■John R.Pluske

（珀斯默多克大學(xué)動(dòng)物研究所，西澳大利亞）

現(xiàn)代商業(yè)條件下，斷奶仔豬會(huì)受到各種應(yīng)激(環(huán)境、營養(yǎng)和身心或社會(huì)的)影響，這些應(yīng)激會(huì)改變仔豬胃腸道生理機(jī)能、微生物區(qū)系和免疫功能(Pluske等，1997；Lallès等，2007)。因此，仔豬在斷奶后一段時(shí)間通常以次佳生長為特點(diǎn)，例如，采食量降低，體重下降(Bark等，1986；Pluske等，1997)，飼料轉(zhuǎn)化效率變差，高發(fā)率的腸道紊亂伴隨經(jīng)常發(fā)生的腹瀉[細(xì)菌性的和（或是）日糧抗原引起]，這種腹瀉反過來能導(dǎo)致仔豬的發(fā)病率和死亡率增加(Hampson，1994；Halas等，2007；Heo等，2012)。事實(shí)上，在實(shí)際商業(yè)條件下，斷奶后仔豬體重很可能下降到不足斷奶前體重的50%(Pluske等，1997)。

為了克服仔豬斷奶后生長的停滯，過去我們常常將抗生素和一些礦物元素化合物，如氧化鋅添加到斷奶仔豬日糧中(Verstegen等，2002)。然而，由于抗生素的添加可能會(huì)造成耐藥菌株在腸道的增殖(Amezcua等，2002；Wegener，2006；Smith等，2010)；所以歐盟從2006年1月起，就開始全面禁止抗生素在家畜飼糧中的添加。由于若干原因，全世界的養(yǎng)豬業(yè)都面臨著抗生素的禁用(Lusk等，2006；Reijnders，2006)，此外，礦物元素在環(huán)境中的積累問題也同樣令人擔(dān)憂。

然而，抗生素生長促進(jìn)劑的禁用會(huì)造成家畜存活率降低，體重下降，飼料轉(zhuǎn)化率降低，均勻度下降（如同一圈會(huì)出現(xiàn)更多不同體況的豬），并增加了治療抗生素的使用。為了改善斷奶后期仔豬的生產(chǎn)性能、健康和福利，就必須找到飼料原料的組合，或者單一的或者允許使用的組合形式的飼料添加劑，從而減輕斷奶后期體重的下降和頻發(fā)的消化問題的發(fā)生率和嚴(yán)重性。為了達(dá)到以上目的，我們必須更好地了解抗生素影響動(dòng)物生理機(jī)能的具體機(jī)制，并同時(shí)結(jié)合適當(dāng)?shù)牟±砟Ｐ秃腕w外技術(shù)，這是我們當(dāng)前研究抗菌素替代品的關(guān)鍵。由于有關(guān)腸道養(yǎng)分利用和代謝機(jī)制的重要研究進(jìn)展已被報(bào)道，因此Lange等(2010)提出，營養(yǎng)的最終目標(biāo)就是給仔豬制定一個(gè)特殊的日糧配方，這個(gè)配方能使仔豬胃腸道達(dá)到最佳的健康狀況并發(fā)揮最佳的功能；如確定蛋白或氨基酸在飼糧中的含量，盡量減少日糧中的填充物和抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，增加有益的化合物，如生長因子和免疫球蛋白。最佳日糧纖維的水平和類型也因腸道疾病性質(zhì)的不同、原料供應(yīng)和成本的不同、生產(chǎn)目的的不同而變化(de Lange等，2010)。

大量的日漸發(fā)展的研究體系評估了許多各種不同的飼料原料和飼料添加劑對豬胃腸道健康和發(fā)育的各個(gè)方面的影響。文章不可能對所有研究細(xì)節(jié)進(jìn)行評述，本文的目的是簡要總結(jié)仔豬斷奶后腸道發(fā)育和健康的相關(guān)問題，以及對飼料添加劑進(jìn)行簡要的描述和對斷奶后腹瀉相關(guān)的飼料原料和添加劑進(jìn)行深入的探討。

