《International Journal of Molecular Sciences》：The Role of Postbiotics in Poultry Health and Performance: A Review on Existing Knowledge and Further Research Needs
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在畜牧生产中广泛使用抗生素生长促进剂(antibiotic growth promoters, AGPs)已导致病原菌中抗菌素耐药性(antimicrobial resistance, AMR)的出现。此外，剂量不当和休药期不足会导致肉制品中抗生素残留，对人类
在畜牧生产中广泛使用抗生素生长促进剂(antibiotic growth promoters, AGPs)已导致病原菌中抗菌素耐药性(antimicrobial resistance, AMR)的出现。此外，剂量不当和休药期不足会导致肉制品中抗生素残留，对人类健康构成重大风险。因此，对家禽和牲畜使用AGP的监管禁令增加了家禽对先前受控制的传染病的易感性，凸显了对有效且安全替代品的需求。后生元(postbiotics)被定义为对宿主具有健康益处的无生命微生物和/或其成分的制剂，已成为有前景的AGP替代品之一。一些后生元制剂具有免疫调节、抗氧化、抗菌和抗炎作用，可调节肠道菌群，减少肠道病原体负荷，从而改善生长性能、健康状况和抵抗热应激的能力，进而支持其在可持续家禽生产中的作用。本综述总结了目前关于后生元对家禽健康和生产性能的影响及其作用机制的理解，明确区分了在家禽中证实的经验性发现与从哺乳动物或体外（in vitro）模型外推的结果。最后，本综述概述了后生元生化加工和标准化方面的知识空白，以及将其用作AGP替代品的未来研究重点。
1. 引言
全球人口增长推动了对膳食蛋白的需求，家禽肉是优质动物蛋白的重要来源。然而，家禽产业面临传染病流行、肠道病原暴发、人畜共患病传播、抗菌素耐药性(AMR)以及环境应激导致的氧化失衡等挑战。历史上，抗生素生长促进剂(AGPs)被广泛用于家禽生产以预防疾病和促进生长，但长期使用导致了临床上重要病原菌的耐药性传播，且剂量不当和休药期不足造成肉中抗生素残留。因此，多国实施监管禁令，这增加了家禽对先前受控疾病的易感性，凸显了安全有效替代品的必要性。后生元作为灭活微生物和/或其成分的制剂，具有稳定、安全等优势，成为有前景的AGP替代品。然而，后生元的生产标准化、安全性评价和成本控制仍存在挑战。
2. 方法论
本综述为叙述性综述，检索了PubMed和Google Scholar中2000至2025年的文献，使用了“postbiotic”、“paraprobiotic”、“heat-killed postbiotics”等检索词组合。纳入标准包括在家禽中进行的、符合国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)后生元定义的研究，排除会议摘要、非英语文献、仅体外研究及重复报告。最终纳入32篇文献，其中8篇为单独后生元干预，1篇为后生元与益生菌等组合，11篇为复杂发酵产品或商业混合物，12篇不符合ISAPP定义。由于缺乏机构订阅，未直接检索Scopus、Web of Science等数据库，通过引文筛查部分弥补了覆盖不足。
3. 后生元的定义与类型
根据ISAPP 2021年共识，后生元被定义为“对宿主具有健康益处的无生命微生物和/或其成分的制剂”。纯化的代谢产物若不含细胞生物量或结构成分，一般不视为后生元。历史上曾出现细菌裂解物、副益生元、幽灵益生菌、无细胞上清等多种术语，但并非所有都符合ISAPP定义。后生元可来源于细菌和真菌/酵母。
3.1 细菌来源
