乳酸杆菌对肉鸡生长性能影响的Meta分析

2020-02-27邢爽冯京海

中国农业科学 2020年1期

邢爽，冯京海

邢爽，冯京海

（中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/动物营养学国家重点实验室，北京 100193）

【】利用荟萃分析（Meta分析）研究日粮中添加乳酸杆菌对肉鸡生长性能的影响，以期为肉鸡生产提供一定的理论和数据参考。从国内外数据库中共检索出符合分析要求的24篇文献，包括25项试验，8 702个研究对象。采用Review Manager（version 5.3），计算各生长性能指标的标准化均数差SMD（乳酸杆菌组和对照组均数的差值除以两组标准差平均值的商），根据不同研究使用的样本数量、指标测定的标准差，确定不同研究结果的权重值，汇总多个相互独立的研究结果。根据I2统计量对纳入文献的生长性能数据进行异质性检验，通过漏斗图及egger检验分析纳入文章的发表偏倚并进行敏感性分析。由于本次分析各项指标均存在显著异质性，故采用随机效应模型对连续型数据进行分析，并根据乳酸杆菌菌种进行亚组分析，探讨不同乳酸杆菌对肉鸡生长性能的影响效果。从试验全期来看，饲粮中添加乳酸杆菌显著提高肉鸡的平均日增重（SMD=1.53，＜0.001），显著降低料重比（SMD=-1.50，＜0.001），对采食量无显著影响（0.470）。分别分析肉鸡前期（1—21日龄）和后期（22—42日龄）的生长数据发现，乳酸杆菌显著提高肉鸡前期平均日增重（SMD=1.05，＜0.001），有提高后期日增重的趋势（SMD=0.52，0.090），显著降低前期料重比（SMD=-1.31，＜0.001）和后期料重比（SMD=-0.94，＜0.001）。从SMD的数值上可以看出，乳酸杆菌对肉鸡前期的促生长效果优于后期。漏斗图及egger分析表明，前期F/G（0.012）和后期ADFI（0.006）偏倚性达到显著水平，其他指标的偏倚性不显著（＞0.05）；敏感性分析发现，日增重和料重比的分析结果稳定。异质性检验发现，各生长指标存在显著异质性（＜0.001），根据乳酸杆菌菌种进行亚组分析，可降低Meta分析结果的异质性。亚组分析显示，植物乳酸杆菌对肉鸡全期日增重（1.98，＜0.001）和饲料转化效率（-1.66，＜0.001）的促进作用优于干酪乳杆菌（0.51，-0.68，≤0.02）和约氏乳杆菌（1.15，-0.16，≤ 0.02）。Meta分析表明，乳酸杆菌可改善不同阶段肉鸡的日增重和饲料转化效率，对采食量无显著影响。不同乳酸杆菌的促进作用存在差异，其中植物乳杆菌的促进作用最优。

乳酸杆菌；肉鸡；生长性能；Meta分析

0 引言

【研究意义】抗生素作为生长促进剂曾在肉鸡饲料中广泛使用[1-3]，长期使用抗生素可导致耐药菌[4]、药物残留[5-6]以及肠道菌群失衡[7-8]等问题，严重威胁家禽以及人类的健康，各国纷纷制定法规限用或禁用抗生素。【前人研究进展】益生菌作为抗生素的替代品受到研究人员的关注，其中乳酸杆菌的研究最为广泛，然而大量研究的结果并不一致。部分研究发现乳酸杆菌可以改善肉鸡的日增重，降低日采食量和料重比[9-12]；部分研究证实乳酸杆菌对肉鸡生长性能无显著影响[13-16]；还有部分研究表明日粮中添加乳酸杆菌抑制肉鸡的生长[17-19]。研究结果的不一致一方面可能由于部分试验的样本量过小，随机误差过大，掩盖了处理效应。另一方面可能是由于不同试验选用的乳酸杆菌菌种、饲喂剂量、饲喂方式、作用时间和环境条件不同造成的。【本研究切入点】采用传统的基于定性的文献综述很难总结出乳酸杆菌对肉鸡生长性能的影响规律。Meta分析可以通过定量的方法，根据不同研究使用的样本数量、指标测定的标准差，确定不同研究结果的权重值，汇总多个相互独立的研究结果。同时考虑研究对象的异质性来剖析结果差异，从而获得更准确的分析结果[20]。【拟解决的关键问题】利用Meta分析系统评价乳酸杆菌对肉鸡不同生长阶段生产性能指标的影响，同时采用亚组分析，比较不同乳酸杆菌菌种的作用效果，以期为肉鸡生产提供一定的理论和数据参考。

