《Aquaculture International》:Heat-killed Lactiplantibacillus plantarum as a paraprobiotic feed additive for Atlantic salmon: modulation of host response to a Moritella viscosa challenge
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热灭活植物乳杆菌L-137菌株(HK L-137)已在水产养殖物种中显示出与性能提升和免疫调节相关的生物活性。为量化这一作用,本研究使用已接种疫苗和未接种疫苗的降海前大西洋鲑(Salmo salar),在淡水中饲喂4周,分别投喂对照饲料(CD)或
热灭活植物乳杆菌L-137菌株(HK L-137)已在水产养殖物种中显示出与性能提升和免疫调节相关的生物活性。为量化这一作用,本研究使用已接种疫苗和未接种疫苗的降海前大西洋鲑(Salmo salar),在淡水中饲喂4周,分别投喂对照饲料(CD)或添加HK L-137(LP20,0.02 g kg?1)或MacroGard?(MG,2 g kg?1)的饲料。海水转移后,降海后鲑仅投喂CD,并以Moritella viscosa(M. viscosa)进行浸泡挑战;该菌是主要细菌性皮肤病原,对鱼类健康和福利产生负面影响,并给水产养殖部门造成显著经济损失。主要结果显示,各饲料组间终末体重无差异(淡水或海水阶段结束时均如此)。投喂LP20的接种疫苗鱼存活率为92%,而CD和MG组为80%。此外,与投喂对照饲料的接种疫苗鱼相比,投喂LP20或MG的接种疫苗鱼表现出细菌性疾病进展延迟。此外,血清总免疫球蛋白M(IgM)在饲料、疫苗接种和健康状态之间存在显著交互作用,投喂LP20或MG的接种疫苗患病鱼该生物标志物水平高于投喂对照饲料者。然而,针对M. viscosa的特异性IgM水平在任何单因素或其交互作用中均未显示显著主效应。总体而言,在淡水阶段以副益生菌形式补充HK L-137显示出通过产生天然抗体调节体液免疫应答的潜力。这有助于增强海水转移后宿主对M. viscosa感染的免疫反应性和恢复力,尤其是在接种疫苗鱼中。
近几十年来,功能性水产饲料中的生物活性添加剂被用于调节鱼类性能和健康;副益生菌(paraprobiotics,指灭活或非活性益生菌)亦被提出作为支持鱼类生长和免疫状态的新型饲料添加剂。含副益生菌的功能性饲料被认为可通过调节宿主肠道微生物群改善鱼类福利,增强鱼类应对水产养殖多因素挑战的恢复力。HK L-137在红海鲷、尼罗罗非鱼、条纹鲶、黑海鲷和大头鲶等水产养殖相关物种中已显示与生长性能或免疫应答增强相关。Rocha et al. 先前在鲑科模型中发现,投喂HK L-137 4周的降海前大西洋鲑远端肠道中,与间隙和紧密连接、PPAR和TGF-beta信号通路、氧化磷酸化及内吞作用相关的通路发生转录调节,同时总血浆IgM升高,肠道微生物群未见变化;但该研究使用未接种疫苗的健康鱼。养殖条件下鱼暴露于包括细菌和病毒病原在内的多应激条件,疫苗接种是鲑科水产养殖预防疾病暴发的关键预防措施。尽管已有含
M. viscosa抗原的商业疫苗,该菌仍是挪威海水养殖的重要病原,并常与冬季溃疡持续暴发相关。因此,研究人员提出假设:HK L-137的长期免疫调节作用与疫苗接种联合可增加鱼对
M. viscosa的恢复力;并评估已接种和未接种大西洋鲑在淡水阶段投喂HK L-137 4周、海水转移后接受
M. viscosa浸泡挑战的恢复力。研究结论表明,HK L-137可在不损害生长的前提下调节免疫应答;淡水阶段短期补充HK L-137可使接种疫苗鱼在海水转移后
M. viscosa诱导的疾病进展延迟最多1周,LP20组存活率呈92%高于CD和MG组80%的趋势,LP20组还一致表现伤口严重度和频率降低趋势,并伴随海水阶段体液免疫应答调节。该预防性营养策略可能改善鱼对冬季溃疡病的健壮性并促进动物福利。
关键技术方法:样本队列为AquaGen Atlantic QLT-innOva SHIELD降海前大西洋鲑(初始体重48.3±2.1 g)。研究人员将300尾鱼麻醉后以PIT(被动集成应答器)标记,半数组腹腔注射无菌盐水,半数组注射0.05 mL ALPHA JECT micro 6疫苗;在淡水系统中随机分缸,最后4周投喂CD、LP20(0.02 g kg