1 斷奶后胃腸道及其與健康和發(fā)育的關(guān)系

豬的胃腸道是一個(gè)非常復(fù)雜的組織，同時(shí)小豬斷奶前后，胃腸道正在經(jīng)歷一個(gè)快速的變化，包括容積、蛋白周轉(zhuǎn)率、菌群數(shù)量和組成，進(jìn)而導(dǎo)致消化、吸收、屏障和免疫功能發(fā)生迅速和明顯的改變(Pluske等，1997；Burrin等，2003；Vente-Spreeuwenberg等，2003；Lallès等，2004;Domeneghini等，2006)。Burrin等(2003)將仔豬斷奶后的這些變化分為急性期和適應(yīng)期。斷奶后的前5～7 d為急性期，而適應(yīng)期發(fā)生在如圖1所示的急性期之后。飼養(yǎng)者主要是靠采食量和之后腸腔營養(yǎng)的變化來區(qū)分急性期和適應(yīng)期，因?yàn)樽胸i斷奶后要花7～14 d的時(shí)間才能學(xué)會(huì)如何采食和恢復(fù)到斷奶前的采食量水平(Pluske等，1997)。假如仔豬胃腸道中缺乏常量營養(yǎng)素、微量養(yǎng)分和能量，就不利于胃腸道的健康和發(fā)育以及后續(xù)適應(yīng)期的恢復(fù)。

圖1 仔豬早期斷奶后腸道發(fā)育的急性期和適應(yīng)期(Burrin等，2003)

如Lange等(2010)所言，考慮以有限種類的飼料添加劑有效地刺激仔豬胃腸道健康和發(fā)育，從而解決斷奶后胃腸道的復(fù)雜性和較大改變的建議是不可行的。因?yàn)椴煌后w的豬飼養(yǎng)在各種各樣的條件下，包括圈舍、管理、飼喂和健康狀態(tài)。這說明，當(dāng)我們評估飼料原料和添加劑的功能性特性時(shí)，需要去探索其潛在的、根本的作用機(jī)制，從而才能更好地理解在什么條件下日糧干預(yù)才能取得最佳的反應(yīng)。腸道的功能性主要包括消化能力（胰腺的活動(dòng)和刷狀緣酶活性），吸收能力，化學(xué)和物理屏障，菌群數(shù)量和多樣性以及免疫功能（Lange等，2010）。本文我們對抗生素與腸道組織之間的作用機(jī)制，無論是通過菌群和發(fā)酵產(chǎn)物直接或間接的作用機(jī)制，了解都是有限的(Niewold 2007)。氧化鋅被稱是擁有著各種各樣的作用方式(Pluske等，2007)，但很難解釋它的有效性來自何種或幾種確切的作用機(jī)制，這使得當(dāng)我們必須尋找或發(fā)展氧化鋅替代產(chǎn)品時(shí)變得困難重重。因此研究清楚這些作用機(jī)制非常關(guān)鍵，從而能夠?qū)ふ矣行У摹⒖沙掷m(xù)和能被消費(fèi)者接受的這些產(chǎn)品的替代物。

商業(yè)管理?xiàng)l件下，提高豬的生產(chǎn)力，研究者經(jīng)常都會(huì)面臨一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性的挑戰(zhàn)。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將被用于探索研究深入的作用機(jī)理或評估各種各樣飼料添加劑。另外，在試驗(yàn)單元中正確表述商業(yè)條件也是一個(gè)挑戰(zhàn)(de Lange等，2010)。從這個(gè)意義上，我們考慮使用體外技術(shù)和疾病感染模型。例如，尤斯灌流裝置可能被用作研究腸道黏膜功能性的各個(gè)方面，如滲透性、吸收能力和分泌功能，可以快速篩選飼料原料和添加劑(Montagne等，2007)。作為一種選擇之一，相對簡單的體外裝置可能被用來研究各種各樣飼料添加劑的抗菌特性，盡管要注意這些研究結(jié)果中的互作。比如，體外試驗(yàn)測定的各種精油的抗菌特性，在體外試驗(yàn)裝置中有飼料存在時(shí)，這些測定結(jié)果就大大降低了(Si等，2006)，最可能是因?yàn)榫捅伙暳项w粒吸收了。因此，體外試驗(yàn)觀察到的結(jié)果還需要通過體內(nèi)試驗(yàn)測定某些關(guān)鍵指標(biāo)后再進(jìn)行驗(yàn)證。

