饲粮添加叶酸可缓解断奶仔猪的免疫应激

高 庆张克英陈代文

(1.四川农业大学动物营养研究所，教育部动物抗病营养重点实验室，四川雅安 625014；2.四川铁骑力士实业有限公司，冯光德试验室，四川绵阳 621006)

生产实践和试验研究都证实仔猪断奶阶段的生产性能在很大程度上会影响生猪的上市时间和生产效益。减少断奶仔猪腹泻，保障仔猪在断奶后健康正常的生长仍然是当前养猪生产的技术难题，其主要原因在于断奶仔猪的抗病力滞后于生产的需求。而养猪业中禁用抗生素在世界范围内正逐渐成为共识，为保障猪的健康生长需要以营养调控手段来提高猪体自身的免疫力。研究仔猪的抗病营养，无疑既具有理论意义，也具有实践价值。而已有研究表明，在饲粮中补充适宜剂量的一些功能性养分可以调节或增进断奶仔猪的免疫功能，提高仔猪抗病力，减少仔猪断奶期疾病感染或免疫应激的危害。

1 仔猪断奶期的免疫应激

仔猪出生后免疫系统尚未发育完全，初生仔猪的免疫保护主要靠初乳传递母源抗体的被动免疫方式获得，而不是自身机体细胞介导的免疫。3～4周龄是仔猪免疫系统发育特别是免疫细胞发育成熟的关键时期。仔猪的非特异免疫系统的发育成熟和建立，至少在7～14日龄后才能完成，而B、T细胞发育成熟的时间比嗜中性白细胞和巨噬细胞的分化成熟更晚，一般要迟1～2 w时间。此时，仔猪自身的主动免疫尤其是特异性免疫功能也还未成熟和完善。仔猪大约在3周龄开始产生主动免疫抗体，但直到4～5周龄时所产生的抗体仍然较少。因此，3～5周龄（断奶期）是仔猪最关键的免疫功能调节时期，而此时的仔猪往往还要面对断奶应激。

断奶带来的巨大变化需要仔猪适应。首先，仔猪不得不摄食形态和组成发生变化了的饲粮。断奶期饲粮含有大量仔猪从未接触过的饲料原料，干物质含量急速地提高到88%左右，而饲粮消化率较母乳低。与猪乳的干物质组成不同，饲粮干物质中含有动植物源蛋白质、大量的淀粉和较少的脂肪。仔猪消化道需要从以消化脂肪为主转变为消化复杂的碳水化合物为主。断奶后几小时内，消化道结构和功能开始改变，肠绒毛高度降低，隐窝深度增加，消化酶出现变化。

现实生产中，断奶后1～3 w内，仔猪往往摄食不足。特别是断奶后的24～48 h，因为尚未适应食物的变化等因素，仔猪甚至可能出现绝食现象。由于摄食不足，以及饲料组成上抗原增加等原因，断奶仔猪易发生肠道黏膜炎性损伤；而与饲料养分消化率较低相联系，小肠内肠毒性细菌可能开始繁殖，大肠内或将发酵难以消化的养分，这会导致肠道微生态恶化甚至腹泻。此外，断奶仔猪还被迫面临拆窝、分群以及生活环境的改变等，这些因素可在其生理和心理上造成应激。以上应激和挑战可能会造成仔猪在断奶后1 w或更长时期内生长减慢，甚至出现减重（负增重）现象，这就是断奶期的生长抑制。而仔猪生长受抑制的程度则取决于仔猪如何适应新环境并在身心上到达新的稳态。

与断奶期的生长抑制密切联系的是仔猪很容易出现免疫应激。免疫应激一般指动物机体应对袭入的抗原、毒素或病原体而出现免疫系统过度活化或者抑制，免疫反应、神经内分泌及相关物质代谢偏移正常状态，而机体处于亚临床症状的过程。已经断绝了从母乳获得被动免疫保护，断奶仔猪本身的免疫系统还未发育成熟，而断奶迫使仔猪接触大量的来源于饲粮及环境中的抗原、病原体及毒素，仔猪机体的免疫反应容易被过度激活，导致免疫系统更加脆弱，在面临进一步的病原体攻击下机体又很容易出现免疫抑制。前人研究发现，与自然吮乳仔猪相比，2～3周龄断奶仔猪循环抗体滴度下降，细胞免疫受到抑制，表现出明显的免疫抑制，因而仔猪抗病力差，容易患病。

