使用功能性饲料添加剂在替代抗生素方面的潜力
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使用功能性饲料添加剂在替代抗生素方面的潜力

来源:山东富恒生物科技有限公司 发布时间:2018-08-11 15:08:00 关注度:320

在过去几年中,支持肠道健康的饲料添加剂得到了全球动物生产者的特别关注。特别是在过去十年中,在许多地区,通过限制抗生素使用的监管野心,无论是作为抗菌生长促进剂(AGP)还是作为兽药,都进一步关注了这种兴趣。如果我们想要了解这些添加剂降低抗菌药物使用的潜力,应该注意肠道健康促进饲料添加剂和抗生素之间的相同点和不同点。

微生物,例如细菌,真菌和寄生虫,可以产生对抗微生物物质的抗性,例如抗生素,抗真菌剂和驱虫剂。结果,这些抗微生物物质在限制抗性微生物的生长方面变得无效。抗菌药物耐药性(AMR)的发生并不是一个新现象; 事实上,这是一个自然选择过程,已经持续了数十亿年。然而,近年来,已经分离出已经针对广泛的医学上重要的药物开发AMR的微生物。因此,这些“超级细菌”成为人类医疗保健的一个日益严重的威胁。

抗菌素和饲料添加剂

滥用和过度使用抗菌药物正在加速这一过程。虽然人们认识到抗生素的人类使用是人类病原体中AMR的最大贡献者,但现在认为在集约化生产的农场动物中过度使用也会在这一全球性问题中发挥相当大的作用。出于这个原因,世界各地的政府管理部门和食用动物生产组织正在研究在动物生产中减少抗菌药物使用的可能性,无论是作为兽药还是作为抗菌生长促进剂(AGP)。

在此背景下,特别关注旨在最大限度地减少向食用动物施用抗生素的几种策略,例如更加注重兽医支持,生物安全措施,生产管理和营养干预,例如使用功能性饲料添加剂。实际上,某些饲料添加剂可以对动物的肠道健康产生有益的影响,并且可以减轻由肠道病原体引起的损害,从而减少了常规使用用于治疗肠道感染的兽药的需要。此外,肠道健康一般会刺激动物的表现,因此加强消化道的添加剂可以作为替代AGP的策略的一部分。

肠道保健添加剂和抗生素:相似之处和不同之处

然而,为了正确评估肠道健康促进添加剂作为抗生素替代品的潜力,应该指出两组活性分子的特征是非常不同的,这对它们的正确应用有影响。通常情况下,当动物生产者第一次面临减少AGP补充剂的需要或希望时,他们正在寻找方法去除饲料中的抗生素,只是为了用其他活性成分替代它们,他们希望这些成分具有相同的效果。影响。同样,一些希望尽量减少兽医干预措施的生产者可能会尝试使用饲料添加剂来治疗即将发生的疾病,期望它们的作用方式与药物相似。然而,这些方法,

为了说明这一点,在图1中,列出了AGP和肠道健康促进饲料添加剂的一些作用模式。可以说两类化合物具有相同的目标:改善肠道健康和功能,从而提高动物的表现。通过直接影响肠道微生物群,并且可能具有抗炎特性,假设AGP这样做。另一方面,添加剂可以具有不同的工作机制; 通常,其中一些与AGP重叠,而另一些则与众不同。例如,一些包衣的丁酸盐产品将对肠道微生物物种产生直接或间接的影响(见下文),但通常不像抗生素那样直接杀死它们或抑制它们的生长。丁酸还具有很强的抗炎作用,同时它还有可能触发几种生理途径,当它通过涂层后输送到整个肠道时,摄入后可逐渐释放丁酸盐(ADIMIX®Precision,精确输送涂层丁酸盐,PDCB)。肠道内输送的丁酸盐可引发信号通路,这些通路不会(或更少)被抗生素激活:例如,它可以强化消化道的上皮衬里,它可以增加消化液的分泌,并可能被其他器官使用例如肝脏,作为能量来源和代谢和解毒过程的调节剂。精密输送涂层丁酸盐,PDCB)。肠道内输送的丁酸盐可引发信号通路,这些通路不会(或更少)被抗生素激活:例如,它可以强化消化道的上皮衬里,它可以增加消化液的分泌,并可能被其他器官使用例如肝脏,作为能量来源和代谢和解毒过程的调节剂。精密输送涂层丁酸盐,PDCB)。肠道内输送的丁酸盐可引发信号通路,这些通路不会(或更少)被抗生素激活:例如,它可以强化消化道的上皮衬里,它可以增加消化液的分泌,并可能被其他器官使用例如肝脏,作为能量来源和代谢和解毒过程的调节剂。

