任淑静 译自Gut Health，2018，№10：65～66

张配配 校 罗静如 制图

随着抗生素耐药性细菌的出现和限制在动物生产中使用抗生素的迫切要求，动物肠道的健康在畜牧业生产中变得越来越重要。动物的肠黏膜集多种功能于一体：营养物质的消化和吸收；由于肠道存在保护性黏液层以及可封闭细胞旁间隙的紧密连接蛋白，肠黏膜还可以作为抵御微生物和毒素的物理屏障。在现代生产系统中，动物的胃肠道受到微生物的挑战后，肠道健康所依赖的微妙平衡可能会被破坏。形成肠道屏障和免疫功能的成分可能会被削弱，并会导致与生态失调相关的消化问题高发。这种失调会导致动物出现局部炎症或全身炎症，进而影响动物的整体健康状况和生长性能。整个动物生产行业面临的挑战是寻找能够支持肠上皮屏障功能和肠道相关淋巴组织(Gut-Associated Lymphoid Tissue，GALT)的解决方案，以维持肠道健康，从而确保在不使用抗生素的情况下保持良好的生产性能。

1 海藻：多元化解决方案

目前，抗生素有许多候选替代品可供动物生产者选择，但它们的功效和科学证据各不相同。其中，海藻或大型藻类在过去几十年得到了人们的极大关注，越来越多的研究把它们作为研究对象。研究证明，海藻具有广泛的生物活性，如免疫调节、抗氧化、抗病毒或抗高血脂等。

海藻分为三类，分别为褐藻、红藻和绿藻。尽管海藻的种系发生不同，但它们的顶叶多糖都具有特殊性，其结构的复杂性和独特的组成使其在动植物体内非常活跃，这就解释了它们为何会对动物、植物和人类的生理活动都具有很强的生物活性。海藻硫酸化多糖具有的复杂性和反应性源自糖单元的多样性和拥有的罕见性质，如糖醛酸、木糖和鼠李糖等；海藻硫酸化多糖中的各种糖苷键使其形成支链结构和硫酸盐基团(图1)。此外，海藻硫酸化多糖的阴离子结构和溶解性提高了其反应性，并促进了宿主细胞识别它们。海藻硫酸化多糖的主要种类有琼脂和卡拉胶(红藻)、石莼聚糖(ulvans)(绿藻)和岩藻聚糖(fucans)(褐藻)，每一种都有各自特定的分子特性，决定了它们的生物特性和反应活性。因此，从提取硫酸化多糖并用它们来维持动物肠道健康的角度来看，确定每一种硫酸化多糖所对应的特定生物活性非常重要。在过去的10年中，这一直是Olmix集团研发工作的核心。

2 支持肠道健康的专门行动

自欧洲禁止在动物生产中将抗生素用作促生长剂后，开发对动物具有免疫调节功能的产品就成为Olmix集团的首要研究目标。从绿藻石莼属(MSP免疫)海藻中提取的一种候选提取物经鉴定可以用作动物的免疫调节剂。Olmix集团与法国农业科学研究院合作的一项研究项目证实了该提取物可以影响猪和家禽试验模型中的免疫介质，包括识别参与这一过程的代谢途径(图2)。Berri等(2016)首先强调MSP免疫可以刺激多种免疫介质(细胞因子和趋化因子)的基因表达。

该海藻提取物能够上调肿瘤坏死因子α的表达，可通过巨噬细胞以及趋化因子配合体20[Chemokine (C-C motif) Ligand 20，CCL20]和白细胞介素-1α(Interleukin 1α，IL-1α)参与动物的先天免疫应答，分别影响T淋巴细胞和B淋巴细胞的募集和分化(适应性免疫应答)以及具有抗炎特性的PPARγ。多项体内研究进一步证实，MSP免疫可以进一步调节动物的免疫反应，在关键阶段维持它们的免疫功能，有利于母猪将母源抗体转移给仔猪(提高初乳中免疫球蛋白G及免疫球蛋白A的水平)，或支持肉鸡启动适应性免疫应答(异嗜性淋巴细胞比率下降)。研究表明，在接种疫苗前后或动物遭受病毒攻击时，用这种提取物(商品名为Searup，可加入饮水中)可增强动物免疫系统的功能，有利于它们的恢复。在饲料中持续加入该提取物(新推出的产品商品名为Algimun)可提高动物整个生长周期的抵抗力，特别是在最敏感的生长早期的抵抗力。

Olmix集团还开发了一些旨在增强动物肠道屏障功能的提取物。之前的研究表明，从石莼海藻中提取的绿藻硫酸化多糖可以刺激动物分泌黏蛋白，预防多种肠道疾病。Olmix集团进行了一系列试验，以确定触发黏蛋白产生的分子途径，并确定这些提取物是否能提高作为肠道屏障功能重要决定因子的肠道紧密连接蛋白的表达量。Olmix集团在试验中研究了两种海藻提取物：MSP黏蛋白(商品名“MSP Muci”，来自石莼海藻)和MSP屏障(商品名“MSP Barrier”，来自巨型红藻)。结果表明，这两种MSP提取物均能激发试验动物相关基因表达黏蛋白和紧密连接蛋白(在体外模型中，用分泌黏液的HT-29mtx细胞评价黏蛋白，用肠细胞样Caco-2细胞评价紧密连接蛋白)。然而，每一种提取物都表现出一些特异性：MSP黏蛋白主要刺激黏蛋白基因的表达(凝胶形成黏蛋白2和膜结合黏蛋白5AC)，MSP屏障主要影响紧密连接蛋白(支架蛋白ZO-1、支架蛋白ZO-2和跨膜蛋白Claudin-2)基因的表达。不同提取物激发出的不同表达说明要激发靶向生物效应选择合适的海藻片段。在实际生产中，当幼龄动物发生脱水或消化问题时，MSP黏蛋白可用于维持它们的消化功能；而MSP屏障与可持续增强动物肠道屏障功能的MSP免疫(Algimun)配合使用，以防止病原体在动物体内传播。

Olmix集团擅长识别和选择能够增强家畜肠道健康的活性海藻硫酸化多糖，这些产品有多种使用方案(浓度、使用方式)可供选择，从而为用户提供极大的灵活性，以解决动物在生产周期中遭遇的各种挑战。