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减少抗生素在畜禽生产中的使用正成为一场全球性的运动,同时越来越多的农场表示,只要把关注点放到动物的肠道健康上,不必牺牲动物生产性能和健康也可以减少抗生素的使用量。
中图分类号:S816 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)06-0030-03
抗生素在历史上乃至现在都被广泛应用来解决仔猪的肠道健康问题。如今一个重大的挑战是找到抗生素的替代品,以便确保仔猪在生长发育期间的肠道健康。减少抗生素使用量的目的应该进行调整,取而代之的应是提供健康的生产系统,以保证动物在各个生产阶段的生长发育。生产不应用于治疗病猪——它应用于针对不良生产系统。因此,在任一个减少抗生素使用量的方案中,第一步都应该是优化生产系统的综合健康指标,从而使系统性预防性使用成为重中之重。
这种方法不会导致猪发病情况的增加和生产力的下降;相反,生产力有可能会提高,减少抗生素使用后节省下来的费用可以投资其他领域,以优化猪的整体福利和健康。
本文将讨论猪的肠道健康如何成为影响系统健康、免疫和生产性能的关键要素,并将列举一些实例来说明注重肠道健康为何能大大减少抗生素的使用量。
1 猪的肠道健康和免疫
肠道健康是动物获得健康的关键所在,动物生产中也越来越强调优化肠道健康的重要性。Kogut和Arsenault(2016)指出,健康的肠道被定义为无病、预防和/或避免疾病的发生,使动物能够发挥其生理学上的功能,以抵御外源性和内源性的应激。
健康的肠道由许多具有生理学的和功能学的成分组成,如营养物质的消化和吸收、宿主代谢、能量产生、平衡的肠道微生物群、黏液层、屏障功能和黏膜免疫。因此,健康的肠道不仅是没有疾病的肠道;健康的肠道更应是一个高效的消化器官,可以形成一个能够抗击疾病的良好防御机制,并能轻松地应对疾病的挑战。
肠道是动物机体中最大的器官之一,在体内拥有最大的表面积。该表面是一种具有物理、化学、免疫学和微生物学功能的选择性屏障,可以吸收水和已消化的饲料,但致病因子也应该在这里得到合理的控制。
肠道也是机体中免疫细胞拥有量最多的器官(约占总量的70%),其中许多免疫细胞位于与肠道相关的淋巴组织(淋巴集结)中。这些免疫细胞是抗击病原体入侵的第一道防线,且它们中的大多数位于大肠中。
免疫力,按照韦氏字典的定義,是“能够抵抗特定疾病,特别是通过抑止致病微生物的生长和发育或通过消除其分泌物产生的不良作用的一种能力”。免疫是机体对抗“敌人”的内部防御机制。人们可以将肠道认为是一个简化版的战斗堡垒,其中肠细胞和黏液屏障形成了墙壁,免疫组织像配备战士的塔台,免疫细胞是战士,并且有多个港口,食物可以通过这些港口供应堡垒,但只有授权人员才能进入(营养吸收)。病毒、细菌和原生动物则是敌人,它们有时候会使用有毒的武器,如细菌毒素,或者可以帮助霉菌毒素来摧毁堡垒。
共生的肠道微生物群是堡垒外的盟军,可以防止敌人入侵和阻止敌人攻击墙壁。很明显,这种防御机制是错综复杂的,这种机制的形成需要一定的时间,并可能会受到很多因素的影响而遭到破坏。
2 打造健康的肠道
建立和维持良好的肠道功能对于降低新生仔猪的发病率和死亡率至关重要。新生仔猪出生后需要肠道立即消化并有效吸收营养成分供其生长。初生仔猪的营养是建立正常肠道功能(从消化吸收到屏障功能和免疫系统的发育)的关键因素。
肠道内腔有一个单层的上皮细胞层(肠道内衬细胞),它同时负责液体的分泌和水、电解质及营养物质的吸收,以及为抗击肠腔内的复合物和潜在的有害环境提供选择性的屏障作用。肠上皮细胞常常暴露于许多共生的和致病的微生物以及抗原下,这对免疫力的产生至关重要。
仔猪在出生后最初24 h内吃到的初乳对其肠道发育至关重要,同时在仔猪自身的免疫力(抗体防御)正在发育以及肠道消化酶为消化乳汁而进行优化的同时,可提供保护仔猪所需的抗体。重要的是要确保母猪能够产生足够多的高质量初乳来哺乳它的窝产幼崽,这是超高产母猪品种面临的巨大挑战,因为它们分泌的初乳通常不足以满足其所产的仔猪。为所有的窝产仔猪提供初乳的特殊措施,比如分批哺乳,已成为许多猪场一个重要的预防性健康措施。在产房,应该特别关注环境条件和卫生状况,因为腹泻是一个很麻烦的问题。
