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    飼料中霉菌毒素對家禽免疫功能的損害

    時間:2017-5-15 | 點擊:4408

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    飼料中的霉菌毒素損害家禽免疫機能

    Trevor K. Smith 教授  加拿大圭爾夫大學動物和家禽科學系

       霉菌毒素是由真菌(霉菌)產生的一系列化學性質各異的化合物,是家禽飼料中常見的污染物。對家禽生產造成經濟損失的霉菌毒素有:黃曲霉毒素(Aflatoxins),赭曲霉毒素(Ochratoxins),單端孢菌毒素(Trichothecenes),玉米赤霉烯酮(Zearalenone)和煙曲霉毒素(Fumonisins)(HusseinBrasel,2001)。據估計,全球25%以上的谷物都不同程度地遭受霉菌毒素的污染,導致家禽養殖業顯著的經濟損失(CAST,2003)。霉菌毒素的有害影響主要通過四個機制:(1)降低采食量;(2)減少營養吸收;(3)內分泌影響以及 (4)抑制免疫機能(WhitlowHagler,2002)。在這些不同的機制中,霉菌毒素抑制免疫機能對家禽生產造成的經濟損失最大。然而,要確認是因為飼料中的霉菌毒素所致是非常困難的,因為我們所觀察到的癥狀通常是霉菌毒素的繼發癥,而不是特定霉菌毒素中毒癥的特定癥狀。飼料中以較低濃度同時存在的多種霉菌毒素可對家禽的免疫機能產生疊加性地破壞影響,在有其他疾病挑戰存在的情況下,家禽生產受到很大的威脅。霉菌毒素的威脅再加上環境的應激,如高飼養密度,又進一步導致家禽免疫機能的抑制。所有這些因素組合在一起使得霉菌毒素引發的免疫抑制進一步復雜化,進而增加了我們確保家禽生產效益的一系列有效預防措施奏效的難度。
      飼料中曲霉菌和青霉菌的霉菌毒素對家禽免疫機能的影響
      黃曲霉毒素
      黃曲霉毒素B1是黃曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)的代謝產物,是極其有害的肝臟毒素和致癌物質(Sengstag,1997)。黃曲霉毒素對家禽的危害影響有:降低生產性能,破壞組織器官,改變血清化學、血液學和免疫學指標。據報道(Ghosh等,1991),肉雞采食霉變日糧(黃曲霉毒素B1 300ppb)為期6周,其細胞免疫機能降低。如仍然采食黃曲霉毒素污染的日糧,損壞的細胞免疫機能進一步導致肉雞對疾病的易感性增加。然而,給雛鴨飼喂含黃曲霉毒素B1 200ppb的日糧,對禽霍亂抗體滴度沒有影響(Cheng等,2001)。給肉雞雛雞飼喂含黃曲霉毒素純品(黃曲霉毒素B1和黃曲霉毒素B2 400ppb)的飼料導致其細胞免疫機能顯著降低。然而,飼喂黃曲霉毒素純品為期5周則對肉雞的體液免疫機能無影響。含黃曲霉毒素的天然霉變飼料或飼料原料通常還含有黃曲霉毒醇(Aflatoxicol),Aflatrem和環并偶氮酸(Cyclopiazonic acid)。一研究將黃曲霉污染的天然霉變玉米和含有黃曲霉毒素B1 800ppb的玉米喂給肉雞和火雞35(Giambrone等,1985)。結果發現,與肉雞相比,采食含有黃曲霉毒素200ppb日糧的火雞許多有關細胞免疫的指標大大降低。研究顯示,細胞免疫系統(吞噬細胞功能)比體液免疫系統遭受飼料中黃曲霉毒素的不良影響更嚴重(BondyPestka,2000)。
      赭曲霉毒素
      赭曲霉毒素是由曲霉菌和青霉菌產生的另一個霉菌毒素家族。赭曲霉毒素A是最常見的也是最有毒的赭曲霉毒素。赭曲霉毒素主要危害動物的腎臟組織,導致家禽健康和生產性能降低(Gentles等,1999)。據 Elaroussi等人報道(2006),飼喂肉雞赭曲霉毒素A 400ppb為期5周,肉雞白細胞計數顯著降低,體液免疫和細胞免疫受到嚴重破壞。白細胞參與機體細胞免疫系統應對抗原的挑戰。飼喂肉雞赭曲霉毒素A 2ppm 為期42天,導致雞新城疫疫苗的抗體滴度降低。Verma等人(2004)給肉雞飼喂黃曲霉毒素(2 ppm)和赭曲霉毒素(4 ppm)為期47天,他們發現,肉雞的細胞免疫應答顯著下降。