2 飼料添加劑和抗生素

歐盟官方雜志（2003）把飼料添加劑定義為化學(xué)物質(zhì)、微生物和某種制劑，而不是飼料原料和預(yù)混料。這些物質(zhì)被有意識(shí)地添加到飼料或水中，能執(zhí)行一種或多種功能：改善飼料特性；改善動(dòng)物產(chǎn)品的特性；改善觀賞魚類和鳥類的顏色；滿足動(dòng)物的營養(yǎng)需要；改善動(dòng)物生產(chǎn)造成的環(huán)境問題；改善動(dòng)物生產(chǎn)性能和福利，特別影響胃腸道菌群和飼料的消化率；有抗球蟲劑或組織鞭毛蟲抑制劑的功效。

同時(shí)，飼料添加劑不應(yīng)對動(dòng)物健康，人類健康或環(huán)境有不利的影響；不存在誤導(dǎo)使用者的行為；不損害消費(fèi)者的利益，不損害動(dòng)物產(chǎn)品的特性或不誤導(dǎo)消費(fèi)者對動(dòng)物產(chǎn)品特性的認(rèn)識(shí)（歐盟官方雜志，2003）。

除了抗球蟲劑和組織鞭毛蟲抑制劑外的抗生素不被認(rèn)為是飼料添加劑（歐盟官方雜志，2003）。

無論如何，對人和動(dòng)物來說，抗生素仍然是用以治療細(xì)菌感染必不可少的藥物。然而，正如之前提到的，由于細(xì)菌容易對抗生素產(chǎn)生耐藥性，這已是抗生素在人類醫(yī)藥上使用的一個(gè)嚴(yán)重問題，而在動(dòng)物生產(chǎn)中添加抗生素已經(jīng)引起影響公共健康的擔(dān)憂。抗生素能在畜牧生產(chǎn)中使用了超過40年，主要有以下3個(gè)原因：①治療的功效，能治療被確診了的疾??；②預(yù)防的功效，能預(yù)先防止疾病的發(fā)生；③能提高生產(chǎn)性能，增加飼料轉(zhuǎn)化率、生長速度和產(chǎn)量(http：//www.bsas.org.uk/about_the_bsas/issue_papers/antibiotic_use_in_farmed_livestock/)。

目前，不可能存在任何一種單一的物質(zhì)能夠替代飼用抗生素的功能(Pluske等，2007;de Lange等，2010)。而且，任何一種試圖全面代替抗生素功能的物質(zhì)都將會(huì)遭遇像抗生素在過去的40年以來所受到的那種嚴(yán)密的監(jiān)管。由于從飼用抗生素那里發(fā)現(xiàn)的對生長的好處主要是其對胃腸道的許多不同作用實(shí)現(xiàn)的，因此要想取代他們，就必須依賴于營養(yǎng)、管理、圈舍、健康和飼養(yǎng)等因素的組合。很多抗生素替代物的評估試驗(yàn)和(或)商業(yè)結(jié)果還存在大量的不一致性。這使得很難去判斷某一特定添加劑的功效或其他方面。盡管如此，我們已經(jīng)嘗試去評估那些被作為抗生素替代物而提出的單一飼料添加劑的功效(表1)，給出一個(gè)象征它們潛在價(jià)值的評分(http：//www.bsas.org.uk/about_the_bsas/issue_papers/alternatives_to_antibiotic_feed_additives_for_pigs/)。正如所能看到的，這些作者在評估中已經(jīng)包括了飼養(yǎng)和管理技術(shù)，以及其它一些因素（例如，對于農(nóng)場主和飼養(yǎng)者的教育），對無抗生素時(shí)代的發(fā)展具有巨大潛能的因素。因此，全盤視角考慮抗生素替代策略勢在必行。