2 仔猪免疫应激模型

由于免疫应激在动物生产中比较普遍，如用免疫应激模型来评价功能性养分对于动物机体免疫功能的影响则具备实用价值。猪的免疫应激源很多，包括猪场病原性或非病原性微生物、疫苗和异源蛋白等能刺激猪免疫系统的物质。可利用这些免疫应激源建立免疫应激模型。前人研究报道中，对照组可采用对猪舍进行消毒或实施“隔离早期断奶”和“全进全出”等措施来减少猪群与病原体接触，而免疫应激组猪群则与猪场病原体密切接触，从而建立比较接近生产实际的模型。但这类模型存在稳定性差而风险高、不易控制应激程度、缺乏特异性敏感指标来衡量等缺点。另可采用毒素如脂多糖（LPS）或病原体(如大肠杆菌、轮状病毒)攻击感染健康猪来建立模型，这是目前建立免疫应激模型的趋势。免疫应激源效应不一，而建立这类模型时可选用特定已知功效的抗原、毒素或病原体攻击健康动物机体，能有目的地使机体处于特定的免疫应激状态。依据受到攻击后机体所处免疫应激状态的不同，可将免疫应激模型分为免疫抑制模型和免疫活化模型。

从猪腹膜、肌肉或静脉注射一定剂量的LPS，激活猪的免疫系统，这是目前常用的免疫活化模型。LPS是革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、沙门氏菌、奈瑟氏球菌属等）细胞壁结构物质，能诱导猪产生细菌感染后的症状，如厌食、嗜睡和发热等。LPS与巨噬细胞表面受体CD14结合，可刺激巨噬细胞合成和分泌IL-1、IL-6和TNF-α等炎性细胞因子，急速地激活猪的免疫抵抗机制，导致猪免疫系统活化。一般情况下，LPS诱导急性的免疫激活，应激反应持续的时间较短，而次数过多的LPS刺激又可能使猪产生耐受性。而较长的应激持续时间才有利于进行动物营养方面的研究。本课题组在前人研究基础上，经过预试验确定了LPS注射剂量和注射频次，建立了应激持续时间为7 d的LPS免疫激活模型。尽管LPS刺激与猪场中活细菌诱导的免疫反应并不一样，LPS模型也不能完全模拟在实际猪场条件下常见的慢性免疫应激，但LPS攻毒建模还是因为其效应比较确定，以及应激程度相对可控制，而应用较普遍。本课题组已多次成功地将LPS攻毒模型应用于动物营养与免疫的研究。

断奶仔猪容易感染猪圆环病毒-2（porcine circovirus-2，PCV-2），其免疫系统的正常发育受到影响，出现严重的免疫抑制。而在其他一些诱因或病原体共同作用下，PCV-2感染成为导致仔猪断奶期多系统衰弱综合征（Postweaning multisystemic wasting syndrome，PMWS）、猪皮炎和肾病综合征（Porcine dermatitis and nephropathy sydrome,PDNS）等疾病的主要病因，使仔猪生产性能下降。生产上PCV-2感染仔猪危害巨大，利用PCV-2攻毒所建立免疫抑制模型可以更接近生产。PCV-2是一种嗜单核-巨噬细胞性的病毒，感染单核-巨噬细胞和树突状细胞却不在其内复制，也不引起巨噬细胞凋亡，而B细胞可能是其复制的重要靶细胞，PCV-2感染将引起B细胞凋亡，感染初期的PMWS猪淋巴组织和骨髓样组织的凋亡指数却比对照组低；感染PCV-2引起猪组织IL-4、IL-10、IFN-α、MCP-1等细胞因子的水平发生变化，淋巴细胞不能有效地激活和增殖，巨噬细胞表面抗原MHC-I类分子和MHC-II类分子表达下降，而增殖不足的影响大于细胞凋亡，使外周血液中B细胞和T细胞减少等对免疫系统的损伤和抑制。试验研究和生产上都发现断奶仔猪的营养状况可影响猪体对PCV-2的感染或继发感染的耐受能力。本试验室已经成功利用PCV-2攻毒建立了仔猪免疫抑制模型。

