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减少抗生素在家禽中的使用以此降低耐药菌产生的风险,是目前全球关注的重点及需求。中链脂肪酸(Medium Chain Fatty Acids,MCFAs)可有效减少抗生素的使用且不会对家禽生产性能和食品安全产生不利影响。
中图分类号:S815 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)02-0031-02
细菌的抗药性是全球性问题。新抗药机制的出现和扩散严重威胁着我们对普通感染性疾病的治疗能力,导致人员死亡或残疾,残疾者直至最后才可能过上正常人的生活。随着抗药性细菌的增加,许多普通的药物无法发挥治疗作用。
假如一线抗生素无法发挥作用,因治疗费用更加昂贵,抗药性会增加医疗保健费用。
由抗药菌引发的传染病会导致普通的治疗方法无效,甚至会引起死亡。2014年发表的“耐药性综述”表明,目前每年有700 000人死于耐药菌导致的疾病。如果全球饲料行业继续像现今这样使用抗生素,预计到2025年死亡人数可能会增加至每年1 000万人。在该情况下,耐药菌引发的疾病将成为世界上致死率最高的疾病(图1)。
1 抗菌剂的促生长作用
抗生素在动物生产中的使用已持续了近50年。抗生素的这种使用方法大多是以抗生素生长促进剂(Antibiotic Growth Promoters,AGPs)的方式添加的。AGPs是一类以低水平持续加入家禽饲料中以此来提高家禽生产性能和饲料转化率而非以疾病治疗为目的的抗菌药物。目前AGPs使用的主要益处是确保饲养在卫生管理措施效率欠佳的老式设施中动物的健康。用AGPs生产肉鸡的鸡场往往会使用较为陈旧的鸡舍,缺乏现代化的设备,更不可能遵循消除食品安全隐患的管理计划。当生产环境优良时,AGPs的作用较小。研究发现,相较于旧的生产环境,给新环境下的肉鸡饲喂AGPs,产生的反应显著较小。
2016年1月1日,欧盟开始全面禁止在动物饲料中添加以促进动物生长为目的的抗生素。这个禁令是逐步禁止抗生素用于非治疗目的的最后一步。在欧洲,人们必须采取行动来解决这一挑战:建造适合家禽生长的鸡舍,并配备有效的温度控制设备、正确的卫生和生物安全措施,同时使用合适的饲料和饲料添加剂。在美国,AGPs并没有被禁止使用,但美国食品及药品管理局发布了自愿撤回业内用于促生长目的的医用重要抗生素的指导方针。对于决策者而言,最大的挑战是评估动物用抗生素对社会的益处及成本。抗生素对畜禽行业的经济价值和其不断增加的耐药性所带来的潜在健康成本孰重孰轻?AGPs禁用对美国肉类生产商和消费者的生产力和经济的潜在影响是什么?所有这些问题首先应该得到解决,尽管如此,美国预计会在2017年颁布禁止AGPs在饲料中使用的条令。
2 中链脂肪酸
在家禽营养中,中链脂肪酸(Medium Chain Fatty Acids,MCFAs)已作為抗生素替代品使用了很长一段时间。由于其具有广泛的抗菌和维持免疫活性的作用,Aromabiotic Poultry公司已经成为可以减少预防性和促生长性抗生素使用的重要饲料添加剂生产公司之一。
在胃内较低的pH环境中,未解离的MCFAs分子能够穿透细菌细胞膜的磷酸双分子层,进而破坏细胞膜。在细菌细胞内,MCFAs处于一个接近为中性的环境,解离的MCFAs分子会积聚,质子留在细菌的细胞质中产生酸化作用,酸化作用最终会杀死细菌。相较于短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acids,SCFAs)和长链脂肪酸(Long Chain Fatty Acids,LCFAs),MCFAs拥有较低的最小抑菌浓度;相较于MCFAs酯类和脂肪包裹的丁酸——它们在肠道脂肪酶的作用下仅在肠道中释放其活性物质,游离的MCFAs在动物胃中也可对病原起到早期的屏障作用。这些抗菌性活性的联合作用,将在肠道中产生一个有益的微生物生态系统,因而会产生较高的肠道绒毛高度/隐窝深度比值,促进肠道的消化和吸收功能。
另外,除了抑菌作用外,MCFAs对动物的免疫功能也有积极的影响。动物机体抵抗病原体的第一道防线是中性粒细胞。这些白细胞会攻击病原体,保护动物,防止其生病。在应激时期,这些白细胞会被摧毁,生命周期变短。研究发现,饲料中添加MCFAs可延长白细胞的寿命,这意味着血液会携带更多有活力的白细胞,进而将向动物提供更好的保护。
3 梭菌攻毒
最近一项试验再一次证明了MCFAs是AGPs最理想的替代品。在攻毒试验中,900羽Cobb 500肉鸡(3个处理,每个处理10个重复,每个重复30羽鸡)用产气荚膜梭菌攻毒。显然此试验设计是成功的,因为阴性对照组鸡的生产性能较低,死亡率为9%。这意味着产气荚膜梭菌对鸡产生了明显的感染效应。处理2和处理3分别检测了AGPs和MCFAs对产气荚膜梭菌的杀菌效应。这二个处理组的鸡在体重和饲料转化率上均有显著的恢复效应。AGPs组鸡的死亡率降低至4%以下,MCFAs组鸡的死亡率甚至下降至3%以下。MCFAs组鸡具有与AGPs组鸡相同的欧洲生产效率因子(European Production Efficiency Factor,EPEF)。除畜牧学性能外,对肉鸡第21天的损伤情况也进行了评估。同样的,AGPs组鸡和MCFAs组鸡的损伤评分显著低于对照组(表1)。