      對后代免疫機能的影響
    由于體液免疫和細胞免疫機能受到抑制,采食被黃曲霉毒素污染日糧的種雞所產的后代雛雞對疾病的易感性增加(Qureshi等,1998)。因采食被黃曲霉毒素污染日糧而引起的肉種雞免疫系統抑制可導致嚴重的經濟損失。我們應對種雞日糧的霉菌毒素污染情況進行監控,以減小霉菌毒素的危害由種雞向其后代雛雞轉移,導致雛雞免疫機能的進一步抑制和受損(SurCelik,2003)。種雞采食含有1-5ppm 黃曲霉毒素的日糧后,由于黃曲霉毒素對胚胎發育的毒害影響,導致種雞抗體的產生受到抑制,巨噬細胞功能受損。
      對免疫組織器官的影響
      胸腺,法氏囊和脾臟是家禽免疫系統的重要器官組織。這些組織在發育和功能完善過程中的任何損傷都會對家禽的免疫機能和應答反應造成不良的影響。給肉雞飼喂黃曲霉毒素2.5ppm為期21天,肉雞的法氏囊、脾臟和胸腺組織的重量大大降低(Celik等,2000)。Stoeve等人的研究(2004)發現, 飼喂肉雞赭曲霉毒素A 180-800ppb和青霉酸(penicillic acid )1-2ppm 為期42天,肉雞法氏囊、胸腺和脾臟的重量顯著降低。飼喂肉雞赭曲霉毒素A 400-800ppb為期5周同樣也會顯著降低肉雞胸腺的重量(Elaroussi等,2006)。胸腺是家禽細胞免疫系統的重要組織,胸腺重量減少表明免疫機能受損。
      飼料中鐮刀菌霉菌毒素對家禽免疫機能的影響
      常見于谷物,動物飼料和飼草的主要鐮刀菌(Fusarium)霉菌毒素有:單端孢菌毒素,包括去氧瓜萎鐮菌醇(Deoxynivalenol DON,嘔吐毒素),T-2毒素,瓜萎鐮菌醇(nivalenol)以及其他許多毒素;玉米赤霉烯酮;煙曲霉毒素;鐮刀菌酸(fusaric acid)和串珠鐮刀菌素(Moniliformin)。單端孢菌毒素通過抑制DNA,RNA和蛋白質的合成,破壞正常細胞的功能。單端孢菌毒素的主要靶細胞是那些具有蛋白質高周轉率的組織細胞,如小腸、肝臟和免疫系統。因鐮刀菌霉菌毒素所導致的免疫抑制的特點定是抑制免疫球蛋白和抗體的產生。
      對先天性免疫系統的影響
      巨噬細胞具有識別、吞噬、降解并將抗原提呈給T淋巴細胞和B淋巴細胞的功能。巨噬細胞數量的減少可導致家禽對傳染性疾病的易感性增加。Li 等人的研究(2000)發現,煙曲霉毒素B1(200ppm)/或串珠鐮刀菌素(100ppm)影響雛火雞的細菌清除率。采食含有串珠鐮刀菌素日糧的雛雞在其體內檢測出較高的大腸桿菌計數。機體的細菌清除減少與組織中細菌克隆增加有關,這表明細菌的清除率降低。飼喂蛋雞天然霉變日糧(含有去氧瓜萎鐮菌醇12ppm,12-acetyl-DON 0.5ppm和玉米赤霉烯酮0.6ppm),結果發現,蛋雞的白細胞計數和淋巴細胞總數顯著降低(Chowdhury等,2005)。
      對獲得性免疫系統的影響
      在進行常規的疫苗接種后,新城疫病毒和傳染性支氣管炎病毒血清抗體滴度常用來評估飼喂被鐮刀菌霉菌毒素污染的日糧對家禽免疫機能影響的指標(Danicke,2003)。飼喂肉種雞被嘔吐毒素天然污染的日糧為期12周,研究發現,肉種雞對傳染性支氣管炎病毒的抗體水平顯著降低,盡管新城疫病毒的抗體水平未受影響。飼喂蛋雞含有去氧瓜萎鐮菌醇17.6ppm+玉米赤霉烯酮1.58ppm的玉米型日糧,可導致蛋雞新城疫病毒血清抗體滴度水平的顯著降低。飼喂蛋雞含有去氧瓜萎鐮菌醇12ppm,15-acetyl DON 0.5ppm和玉米赤霉烯酮0.6ppm的天然霉變日糧,導致蛋雞免疫機能和免疫學指標嚴重受損(Chowdhury等,2005)。給火雞飼喂類似的日糧,對其免疫機能影響較小。Swamy等人(2002)給肉雞飼喂含有多種鐮刀菌霉菌毒素污染的天然霉變日糧56天,發現膽汁中的免疫球蛋白A水平降低,但未發現對傳染性支氣管炎病毒水平的影響。
      業已證明,飼喂煙曲霉毒素破壞肉雞的體液免疫機能。飼喂10-15ppm可顯著地降低新城疫病毒二級血清抗體滴度的水平(Cheng等,2006)。給雛火雞長期飼喂T-2毒素或蛇形菌素(Diacetoxyscirpenol)1ppm為期32天,并未發現雛火雞對腸道途徑免疫或非腸道途徑免疫的抗原的抗體水平有任何改變(Sklan等,2003)。