?1)或MG(2 g kg
?1);海水转移后仅投喂CD,并以
M. viscosa NVI 88/478 T浸泡挑战(约1×10
7 CFU mL
?1)。每日监测,出现早期疾病征象即按人道终点安乐死并采样;采用伤口评分、Kaplan–Meier生存曲线、序数逻辑回归、间接酶联免疫吸附测定(ELISA)检测总IgM和特异性IgM,并以三因素ART-ANOVA或三因素ANOVA分析。
结果与讨论:原文“结果与讨论”部分未另设独立小标题,按原文叙述概括如下。第一,饲料添加剂与生长性能:通过淡水阶段和海水阶段终末体重及生长参数分析,各饲料组和疫苗接种状态间无显著差异;这与Rocha et al. 先前结果一致,说明LP20未损害鱼体性能。第二,存活率与伤口评分:通过
M. viscosa浸泡挑战和Kaplan–Meier生存曲线分析,疫苗接种鱼总体存活率更高、临床征象出现更晚、伤口严重度更低;未接种鱼中CD和MG存活率相似(64%和62%),LP20为72%;接种鱼中LP20组存活率92%,CD和MG为80%,但调整p=0.16未达统计显著。接种鱼投喂LP20或MG较接种鱼投喂CD疾病征象出现更晚;LP20组伤口评分比值比低于1.0,MG组高于1.5,但终末存活率和伤口评分在饲料组间无显著差异。早期人道终点减少后续分析鱼数,可能降低统计功效;因此无显著差异应谨慎解释为疾病发展延迟和健康改善指标。第三,血清总IgM与特异性IgM:通过三因素设计ELISA分析,总IgM健康状态主效应显著(p=0.037),疫苗接种×健康状态(p<0.001)和饲料×疫苗接种×健康状态(p=0.027)交互显著;接种疫苗患病鱼投喂LP20或MG总IgM高于投喂CD。特异性抗
M. viscosa IgM无任何单因素或交互显著效应。总IgM升高提示宿主驱动自然抗体(NAbs)动员作为抗细菌挑战保护机制,而非针对
M. viscosa的特异性免疫球蛋白产生。LP20和MG含微生物相关分子模式(MAMPs),可通过肠道模式识别受体(PRRs)触发先天免疫通路,协调局部防御、影响系统适应性免疫或诱导长期先天免疫重编程。与Rocha et al. 先前研究比较,健康未接种降海前鲑仅最高0.5 g kg
?1 HK L-137增加总IgM;本研究中较低剂量0.02 g kg
?1联合疫苗促进更强体液反应,可能延迟冬季溃疡进展并增强存活。
讨论部分总结:冬季溃疡在鲑鱼养殖中仅部分受疫苗接种控制;近年
M. viscosa疫苗保护力下降,与未包含在当前商业疫苗中的变异株相关性增加有关;但原始包含于疫苗的变异株仍是冬季溃疡主要病原,故本研究选用其进行浸泡挑战。疫苗接种总体上使鱼存活更高、临床征象更晚、伤口严重度更低,表明对
M. viscosa感染有益。从生产者角度,疾病暴发时冬季溃疡发展延迟为计划屠宰提供时间,减少经济损失。早期人道终点使研究人员不能计算死亡率而只能计算存活率(无晚期临床征象),并减少挑战过程中后续分析鱼数,可能降低检测处理效应的统计功效,尤其对存活和伤口参数;该设计也不能确定鱼是否能克服病原后恢复。未来需替代实验设计(长期暴露于病原和/或更高细菌载量)评估累积死亡率,同时平衡动物福利。LP20与MG在延迟疾病进展方面相当;LP20在存活率和伤口评分趋势上显示潜力。总体讨论支持HK L-137作为副益生菌在淡水阶段启动免疫系统,增强海水转移后对
M. viscosa的恢复力,尤其结合疫苗。
研究结论(译自原文Conclusions):HK L-137可调节大西洋鲑免疫应答而不损害其生长。此外,在淡水阶段短期补充HK L-137可使接种疫苗鱼在海水转移后
M. viscosa诱导的疾病进展延迟最多1周。该延迟与投喂MG饲料鱼观察到的延迟相当。尽管差异未达统计显著,CD和MG组存活率(80%)低于LP20组(92%)。此外,投喂LP20鱼一致表现出伤口严重度和频率降低趋势。这伴随海水阶段体液免疫应答调节,尤其在接种疫苗患病鱼中。总体而言,这些发现提示,在淡水阶段施用时,饲料LP20可作为副益生菌启动大西洋鲑免疫系统。这种预防性营养策略可能改善鱼对冬季溃疡病的健壮性,促进更好动物福利。