3 斷奶后腹瀉的日糧和飼料添加劑

斷奶后腹瀉（PWD）是仔豬斷奶后的前兩周經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象，主要特征是頻繁排泄水樣糞便。最嚴(yán)重的會(huì)引起廣泛發(fā)病率和死亡率。斷奶后腹瀉一直是全球養(yǎng)豬業(yè)主要經(jīng)濟(jì)問題之一。斷奶后腹瀉是一種多因子疾病，其確切的發(fā)病機(jī)制仍不清楚，但它明顯與糞便中大量脫落的β-溶血性產(chǎn)腸毒素大腸桿菌相關(guān)，這種血清型病菌特別在斷奶后仔豬小腸內(nèi)增殖。由于這個(gè)原因，PWD有時(shí)也被稱為斷奶后大腸桿菌病(Fairbrother等，2005)。其他不產(chǎn)毒素的致病型大腸桿菌，偶爾也會(huì)參與仔豬斷奶后腹瀉。有許多不同形態(tài)的細(xì)菌（菌毛）黏附，可能參與對于小腸黏膜的附著(Fairbrother等，2005)。

長久以來抗生素生長促進(jìn)劑（AGP），不僅用來消除或減少致病細(xì)菌，也用來改善生長，在斷奶后使用AGP的一個(gè)顯著和關(guān)鍵的效果就是減少產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌。然而，如前所述，對于AGP使用的限制和擔(dān)憂，已經(jīng)出現(xiàn)了很多的替代物，如飼料添加劑和日糧干預(yù)等被提出用以緩解斷奶后腹瀉造成的問題。在這點(diǎn)上，PWD代表了一個(gè)有趣的實(shí)時(shí)案例。因?yàn)樗且环N在沒有AGP下的狀態(tài)，這種狀態(tài)當(dāng)在應(yīng)用飼料（例如日糧成分，蛋白質(zhì)/氨基酸水平）和飼料添加劑（例如氧化鋅，如被允許，有機(jī)酸）作為可能的解決方案時(shí)能夠達(dá)到。

表1 替代養(yǎng)豬生產(chǎn)中飼用抗生素作用的添加劑和策略的功效與潛力

最近，Heo等（2012）在一個(gè)很好的綜述中，為那些擔(dān)心PWD的生產(chǎn)者提供了現(xiàn)有的各種選擇。同時(shí)，Halas等(2007)、de Lange等(2010)和Kim等(2012)也為這個(gè)領(lǐng)域的理解和認(rèn)知做出了很大貢獻(xiàn)。舉個(gè)例子，日糧蛋白的來源和水平已被公認(rèn)能影響仔豬腸道的健康，追溯到19世紀(jì)50年代和60年代，大量研究發(fā)現(xiàn)了日糧的蛋白水平跟仔豬斷奶后腹瀉的相關(guān)性。這種與仔豬斷奶后腹瀉的相關(guān)性中一個(gè)關(guān)鍵成分是日糧中的纖維的數(shù)量和類型。而且很多研究都考察了日糧碳水化合物和蛋白的數(shù)量和類型在動(dòng)物胃腸道特征上與斷奶后腹瀉的關(guān)系(Bikker等，2006；Jeaurond 等，2008)。Kim等（2008）研究表明，PWD的臨床癥狀取決于胃腸道中可發(fā)酵的碳水化合物和有效蛋白質(zhì)之間的平衡，而不是絕對的食糜中蛋白質(zhì)和非淀粉多糖（NSP）的絕對量。此研究中，飼喂的日糧含有190～200 g/kg的蛋白質(zhì)，主要以膨化大米以及添加和不添加20 g/kg燕麥殼的生小麥為主。日糧蛋白全部來源于動(dòng)物性蛋白以限制其它來源的非淀粉多糖。沒添加燕麥殼的基礎(chǔ)日糧每千克含有3 g和11 g的可溶性非淀粉多糖以及9 g和66 g的不溶性非淀粉多糖，分別用于膨化大米型日糧和小麥型日糧。有趣的是，只有那些飼喂不添加燕麥殼的膨化大米型日糧的豬出現(xiàn)PWD的情況較多，而飼喂不添加燕麥殼的小麥型日糧的豬都沒有發(fā)生PWD。這種互作可能暗示著胃腸道中可發(fā)酵的蛋白質(zhì)和碳水化合物之間的比例會(huì)影響PWD的發(fā)生。