1 材料与方法

1.1 文献检索

通过Web of Science、Science Direct、SpringerLink、Google学术、中国知网、维普和万方数据库筛选相关文献。检索方式为文章标题和关键词，英文检索词为：（lactobacillus or probiotics）and（broilers or poultry）；中文检索词为：（乳酸杆菌或益生菌）和（肉鸡或家禽）。文献检索时间截止到2018年4月。

1.2 纳入标准

（1）研究设计为随机对照试验；（2）研究对象为肉仔鸡；（3）基础日粮为玉米豆粕型日粮；（4）干预措施是在日粮中补充乳酸杆菌，并以基础日粮作为对照，乳酸杆菌的添加剂量不在筛选范围；（5）试验以肉鸡1日龄为开始时间，试验持续时间为42 d；（6）肉鸡生长性能的指标包括平均日增重、平均日采食量或料重比，并且研究中给出了指标的数值或平均值、标准差（SD）或标准误（SE）。

1.3 排除标准

（1）重复报告、会议论文、综述、文献摘要和未发表的文献；（2）试验周期不符或者未在21或42日龄测定指标的文献；（3）多种乳酸杆菌混合物或者乳酸杆菌与其他益生菌联合作用的文献；（4）乳酸杆菌发酵饲料等加工处理后用于肉鸡上的文献；（5）数据不全或者无法利用的文献。

1.4 数据分析

本研究使用Review Manager（version 5.3）进行Meta数据分析。首先对纳入文献的生长性能数据进行异质性检验，以I2统计量为异质性大小，以＜0.05为异质性显著标准。由于本次分析发现各项指标均存在显著的异质性，故采用随机效应模型对连续型数据进行分析，计算效应量，使得结果更加接近无偏估计。效应量采用标准化均数差（standardized mean difference, SMD）表示，SMD为两组（乳酸杆菌组和对照组）均数的差值除以两组标准差平均值的商。SMD消除了不同试验直接结果差异过大的影响。然后根据不同试验所用样本量和标准差的大小，确定试验的权重，计算综合SMD。通过漏斗图查看纳入文章的发表偏倚，并通过STATA 12.0进行egger检验。如存在发表偏倚则进行敏感性分析。敏感性分析的方法为：随机删除一篇纳入文献，重新计算综合SMD，连续操作10次，观察综合SMD的变异系数。由于本次分析各项指标均存在显著异质性，因此根据乳酸杆菌菌种进行亚组分析，探讨不同乳酸杆菌对肉鸡生长性能的影响效果。

2 结果

2.1 数据库描述

通过在数据库中对标题和关键词检索，共获得300篇相关文献，按照上述纳入与排除标准逐步筛选后，最终有24篇文献[9-10,12,14-17,21-37]纳入本次Meta分析，包括25项试验，8 702个研究对象。平均每个试验348只肉鸡，每个处理103只肉鸡。其中在试验前期（1—21日龄）测定生产性能指标的有14篇，试验后期（22—42日龄）有14篇，试验全期（1—42日龄）有23篇。83%的文献说明了肉鸡品种（其中45%为Arbor Acres，20%为Ross，25%为Cobb，10%为其他品种）。试验中肉公鸡占46%，公母肉鸡混合占21%，未标明性别占33%。添加的乳酸杆菌菌种有植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、约氏乳杆菌、唾液乳杆菌、芽孢乳杆菌、发酵乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和卷曲乳杆菌。乳酸杆菌的饲喂方式通过饮水或日粮，添加剂量为105—1010cfu/g（ml）。所有试验均为玉米豆粕型日粮。

2.2 Meta分析

由表1可见，饲粮中添加乳酸杆菌显著提高1—42日龄肉鸡的平均日增重（＜0.001），SMD为1.53，95% 置信区间（CI）为1.22—1.84；显著降低料重比（＜0.001），SMD为-1.50，95% CI为-1.92—-1.08；对采食量无显著影响（0.470）。分别分析肉鸡前期（1—21日龄）和后期（22—42日龄）的生长数据发现，乳酸杆菌显著提高肉鸡前期日增重（SMD=1.05，＜0.001），有提高后期日增重的趋势（SMD=0.52，0.090）；显著降低前期料重比（SMD=-1.31，＜0.001）和后期料重比（SMD=-0.94，＜0.001）。从SMD的数值上可以看出，乳酸杆菌对肉鸡前期的促生长效果优于后期。

表1 乳酸杆菌对肉鸡生长性能影响的Meta分析

n：肉鸡试验样本比较数，SMD：标准化均差，CI：置信区间，效应量为随机效应模型

n: Number of comparisons, SMD: Standardized mean difference, CI: Confidence interval, Effect sizes were estimated from a random effects model

异质性检验表明，不同阶段生长性能指标均存在显著的异质性（＜0.001），I2值在97—99。因此本次分析采用了随机效应模型进行计算综合SMD，同时需要针对可能导致异质性的关键因素进行分组，进一步进行亚组分析。