      對淋巴細胞增殖的影響
      淋巴細胞對有絲分裂源(疾病挑戰)的芽生反應常用于免疫毒性試驗中,因為它提供有關T淋巴細胞和B淋巴細胞增殖能力的可靠信息。淋巴細胞的增殖能力對于免疫系統對疾病挑戰的大多數免疫反應來說是非常重要的。在體外,當雞的血淋巴細胞暴露于串珠鐮刀菌素時,淋巴細胞的增殖速度顯著降低(Li等,2000)。給肉雞飼喂煙曲霉毒素B1(200ppm),導致淋巴細胞對分裂源的增殖能力大大降低。淋巴細胞生存能力的降低有損于家禽的免疫系統。
      對免疫器官和組織病理學的影響
      飼喂煙曲霉毒素B120ppm導致肉雞法氏囊相對重量降低(Cheng等,2006)。飼喂煙曲霉毒素B1 200ppm+串珠鐮刀菌素100ppm導致雛火雞胸腺重量顯著降低。據Danicke等報道(2004),給北京鴨飼喂含有去氧瓜萎鐮菌醇和玉米赤霉烯酮的霉變小麥日糧49天,北京鴨的法氏囊重量隨霉菌毒素水平的增高而降低。淋巴組織重量的降低與抗體產生的減少呈相關關系。給火雞(ChowdhurySmith,2007)和肉種雞(Yegani等,2006)飼喂含有去氧瓜萎鐮菌醇和玉米赤霉烯酮的天然霉變谷物未見對其脾臟和法氏囊相對重量的影響。給綠頭鴨飼喂 T-2毒素至30ppm為期21天,導致其脾臟,胸腺和法氏囊萎縮(HayesWobeser,1983)。給肉雞飼喂脫氧雪腐鐮刀菌醇(Scirpentriol)16ppm為期21天,導致肉雞法氏囊明顯退化(Ademoyero等,1991)。
      鐮刀菌霉菌毒素是一組具有不同特性的霉菌毒素,通過不同的免疫毒性影響破壞家禽的免疫系統,如降低T淋巴細胞和B淋巴細胞的數量,減少抗體的產生以及破壞淋巴細胞的增殖等。這些有害的影響大大降低了家禽對許多細菌性和病毒性疾病的抵抗能力,導致發病率上升。因此,飼料中的鐮刀菌霉菌毒素有損于家禽的生產性能和生產效益。
      飼料中的霉菌毒素對家禽腸道免疫的影響
      胃腸道是動物抵御外來有害化學物質、污染物和天然毒素的第一道防線。胃腸道在宿主組織和腸腔之間起著選擇性的屏障作用。腸道屏障具有物理、化學、免疫學和微生物學的主要特點。腸道是機體最大的免疫器官。
    霉菌毒素對腸道免疫機能的影響
      研究證明,去氧瓜萎鐮菌醇,展青霉素(Patulin)和赭曲霉毒素破壞腸道上皮細胞的完整性。這些霉菌毒素摧毀上皮細胞間緊密連接處的某些蛋白質,阻止腸細胞之間的小分子穿過。因此,霉菌毒素抑制了蛋白質的合成。免疫球蛋白在腸粘膜的免疫應答中起著至關重要的作用,參與宿主對病原菌的初級防御。霉菌毒素通過破壞腸上皮細胞的完整性和通透性破壞腸道免疫機能,從而導致免疫球蛋白的分泌水平降低,腸道病原菌的克隆增加。
    結論
      曲霉菌,青霉菌和鐮刀菌的霉菌毒素通過破壞機體的體液免疫和細胞免疫系統損壞家禽的健康。在實際飼養條件下,這些霉菌毒素對家禽免疫系統的影響主要是對傳染性疾病挑戰的免疫反應大大降低。腸道是機體具有重要意義的免疫器官之一,誘導機體對微生物類的抗原發動先天性免疫和獲得性免疫反應。腸道同時也是吸收飼料中霉菌毒素的場所。霉菌毒素對腸道免疫系統的負面影響以及機體組織發生的系統性改變最終導致家禽對傳染性疾病的易感性更高。在商業化飼養條件下,含有霉菌毒素的霉變日糧以及不良生產環境和管理條件的代謝應激等因素集結在一起強化了對家禽免疫系統的有害影響,給家禽生產帶來巨大的經濟損失。
    由飼料中霉菌毒素導致的家禽免疫機能抑制的癥狀包括:雞群長時間的出現健康問題;藥物治療后不見效果以及免疫接種失效。最好的預防措施就是要采取嚴格的品控程序,嚴格把關飼料原料的采購,拒絕霉變原料,從而最大程度地減少飼喂被霉菌毒素污染的霉變日糧的機會。同樣重要的是,通過執行良好的衛生實踐程序,最大程度地減少雞群感染疾病。這樣,我們就可最大程度地降低因飼料中霉菌毒素對雞群免疫機能不良影響而造成的家禽生產的經濟損失。



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