3 添加叶酸可缓解断奶仔猪的免疫应激

机体处于免疫应激状态可能进一步加剧仔猪断奶期的生长抑制，表观地体现为生产性能急剧下降，内在地体现在猪体内养分的代谢利用受到影响。免疫应激时，养分从用于生长转向优先满足免疫系统代谢改变的需要。若免疫系统的活化，其中非特异性免疫反应消耗的养分为特异性免疫反应的三倍以上。在免疫抑制或者活化状态下，仔猪对于养分的需要量及其比例模式也就和正常健康状态有所差异。因此，重要功能性养分的额外补充一方面可以满足免疫应激下机体的养分代谢需要，减少体内养分相对不足对于动物正常生长的影响，另一方面可以一定程度上促进免疫系统发育，协调免疫系统与其他系统的关系，调节或恢复机体免疫功能，减少或缓解免疫应激的危害。

叶酸是动物机体必需的一种水溶性维生素，在核酸合成、多种氨基酸的代谢及生物甲基化中起着重要作用。哺乳动物包括猪不能合成叶酸，其体内叶酸主要来源于食物。仔猪机体叶酸可以由饲料大宗原料、肠道微生物合成以及额外地以添加剂补充来供给。饲料大宗原料的叶酸含量本身变异很大。而且因饲料加工方法不同以及测定方法不一样，目前资料中报道的数值差异极大。肠道微生物确实可以合成相当数量的叶酸，估计乳猪的肠道微生物就可以合成大量的叶酸。但是叶酸优选的吸收部位是空肠，吸收依赖于肠道pH值，最适pH值为5.0～6.0。因此，肠道微生物来源的叶酸能多大程度上满足仔猪叶酸需要是有疑问的。特别是在现代化养猪场中，猪食粪来满足它的营养需要可能性极小。

在猪上叶酸的缺乏症状是脱毛、毛发褪色、多种贫血症、白细胞减少、血小板减少症、红细胞压积减少和腹泻。由于生产实践中很多其他因素（营养、环境和疾病）都可能导致相同或相似的症状，因此很难判断一些非典型的缺乏症状是不是由于叶酸不足而引起。而快速生长的组织器官或者更新率很高的细胞，如红细胞、口腔和肠道上皮细胞、皮肤真皮和骨髓细胞，其生长对于叶酸水平更敏感，很容易受到叶酸水平的影响。可以推断，断奶阶段仔猪机体相对生长很快，供给适宜和相对平稳水平的叶酸对于保障仔猪机体组织细胞正常生长也就尤为重要。饲料（食物）源叶酸可以比较平稳而均衡地满足猪体的需要，所以研究确定和应用断奶仔猪饲粮中添加适宜水平的叶酸具有现实意义。

关于仔猪叶酸需要量的研究结果并不一致。有研究表明，给仔猪、生长猪、育肥猪玉米-豆粕型饲粮添加叶酸200或360 μg/kg，其增重和饲料效率与不添加叶酸的猪一样；17～27日龄断奶仔猪玉米-豆粕-乳清粉型饲粮中添加叶酸1.1 mg/kg无有益影响。但是，Lindemann等(1986)观察到，在相似日龄仔猪玉米-豆粕型日粮中添加叶酸0.5 mg/kg，日增重得到改善。但仔猪叶酸的需要量可能具有条件性，与仔猪的饲粮类型、药物使用及其所处的免疫状况可能有关。

养猪生产上考虑饲料叶酸的实际可利用程度，在仔猪饲料中普遍补充叶酸1～6mg/kg，这远高于NRC(1998)所推荐的仔猪叶酸需要量0.3 mg/kg。而断奶仔猪饲粮中叶酸的适宜添加剂量仍具有争议。吮乳期机体的叶酸状况则受乳源的影响，并随断奶而显著下降。断奶后1～3 w内，一方面仔猪往往摄食不足，易于发生肠道黏膜炎性损伤、肠道微生态恶化乃至腹泻，这可能导致仔猪对叶酸的吸收不足而缺乏；另一方面，断奶应激及其可能带来的免疫抑制或免疫活化，可能会提高仔猪机体特别是免疫系统对于叶酸的需要量。有研究表明，妊娠母猪每天补充8 mg叶酸，会影响其后代仔猪断奶时的外周淋巴细胞比例和仔猪的二次抗体应答水平。可以推断，在断奶前后提高仔猪饲粮的叶酸供给量会影响其机体免疫功能，可能对于提高仔猪抗病力和生产性能有积极意义。而且，药理剂量的叶酸能够被仔猪吸收入血液，并改变血细胞叶酸含量。这提示在断奶仔猪饲粮中添加较高剂量的叶酸来满足其需要和促进免疫机能既具有必要性，又具有可能性。