艺术1图1

AGP和PDCB具有部分相似和部分不同的基本作用模式,这意味着PDCB可用于减少对AGP的依赖:两种产品可以相互组合使用,或者,当AGP的使用是禁止或需要限制,PDCB将需要填补这个空白,例如通过减轻病原性肠道细菌的影响,尽管通过不同的途径。

下面,给出了一些例子,说明研究PDCB的不同应用如何能够阐明该产品如何用于在使用较少抗生素的生产环境中支持动物健康和生产。

减轻坏死性肠炎的影响

坏死性肠炎(NE)是家禽中的重要肠道疾病,由某些产气荚膜梭菌菌株的过度生长引起,其引起肠组织损伤。在其急性临床形式中,该疾病的特征在于鸡群死亡率的突然增加,以及通常但不总是限于小肠的严重病变。在亚临床形式中,没有观察到峰值死亡率,但肠道损伤将导致营养物质消化和吸收减少,从而对性能参数如生长速率和饲料转化率产生负面影响。特别是自禁止抗生素生长促进剂(AGPs)以来,这种亚临床形式的发病率增加估计会对动物福利和家禽生产的盈利能力产生重大影响。

在肉鸡坏死性肠炎模型中,以2×2因子设计将4只肉鸡分配到4个治疗组:鸟类补充PDCB或不补充PDCB,并在IBD后立即口服感染NE相关的产气荚膜梭菌菌株 - 接种(第14天),或者没有受到挑战。35天后,产气荚膜梭菌感染的鸡只明显轻于对照组,而它们的FCR在数值上更高[ 1 ]。在受挑战的群体中,PDCB喂养的鸡的表现优于对照组,其动物技术特征与未受攻击的鸟类相当。重要的是,同样在未受攻击的鸟类中,用PDCB补充饲料导致最终重量的显着增加和FCR的降低。

有趣的是,用PDCB补充受攻击的鸟类对肠道产气荚膜梭菌的计数影响有限然而,PDCB处理的禽类具有较低的坏死病变评分(图2)。这些结果符合PDCB对梭菌不具有直接抑菌作用的假设,但它可以预防或修复肠上皮损伤,从而限制营养损失和炎症,从而限制有利于梭菌肠道过度生长的条件。在以后的生命阶段。

艺术1图2

限制沙门氏菌弯曲杆菌的后肠定植

同样,PDCB可以限制生殖动物肠道弯曲杆菌沙门氏菌的定植[ 2 ]。这种效应很可能不是丁酸盐对消化道中沙门氏菌的直接抑菌作用的结果相反,记录丁酸盐下调沙门氏菌中对上皮细胞侵袭和定植很重要的基因[ 3]。为了在体内产生任何显着效果,丁酸盐因此需要在沙门氏菌的动物后肠中递送驻留。由于丁酸盐是一种易于在消化道的第一部分吸收的小分子,这意味着PDCB的胃旁路和肠道递送特征对于在动物体内发挥任何抗沙门氏菌作用是至关重要的[ 2 ]。

同样,丁酸盐已被证明可以保护肠道细胞免受弯曲杆菌入侵和体外转运[ 4 ]。最近,开展了一项广泛的体内研究,其中肉鸡口腔感染空肠弯曲杆菌,并喂食24种饲料添加剂中的一种,包括(单酸甘油酯)短链和中链脂肪酸和植物源性物质(图3) [ 56]。引人注目的是,基于其体外抗菌性能(短/中链脂肪酸和精油成分的单酸甘油酯)预测最有效的化合物不是在体内试验中表现优于其他化合物的化合物。 。事实上,在所有采样时刻,只有两种处理与平均盲肠弯曲杆菌计数显着降低有关:PDCB,包括在3 kg / T,并且在测试的7种单酸甘油酯处理中仅有一种,包括在8 kg / T。这些结果表明,在评估有效饲料添加剂用于生产计划时,其中抗生素的使用被最小化,因此必须超越直接抗菌效果。

