而NEFA升高的趋势符合产蛋能耗增加和脂肪动员的需要，但平衡膳食下NEFA未出现显著变化。脂质和蛋白质的年龄相关变化与卵黄生成、雌激素调控及肝代谢重塑密切相关。羽毛皮质酮随年龄增长而积累，与羽毛生长期间累积性应激暴露及高产生产的代谢需求一致；H:L比值保持稳定说明群体处于低至最佳应激状态。代谢标志物与应激标志物之间的相关性支持应激状态与代谢调控存在相互影响。遗传品系间差异极小，提示所得参考区间可适用于类似条件下的ML和FL品系。

本研究的结论可翻译为：总之，本研究提供了针对每个年龄和生产阶段的参考值，全面描述了代谢和应激生物标志物随时间的变化，填补了多为单时间点或有限年龄区间研究的重要空白。年龄特异性参考区间的建立为生理评估和福利监测提供了有价值的工具，能够更准确地检测潜在失衡。总体而言，本研究深化了对Cobb种鸡应激和代谢相关生理机制的理解，并将为结合其他福利评估工具改善动物福利和促进可持续家禽生产系统奠定生理学基础。