4 结语
饲料中添加MCFAs可提高家禽生产性能,并且可降低耐药菌产生的风险。
中图分类号:S815 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)02-0031-02
细菌的抗药性是全球性问题。新抗药机制的出现和扩散严重威胁着我们对普通感染性疾病的治疗能力,导致人员死亡或残疾,残疾者直至最后才可能过上正常人的生活。随着抗药性细菌的增加,许多普通的药物无法发挥治疗作用。
假如一线抗生素无法发挥作用,因治疗费用更加昂贵,抗药性会增加医疗保健费用。
由抗药菌引发的传染病会导致普通的治疗方法无效,甚至会引起死亡。2014年发表的“耐药性综述”表明,目前每年有700 000人死于耐药菌导致的疾病。如果全球饲料行业继续像现今这样使用抗生素,预计到2025年死亡人数可能会增加至每年1 000万人。在该情况下,耐药菌引发的疾病将成为世界上致死率最高的疾病(图1)。
1 抗菌剂的促生长作用
抗生素在动物生产中的使用已持续了近50年。抗生素的这种使用方法大多是以抗生素生长促进剂(Antibiotic Growth Promoters,AGPs)的方式添加的。AGPs是一类以低水平持续加入家禽饲料中以此来提高家禽生产性能和饲料转化率而非以疾病治疗为目的的抗菌药物。目前AGPs使用的主要益处是确保饲养在卫生管理措施效率欠佳的老式设施中动物的健康。用AGPs生产肉鸡的鸡场往往会使用较为陈旧的鸡舍,缺乏现代化的设备,更不可能遵循消除食品安全隐患的管理计划。当生产环境优良时,AGPs的作用较小。研究发现,相较于旧的生产环境,给新环境下的肉鸡饲喂AGPs,产生的反应显著较小。
2016年1月1日,欧盟开始全面禁止在动物饲料中添加以促进动物生长为目的的抗生素。这个禁令是逐步禁止抗生素用于非治疗目的的最后一步。在欧洲,人们必须采取行动来解决这一挑战:建造适合家禽生长的鸡舍,并配备有效的温度控制设备、正确的卫生和生物安全措施,同时使用合适的饲料和饲料添加剂。在美国,AGPs并没有被禁止使用,但美国食品及药品管理局发布了自愿撤回业内用于促生长目的的医用重要抗生素的指导方针。对于决策者而言,最大的挑战是评估动物用抗生素对社会的益处及成本。抗生素对畜禽行业的经济价值和其不断增加的耐药性所带来的潜在健康成本孰重孰轻?AGPs禁用对美国肉类生产商和消费者的生产力和经济的潜在影响是什么?所有这些问题首先应该得到解决,尽管如此,美国预计会在2017年颁布禁止AGPs在饲料中使用的条令。
2 中链脂肪酸
在家禽营养中,中链脂肪酸(Medium Chain Fatty Acids,MCFAs)已作為抗生素替代品使用了很长一段时间。由于其具有广泛的抗菌和维持免疫活性的作用,Aromabiotic Poultry公司已经成为可以减少预防性和促生长性抗生素使用的重要饲料添加剂生产公司之一。
在胃内较低的pH环境中,未解离的MCFAs分子能够穿透细菌细胞膜的磷酸双分子层,进而破坏细胞膜。在细菌细胞内,MCFAs处于一个接近为中性的环境,解离的MCFAs分子会积聚,质子留在细菌的细胞质中产生酸化作用,酸化作用最终会杀死细菌。相较于短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acids,SCFAs)和长链脂肪酸(Long Chain Fatty Acids,LCFAs),MCFAs拥有较低的最小抑菌浓度;相较于MCFAs酯类和脂肪包裹的丁酸——它们在肠道脂肪酶的作用下仅在肠道中释放其活性物质,游离的MCFAs在动物胃中也可对病原起到早期的屏障作用。这些抗菌性活性的联合作用,将在肠道中产生一个有益的微生物生态系统,因而会产生较高的肠道绒毛高度/隐窝深度比值,促进肠道的消化和吸收功能。
另外,除了抑菌作用外,MCFAs对动物的免疫功能也有积极的影响。动物机体抵抗病原体的第一道防线是中性粒细胞。这些白细胞会攻击病原体,保护动物,防止其生病。在应激时期,这些白细胞会被摧毁,生命周期变短。研究发现,饲料中添加MCFAs可延长白细胞的寿命,这意味着血液会携带更多有活力的白细胞,进而将向动物提供更好的保护。
3 梭菌攻毒
最近一项试验再一次证明了MCFAs是AGPs最理想的替代品。在攻毒试验中,900羽Cobb 500肉鸡(3个处理,每个处理10个重复,每个重复30羽鸡)用产气荚膜梭菌攻毒。显然此试验设计是成功的,因为阴性对照组鸡的生产性能较低,死亡率为9%。这意味着产气荚膜梭菌对鸡产生了明显的感染效应。处理2和处理3分别检测了AGPs和MCFAs对产气荚膜梭菌的杀菌效应。这二个处理组的鸡在体重和饲料转化率上均有显著的恢复效应。AGPs组鸡的死亡率降低至4%以下,MCFAs组鸡的死亡率甚至下降至3%以下。MCFAs组鸡具有与AGPs组鸡相同的欧洲生产效率因子(European Production Efficiency Factor,EPEF)。除畜牧学性能外,对肉鸡第21天的损伤情况也进行了评估。同样的,AGPs组鸡和MCFAs组鸡的损伤评分显著低于对照组(表1)。
4 结语
饲料中添加MCFAs可提高家禽生产性能,并且可降低耐药菌产生的风险。