叶酸作为一种重要的功能性养分，与机体免疫系统的发育和机能的发挥密切相关。机体叶酸水平会影响免疫细胞的增殖和凋亡，也会影响免疫分子的表达，从而可能对机体抗病力有重要作用。Lucock(2000)详细综述了叶酸作为重要养分和基因之间的互作关系，及其可能介入结肠癌、冠心病等疾病进程。人群食物的叶酸状况与包括神经管缺陷、结肠直肠癌、乳腺癌和中风等在内的一些疾病有密切关系。有报道在临床上应用高剂量叶酸在治疗或辅助治疗小儿病毒性腹泻、胃炎或胃癌、肠癌、急性淋巴白血病、高半胱氨酸血症、抑郁症等疾病有显著的效果。叶酸缺乏则循环T淋巴细胞增殖活性降低，比例下降，免疫应答受到影响，机体抗感染能力下降。而在人或动物上的研究发现，叶酸水平对于组织中IL-4、IFN-α、MCP-1等细胞因子的水平有显著影响，影响巨噬细胞产生NO，补充叶酸可促进红细胞、CD8+等细胞的增殖，且血液高浓度叶酸具有抗氧化功能。

叶酸对于机体免疫功能及抗病力的影响日益受到重视，但目前的研究多从叶酸缺乏角度来考察其功能，对于补充叶酸以获得机体最佳免疫力方面的研究相对不足。食物添加叶酸可能具有抗病功能，其中在影响高半胱氨酸血症和肿瘤发生方面的研究较多，但在影响机体免疫系统发育或免疫功能方面的研究仍不充分。一些西方国家(主要是北美)，强制性地在食品中强化叶酸，而食物强化叶酸本身还具有争议。

如上所述，仔猪在断奶期相对生长十分迅速，免疫系统发育不完善而十分脆弱，很容易发生免疫应激和生长抑制现象。在断奶仔猪饲粮中添加较高剂量的叶酸来满足其需要和促进免疫机能，提高抗病力而减少病害，既具有必要性，又具有可能性。因此，我们分别以LPS和PCV-2攻毒断奶仔猪，建立了仔猪免疫抑制和免疫激活模型，开展了饲粮添加叶酸调节机体免疫功能与抗病力的研究。

试验研究结果表明：正常免疫状态下，断奶仔猪饲粮叶酸临界缺乏可导致机体免疫细胞增殖分化不足，抗病毒能力下降，免疫系统易于被激活，生产性能下降；而饲粮中添加叶酸能显著提高血清叶酸含量，改善生产性能，提高ADG和G/F，可以一定程度地调节机体细胞免疫和体液免疫；增进仔猪免疫细胞增殖分化，调节外周淋巴细胞亚群比例，影响血清免疫分子含量。在免疫抑制或免疫活化状态下，仔猪饲粮叶酸临界缺乏免疫应激危害加剧；仔猪饲粮添加适宜剂量的叶酸，会影响免疫细胞增殖分化和免疫分子分泌，可调节外周CD3+CD4+/CD3+CD8+，能增进免疫机能和缓解免疫应激的危害；可以提高生产性能，改善饲料效率。研究还发现，不同免疫状态下，叶酸的主要效应淋巴细胞和效应免疫分子不尽相同，饲粮叶酸能发挥改善免疫机能效应的适宜水平不同，而改善生产性能的适宜剂量与增进免疫机能的适宜剂量基本一致；仔猪在免疫活化状态下，饲粮添加叶酸的适宜剂量高于正常状态，而在PCV-2攻击下饲粮添加叶酸的适宜剂量低于正常状态；随着断奶仔猪的生长，或免疫应激恢复期的延长，饲粮中添加叶酸的剂量应逐步下调。

4 结语

叶酸作为一种重要的功能性养分，与机体免疫系统的发育和机能的发挥密切相关。机体叶酸水平会影响免疫细胞的增殖和凋亡，也会影响免疫分子的表达，从而对动物抗病力有重要作用。仔猪在断奶期相对生长十分迅速，免疫系统发育不完善而十分脆弱，很容易发生免疫应激和生长抑制。在断奶仔猪饲粮中添加适宜水平的叶酸，可满足仔猪快速生长的需要，也可促进其机体免疫机能，提高抗病力而减少PCV-2感染等病害。依据仔猪群体的不同免疫状态，应添加不同剂量的叶酸，这对于提高仔猪免疫功能和生产性能有重要意义。