艺术1图3

同样,应该清楚的是,肠道健康饲料添加剂不能用作在最终生产阶段应用的抗生素药物,以便在屠宰动物之前消灭人畜共患病原体。这通过实验证明,其中更详细地评估了PDCB对盲肠弯曲杆菌定植的影响在生长阶段将几乎或3kg / T的PDCB加入到用空肠弯曲杆菌感染的几种肉鸡饲料中(图4)。当PDCB被添加到所有饲料中时,或者从那时开始,那些口服感染的鸟类,盲肠弯曲杆菌与对照处理的鸡相比,负荷显着降低。然而,仅在起始饲料和/或整理饲料中包含PDCB对盲肠弯曲杆菌计数的影响较小这些结果表明PDCB除了对动物性能的影响外,还可以在减少人畜共患病原体的程序中发挥作用,但它不是在生产结束时应用的“快速修复”,发挥特定的抗菌作用。 。

艺术1图4

结论

总之,无论是作为药物还是AGP使用抗生素,最有可能对肠道细菌产生特定和直接的影响。这种方法的缺点是细菌可以增强对某些药物的抵抗力,危害未来用抗生素治疗人类和动物。另一方面,功能性饲料添加剂如PDCB不能治愈急性细菌挑战,但是尽可能好地准备动物的胃肠道以克服某些疾病在晚期阶段的负面后果。由于饲料添加剂对细菌的许多影响是间接的,或调节其毒力途径,而不是具有特定的抑菌作用,因此不太可能发生对这些成分产生抗性的可能性。因此,

这些例子还表明,添加剂永远不能通过“快速修复”作为抗生素的替代品,而没有仔细考虑如何在生产环境中实施这些产品的应用,承认减少对抗生素的依赖需要多方面的管理方法。


参考

  1. Awaad,M.,et al。,封装在棕榈脂肪中的丁酸钠对实验诱导的坏死性肠炎的影响和肉鸡肠道常驻产气荚膜梭菌的计数。IOSR杂志农业和兽医学,2014年7(1):第 40-44。
  2. Van Immerseel,F.,et al。,在饲料中补充涂覆的丁酸减少了家禽中沙门氏菌的定植和脱落。家禽科学,2005年84(12):第 1851-6。
  3. Gantois,I.,et al。,Butyrate特别下调沙门氏菌致病性岛1基因表达。应用与环境微生物学,2006年72(1):第 946-9。
  4. Van Deun,K。等人,Butyrate保护Caco-2细胞免受空肠弯曲杆菌入侵和易位。英国营养学杂志,2008年.100(3):p。480-4。
  5. 。Gracia的,MI,等人,在整个饲养期针对弯曲杆菌属饲料添加剂在活肉仔鸡的功效:B部分家禽科学,2015年95(4):第 886-92。
  6. Guyard-Nicodeme,M.,et al。,在整个饲养期间饲料添加剂对活体肉鸡中弯曲杆菌的功效。家禽科学,2015年95(2):P。298-305。

作者:

蒂姆Goossens

Tim Goossens在根特大学学习生物技术,随后在安特卫普大学分子生物技术实验室担任研究员。随后,他搬到了KU Leuven,在那里他获得了博士学位。在生物医学科学。他加入Nutriad担任研发工程师,后来担任业务开发经理。他专注于饲料添加剂的技术和商业开发,支持生产动物的肠道健康和动物性能。

丹尼尔拉米雷斯

DanielRamírez在墨西哥UAM和UNAM大学获得兽医学和动物生产学位,并在葡萄牙波尔图商学院获得MBA学位。他在研究项目方面拥有多年的兽医专家经验,并在饲料行业担任高级商业经理。2016年,他加入Nutriad与Tim Goossens合作,共同支持Digestive Performance组合。

发表于Nutriad网站15/06/18。