细菌源后生元主要来源于乳酸菌(LAB)，包括植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌、瑞士乳杆菌、约氏乳杆菌、罗伊氏黏液乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、发酵黏液乳杆菌等，以及双歧杆菌属。芽孢杆菌属的某些具有益生特性的菌株也用于后生元生产。植物乳杆菌是研究最广泛的生产菌株，其来源后生元在肉鸡和蛋鸡中均有研究，显示对生长性能、肉品质和抗氧化状态有改善作用。
3.2 酵母/真菌来源
酵母源后生元主要来自酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。酿酒酵母发酵产物(SCFP)含有有机酸、肽、核苷酸、多酚和细胞壁成分。SCFP补充可减少球虫感染时的肠道病变，改善免疫功能和饲料转化率(FCR)，提高肉产量和蛋产量，并可能降低肠炎沙门氏菌的定植。
4. 后生元的组成
后生元成分分为细胞组分和微生物代谢产物/副产物。细胞组分包括磷壁酸(TA)、脂磷壁酸(LTA)、表面蛋白、肽聚糖、胞外多糖(EPS)、细胞壁片段和胞内多糖。代谢产物包括蛋白质（p75、p40）、酶（蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶）、短链脂肪酸(SCFAs)（乙酸、丙酸、丁酸）、维生素、脂质、γ-氨基丁酸(GABA)、乳酸、3-苯基乳酸和细菌素。若仅纯化代谢产物而无细胞生物量，则不符合ISAPP定义。后生元成分可局部作用于肠道上皮，也可被吸收后影响肝脏和骨骼肌等远端器官。例如，后生元可通过GLP-1依赖性机制调节肉鸡肝脏脂肪生成，SCFA/原卟啉IX代谢物可调节鸡骨骼肌纤维大小和葡萄糖代谢。而胰腺和脑轴效应在家禽中仍属推测。
5. 作用方式
后生元在家禽中通过多种机制发挥作用，主要包括五个方面。
5.1 肠道屏障功能和肠道微生物组调节
后生元可增强肠道屏障完整性，上调紧密连接和黏蛋白基因表达，如occludin、claudin-1、zonula occludens-1(ZO-1)和MUC2。空肠弯曲杆菌、肠炎沙门氏菌和产气荚膜梭菌等病原体通过毒素破坏紧密连接，而脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等霉菌毒素会下调黏蛋白和紧密连接蛋白。后生元可减轻这些损害。机制上，后生元细胞壁成分如脂磷壁酸和肽聚糖可被禽类Toll样受体2/4等模式识别受体识别。然而，并非所有研究均观察到屏障功能改善，效果不一致。
5.2 免疫系统调节
后生元通过微生物相关分子模式(MAMPs)与模式识别受体(PRRs)相互作用，调节局部和全身免疫应答。补充后生元可降低促炎细胞因子表达，增加抗体滴度和循环白细胞数，增强分泌型IgA反应，并刺激巨噬细胞和异嗜细胞的吞噬活性。细菌分泌蛋白p75和p40可激活肠上皮细胞表皮生长因子受体(EGFR)通路，增强黏膜防御和抗炎信号，但此机制主要在人类细胞模型中证实。
5.3 全身代谢控制
后生元可影响营养利用、脂质代谢和能量平衡。SCFA诱导GLP-1分泌，将肠道微生物组与鸡肝脏脂肪生成联系起来。后生元补充与降低血浆和蛋黄胆固醇、增加有益脂肪酸含量相关。然而，次级胆汁酸通过FXR和TGR5受体调节代谢的机制尚未在家禽中直接证实，仍属类比推断。
5.4 肠-脑轴
在哺乳动物中，SCFA可刺激肠嗜铬细胞释放血清素，影响肠道运动、食欲和应激行为。后生元补充可降低热应激肉鸡的循环皮质酮和异嗜细胞/淋巴细胞比率，提示存在应激缓解作用。但SCFA诱导血清素释放及GABA调节肠-脑轴的具体神经信号通路在禽类中尚未直接表征。
6. 后生元在家禽中的功能影响
6.1 生长性能与饲料效率
多项研究表明，后生元补充可提高体重、降低FCR，改善热应激下的生长性能和肠道形态。植物乳杆菌来源的后生元可上调生长激素受体/IGF-1基因表达。但某些研究未观察到最终体重的显著差异，说明效果具有终点特异性。
6.2 肠道健康与病原体抗性
后生元可改变肠道菌群组成、限制病原体定植并维持屏障完整性。例如，植物乳杆菌后生元可增加微生物多样性并降低沙门氏菌感染率。但部分研究报告变形菌门丰度增加，或TLR4/MyD88/NF-κB信号抑制仅在空肠显著，结果并不一致。
6.3 免疫调节与疾病抗性