2.3 敏感性分析

运用Review Manager5.3，对纳入文献的效应指标进行偏倚性分析。从漏斗图（图1）可以看出，散点基本位于中线两侧，但不完全对称，个别散点明显偏离竖线，表明本次纳入文献存在部分发表偏倚；egger分析结果显示，前期F/G（=0.012）和后期ADFI（=0.006）偏倚性达到显著水平，其他指标并未达到显著水平（＞0.05），因此对这两个指标meta分析结果的解读需要谨慎。敏感性分析表明（表2），随机删除一篇文献后，不同阶段ADG和F/G的SMD与原结果差异不大，连续操作10次总变异系数在3.89%—7.13%，表明本次Meta分析的ADG和F/G结果具有很好的稳定性，排除个别文献后不会对Meta分析的结果造成明显影响。而随机删除一篇文献后，不同阶段ADFI的SMD结果变异很大，10次总变异系数在13.38%—18.94%，表明不同文献研究结果差异非常大，删除一篇将影响到最终结果，这也可能是Meta分析后无法得到显著结果的原因。

2.4 亚组分析

根据乳酸杆菌菌种进行亚组分析后，结果的异质性有一定程度的降低（表3）。这表明菌种差异是引起异质性的重要来源，但亚组分析后异质性仍然显著，表明即使使用相同的菌种，乳酸杆菌的添加剂量、饲养方式以及肉鸡品种、环境条件等方面不同仍可能导致试验结果的差异。由表3可知，植物乳杆菌显著提高肉鸡全期日增重（SMD=1.98，＜0.001），显著降低料重比（SMD=-1.66，＜0.001）；嗜酸乳杆菌显著提高肉鸡日增重（SMD=1.58，＜0.001），显著降低采食量（SMD=-0.41，0.010）和料重比（SMD=-0.67，=0.020）；干酪乳杆菌显著提高全期肉鸡日增重（SMD=0.51，0.002），降低料重比（SMD=-0.68，＜0.001）；约氏乳杆菌显著提高肉鸡日增重（SMD=1.15，0.002），显著降低料重比（SMD=-0.16，0.020）。从SMD的数值上可以看出，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的促生长效果优于干酪乳杆菌；植物乳杆菌改善饲料转化率的效果优于其他三种乳杆菌。综合而言，植物乳杆菌促进肉鸡生长性能的效果最优。

A—C:肉鸡前期；D—F:肉鸡后期 A-C: broilers in the early stage; D-F: broilers in the late stage

表2 Meta分析结果的敏感性分析

表3 不同乳酸杆菌对肉鸡全期生长性能影响的亚组分析

n：肉鸡试验样本数，SMD：标准化均差，Cl：置信区间。效应量为随机效应模型

n: Number of comparisons, SMD: Standardized mean difference, CI: Confidence interval. Effect sizes were estimated from a random effects model

3 讨论

近年来大量文献报道了乳酸杆菌对肉鸡生长性能的影响，但结果存在很大差异。采用传统的基于定性的文献综述很难总结出乳酸杆菌对肉鸡生长性能的影响。本文采用Meta分析，根据不同研究使用的样本数量、指标测定的标准差，确定不同研究结果的权重值，汇总多个相互独立的研究结果。结果发现乳酸杆菌可以显著提高肉鸡不同阶段的日增重和饲料转化效率。敏感性分析表明，乳酸杆菌提高肉鸡不同阶段日增重和饲料转化效率的结果较为稳定，并非受少数研究结果的影响，但关于采食量的分析结果敏感性较差，主要由于不同文献关于肉鸡采食量的结果差异较大，删除任意一篇文献将影响到最终分析结果，这可能是Meta分析无法得出显著结果的原因。导致研究结果差异较大的主要原因可能有3个：所用菌种不同、添加剂量不同，肉鸡的阶段不同。但是亚组分析发现，即使是同一菌种，对于采食量的影响仍无法得出显著的一致结果，同样针对肉鸡前期和后期分别进行meta分析，也未得出显著的一致结果，我们又将所纳入文献中的添加剂量与采食量进行了相关分析，也未发现添加剂量和采食量存在显著的相关关系。推测乳酸杆菌对于肉鸡采食量的影响可能存在较强的特异性，特定的菌种、特定的剂量、特定的使用阶段将产生特定的效果。因而无法得出相对一致meta分析结果。虽然敏感性分析表明，乳酸杆菌提高肉鸡日增重和饲料转化效率的结果较为稳定，但同样存在显著的异质性，针对不同菌种进行亚组分析后，异质性明显降低，但仍然达到显著。这可能是由于不同试验即使选用同一菌种，但是使用的菌株不同，或者饲喂剂量、饲喂方式以及环境条件、肉鸡品种等存在差异造成的。