研究也評估了日糧蛋白對菌群組成的影響，然而，正如Heo等（2012）所強(qiáng)調(diào)的，需要進(jìn)一步研究可發(fā)酵蛋白和可發(fā)酵碳水化合物的最佳比例對腸道菌群特性的影響，以更清楚地理解可發(fā)酵蛋白和碳水化合物對斷奶仔豬胃腸道微生態(tài)的影響。這樣，才能獲得切實(shí)可行的日糧解決方案。然而，減少PWD發(fā)生率和嚴(yán)重性的一致方法是飼喂低蛋白日糧。實(shí)際上，飼喂低蛋白日糧補(bǔ)充必需的氨基酸添加劑（賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸和異亮氨酸）或合適的原料，可以在斷奶后5 d內(nèi)(Heo等，2008)就能改善仔豬胃腸道的健康指標(biāo)，并保持生產(chǎn)性能。此外，Bhandari等(2010)最近的研究也表明，與添加抗生素相比，低蛋白日糧可以起到與益生素協(xié)同的作用從而改善斷奶仔豬的生長性能。有研究報(bào)道，與抗生素相比，低蛋白日糧與益生菌（非致病性大腸桿菌益生菌）協(xié)同作用能更好地提高仔豬生產(chǎn)性能（見表2）。斷奶后日糧中添加益生菌已被公認(rèn)為是一種非藥物性的抗生素替代物的選擇。

在這個(gè)特定的研究中，隨著食糜中大腸桿菌K88數(shù)量的減少，低蛋白日糧也降低了大腸桿菌K88在黏膜表面的數(shù)量。添加益生菌可能是通過降低大腸桿菌K88在腸道黏膜表面的定植，降低斷奶后腹瀉，從而實(shí)現(xiàn)對仔豬生產(chǎn)性能的改善，如糞便評分(FC)結(jié)果所示（見表2）。這些作者認(rèn)為，本研究中低蛋白日糧和所用的益生菌對于斷奶后仔豬生產(chǎn)性能的協(xié)同效應(yīng)是通過不同的作用機(jī)制所致的。低蛋白日糧是通過減少大腸桿菌K88增殖所需的底物數(shù)量從而減少大腸桿菌K88的數(shù)量(Opapeju等，2009)，而作為益生菌菌屬的非致病性大腸桿菌是通過產(chǎn)生大腸桿菌素抑制致病性大腸桿菌K88的作用(Setia，2007)。

4 小結(jié)

仔豬斷奶后的生長阻滯和包括PWD在內(nèi)的腸道疾病是在斷奶期最具重要性，并持續(xù)代表著全世界某些地區(qū)養(yǎng)豬業(yè)經(jīng)濟(jì)損失的重要原因。對于在人類上的細(xì)菌耐藥菌株與畜禽日糧中使用亞治療量的抗生素之間的聯(lián)系被持續(xù)關(guān)注，同樣的，還有重金屬環(huán)境污染。大量研究已深入考察飼料原料和飼料添加劑的專業(yè)化使用以減少行業(yè)對于目前抗菌素混合物的依賴性。這個(gè)研究的重點(diǎn)應(yīng)該是深入調(diào)查斷奶前后仔豬的胃腸道，以便將因從豬飼料中移除抗生素引起的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)后果最小化。對于抗生素有效替代物的研究勢在必行。大量的營養(yǎng)策略已被推薦作為提高斷奶后生長性能和控制PWD的可供選擇的方式。

表2 飼喂不同日糧早期斷奶仔豬的生產(chǎn)性能和糞便評分