后生元补充与免疫器官发育、肠道形态改善和微生物组成优化相关。微生物来源的溶菌酶制剂可增强吞噬细胞活性和细胞因子反应。但某些免疫参数在不同日龄处理组间无显著差异。
6.4 应激缓解
后生元可降低热应激下循环皮质酮和异嗜细胞/淋巴细胞比率，并改善应激条件下的饲料转化率。但体重、群体均匀度和血浆热休克蛋白70浓度未受显著影响，表明其作用可能优先针对糖皮质激素和细胞免疫指标。
6.5 氧化应激与抗氧化活性
后生元通过直接清除自由基和增强宿主抗氧化酶系统（如谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和超氧化物歧化酶(SOD)）来发挥抗氧化作用。然而，不同研究中SOD和GPx活性的变化并不一致，可能是菌株和产品依赖性效应。
6.6 产品品质与营养价值
后生元可降低血浆和蛋黄胆固醇水平，增强抗氧化能力并减少脂质氧化，从而改善蛋品质和延长肉品保质期。一些研究发现后生元补充可提高肉嫩度和保水性。但并非所有酵母产品均有效，某些产品甚至导致蛋壳重量和厚度降低。
7. 后生元在家禽中的给药途径
7.1 通过饲料给药
饲料添加是最常见的途径，通常通过喷洒方式混入。研究报道了生长性能改善、肠道健康提升、免疫调节、病原体控制和蛋品质改善等效果。在热应激条件下，植物乳杆菌后生元可改善肉鸡生长、胴体产量和免疫状态。枯草芽孢杆菌后生元以0.015%添加时剂量依赖性地改善生长、免疫和胫骨健康并降低死亡率。
7.2 通过饮水给药
饮水给药在采食减少条件下（如疾病、热应激）可能更有优势，可实现均匀快速分布。研究发现，饮水给予后生元可改善肠道形态（绒毛高度和VH:CD）、上调紧密连接基因表达并减少炎症反应。后生元与植物源化合物联用也可改善生长性能和免疫应答。
7.3 通过胚内给药
胚内(in ovo)给药是新颖策略，将后生元直接递送至胚胎。一项研究将后生元在胚内注射并联合孵化后饮水补充，在亚临床坏死性肠炎攻毒下提高了平均日增重，并降低空肠和回肠病变评分，上调营养转运蛋白基因SGLT1、GLUT2和EAAT3。但证据仍限于单一研究，需进一步优化剂量、时机和安全性。
7.4 收获后和食品安全应用
后生元制剂也可用于收获后食品保鲜。后生元清洗处理可减少鸡蛋内外的沙门氏菌污染并保持蛋品质。来源于乳酸片球菌、植物乳杆菌和清酒乳杆菌的后生元可将鸡胸肉保质期延长8–9天，同时使沙门氏菌和李斯特菌计数降低0.9–1.8 log
10 CFU/g。
8. 后生元在“同一健康”视角中的作用
后生元可作为减少家禽生产中抗生素依赖的策略，从而缓解抗菌素耐药性并降低残留风险。膳食补充酿酒酵母发酵产物与商业鸡群盲肠沙门氏菌流行率和垫料载量降低相关。后生元相关代谢产物在体外肉鸡盲肠培养模型中减少弯曲杆菌定植。但抑制产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)细菌的证据较有限，且病原体抑制可能依赖微生物组介导的竞争性排斥而非直接抗菌作用。
9. 挑战与未来方向
尽管ISAPP已给出共识定义，但后生元仍缺乏统一的产品表征、生产标准和监管类别。监管机构通常按饲料添加剂、技术添加剂或兽药分类，导致逐案评估。主要技术挑战包括建立最低活性代谢物浓度、菌株安全性、无抗生素抗性基因和可重复性。尚缺乏正式的成本效益分析。未来研究应优先关注：(i)后生元制剂的化学和物理表征；(ii)批次间一致性测试；(iii)验证灭活方法；(iv)家禽剂量反应研究；(v)长期安全性和残留评估；(vi)多场地商业试验；(vii)与疫苗和并用药物相互作用；(viii)宿主年龄、遗传和基线菌群对疗效的影响。此外，将后生元与精准农业技术结合，以及开发循环经济应用（如残余微生物生物量再利用）仍是探索方向。
10. 结论
特定后生元制剂显示出作为家禽抗生素生长促进剂替代品的潜力，可改善生长性能、肠道健康和免疫功能。然而，效果具有产品和菌株特异性，当前证据不足以支持其作为通用AGP替代品。关键挑战包括研究结果不一致、复杂产品使用普遍、缺乏商业现场验证以及标准化和监管框架不完善。未来需开展具有明确对照组的系统体内试验，建立标准化生产与表征方案，并全面评估不同生产体系中的经济可行性。