乳酸杆菌具有较强的产酸能力，通过降低肠道pH值，维持肠道菌群的稳态，同时可以分泌细菌素，以及通过占位竞争等方式减少肠道有害菌的数量，维持肠道健康，保证肠道正常的消化吸收功能，这是乳酸杆菌发挥益生效果的关键因素[38-41]。另外乳酸杆菌可以产生多种酶[42]，促进碳水化合物和蛋白质的降解，其发酵产生的挥发性脂肪酸，也可被肠道直接利用，这也是乳酸杆菌促进肉鸡生产性能的因素之一。本文分析表明，乳酸杆菌对肉鸡前期的促生长效果优于后期。在肉鸡生长前期，肠道优势菌群处于逐步建立的过程，容易受到外界因素的干扰，导致肠道菌群失衡，影响肉鸡的生长和健康，此时添加乳酸杆菌有利于维持肉鸡肠道的菌群平衡，因此对于肉鸡生长前期作用效果更为显著。本文亚组分析表明，植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和约氏乳杆菌均能显著的促进肉鸡生长性能的效果，综合而言，植物乳杆菌的促进作用最优。植物乳杆菌具有较强的产酸和体外抑菌作用[43-44]，同时是一种典型的兼性厌氧菌，且具有良好的耐酸、耐胆盐和粘附肠上皮细胞的特性[45]，这可能是其改善肉鸡生长性能的关键原因。目前有关植物乳杆菌的应用研究最多，表明其受到广泛的关注。今后需要进一步研究植物乳杆菌菌种内不同亚种或不同菌株的促生长效果，以期筛选出更加有效的益生菌株。

4 结论

Meta分析结果显示乳酸杆菌能显著提高肉鸡不同阶段日增重和饲料转化效率。从SMD的数值上可以看出，乳酸杆菌对肉鸡前期的促生长效果优于后期；亚组分析表明，植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和约氏乳杆菌均可显著的促进肉鸡生长性能的效果，综合而言，植物乳杆菌的促进作用最优。

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Effects ofSupplements on Growth Performance of Broilers: a Meta-analysis

XING Shuang, FENG JingHai

(Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory of Animal Nutrition, Beijing 100193)

【】The purpose of present study was to analyze the effects ofsupplements on the growth performance of broilers by meta-analysis. 【】A total of 24 articles, including 25 trials and 8 702 subjects, were retrieved from domestic and foreign databases. Reviewing Manager (version 5.3) was used to calculate the standardized mean difference (SMD)(the difference betweengroup and control group divided by the mean of standard deviation between the two groups). According to the number of samples used in different studies and the standard deviation determined by the indicators, the weights of different research results were determined, and several independent research results were summarized. According to I2statistics, the heterogeneity of growth performance data was tested, and the publication bias was analyzed by funnel plot and egger test. The random effect model was used to analyze the continuous data for the significant heterogeneity of each index in this analysis and subgroup analysis was carried out according tostrains to explore the effects of differenton the growth performance of broilers.【】The analysis showed thatsignificantly increased the ADG (SMD=1.53,＜0.001) and reduced the F/G (SMD= -1.50,＜0.001) of broilers during 0-6 week period of the experiment, and had no significant effect on feed intake (=0.470).significantly increased the ADG of broilers (SMD=1.05,＜0.001) in the growing period, and had a tendency to improve ADG (SMD=0.52,0.090) in the finishing period, significantly reduced the growing F/G (SMD= -1.31,＜0.001) and the finishing F/G (SMD= -0.94,＜0.001). The growth-promoting effect ofon broilers was better than that the finishing period according to the value of SMD. Funnel plot and egger analysis showed that the bias of F/G (P=0.012) and ADFI (P=0.006) in the early stage reached a significant level, while the biases of other indicators were not significant (＞0.05). Sensitivity analysis found that random deletion of arbitrary literature data had little effect on the analysis of daily gain and feed-to-weight ratio, indicating that the above results were stable and were not affected by one or several articles. The heterogeneity test found that there was significant heterogeneity in the analysis results of each growth index (＜0.001), indicating that the results of different literatures differed greatly, possibly due to differences in thespecies or feeding doses used in different studies. Subgroup analysis based onspecies could reduce the heterogeneity of the meta-analysis. Subgroup analysis showed thatpromoted the daily weight gain (1.98,＜0.001) and feed conversion efficiency (-1.66,＜0.001) on broiler 0-6 week period better than(0.51, -0.68,≤0.02) and(1.15, -0.16,≤0.02). 【】In conclusion, the meta-analysis showed thatcould increase the daily weight gain and feed conversion efficiency of broilers at different period, and had no significant effect on feed intake. The promotion effect ofwas different, among whichwas better.

; broilers; growth performance; meta-analysis

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.01.017