断奶应激是养猪生产中最常见且最具破坏性的问题之一,导致人们使用抗生素来保护仔猪的肠道和免疫系统。养猪生产系统中的一个重要问题是:较短的哺乳时间(初生仔猪在3~4周龄甚至更早的时期断奶)无法满足仔猪肠道发育和成熟所需的营养需要。
在断奶时,仔猪的消化酶仍然以乳汁为消化目标,从初乳获取的免疫力已经下降,但是仔猪自身的免疫系统还未发育成熟。断奶引发的应激会导致仔猪的采食量减少,这会给已经处于应激状态的肠道带来更多的挑战,将会反复引发断奶后腹泻。研究表明,断奶后第一周的增重与到达上市体重所需的时间相关。
因此,评估断奶后仔猪生产性能非常重要,因为没有腹泻并不代表仔猪拥有良好的健康状况和生产性能。在一个健康的生产系统中,要尽可能做好一切工作,以便在产房中帮助仔猪做好断奶的准备。初生重、初乳摄入量、母猪产奶量、肠道疾病和教槽料采食量都是会影响仔猪断奶后生产性能的重要因素。
另外,断奶时尽可能减少应激因子,如早期断奶、运输、混群、组建较大的断奶仔猪群、更换日粮、空气质量差和卫生条件低等。此外,在寻找抗生素(如氧化锌)替代品以及饲料添加剂以及减少断奶仔猪的疾病时,为了未来的生产力,养猪生产者在对待抗生素替代系统和管理解决方案时应该持开放的姿态。
3 病原体
肠道中的致病微生物不足以引发疾病。一旦该病原体(“敌人”)冲破了肠道的防线(堡垒墙和防御结构),疾病就会发生。肠道内至少有16种不同的病原体,包括细菌、病毒和寄生虫,可引起严重的原发性肠道疾病。 数以万亿计的微生物生活在肠道中,形成一个会影响除了宿主健康外还有肠道内外免疫系统的复杂生态系统。当这种共生的微生物区系受到干扰时,猪的肠道会出现生态失调或者菌群紊乱,这意味着肠道中有益微生物群和潜在的致病微生物群之间的平衡会被打破。因此,这种失衡使得病原体更容易损伤肠道的结构和功能。
日粮组成上的任何变化都会导致肠道微生物群落组成的改变。但如果日粮组成的改变缓慢进行,那么肠道就有能力调节微生物群落以适应这种变化。一个健康的肠道微生物菌群可以容忍日粮组成一定程度上的变化;然而,仔猪的肠道及其微生物菌群仍处于发育中,这会降低它的适应能力,因此导致肠道生态环境的失调和疾病的发生。益生元、益生菌和甘露聚寡糖可以帮助肠道适应日粮的变化,并可以尽量减小肠道生态环境的失调。
通常,病毒性病原体通过摧毁宿主动物肠道中一部分薄弱的防御系统,为细菌性病原体的入侵铺平道路。良好的内部和外部生物安全以及疫苗接种计划对将病毒性“敌人”的影响降至最低程度极为重要。球虫病是一种小型寄生虫病,可在肠细胞壁上复制,并会导致仔猪发生腹泻。这种寄生蟲也能降低该“堡垒”对细菌的防御力。大多数国家并不关心养猪生产中抗球虫药的使用情况,希望继续评估抗球虫药的功效以保护猪肠道结构的完好。产房需要高标准的卫生水平,以尽量减少仔猪接触球虫。
4 霉菌毒素
霉菌毒素是由霉菌产生的毒素,在养猪生产中它能引发严重的健康问题,给世界各地的养猪业造成巨大的经济损失。已被人们了解的霉菌毒素超过400种,它们具有不同的毒性作用,饲料中多种毒素同时存在会使问题更加复杂化。鉴于当前的气候条件和生产系统,加之饲料长距离的配送,饲料和垫料存在着与霉菌毒素相关的巨大健康风险。
然而,很难评估这些亚临床免疫抑制剂或亚临床疾病因子对动物生产的影响,因此许多养猪生产者在饲料储存、饲料来源和饲料霉菌毒素吸附剂的应用上难以采取有效的预防措施。
肠道细胞是机体中最先接触霉菌毒素的细胞,同时所接触的水平经常高于其他组织细胞的暴露水平。霉菌毒素对于肠上皮细胞这类蛋白质周转率高和蛋白已被激活的细胞具有特异性的靶向作用。比如,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是谷物中最常见的毒性污染物之一,即使在饲料中的含量较低它也能损害猪的肠道。
DON一旦被猪摄入,它就会将胃肠道上皮细胞作为攻击目标,这些细胞作为机体防御第一道屏障对维持肠道健康极其重要。肠屏障功能因中毒而被破坏,使肠道的通透性增加,并影响营养物质的吸收。
此外,它能破坏肠道免疫,从而促进肠道中病原体的存活和发育,这会导致肠道发生炎症和肠屏障功能进一步破坏。为了改善畜群的整体健康状况,需要采取适当措施,尽可能减少猪暴露于霉菌毒素中。
5 减抗方案
奥特奇的减抗方案目的是生产出健康的猪群,使得预防性和治疗性抗生素的使用变得多余。该方案可以帮助猪农制定行动方案。奥特奇的减抗方案主要关注猪的肠道健康,从而停止在饲料中预防性或治疗性地使用抗生素。
各种饲料添加剂和营养解决方案是养猪生产中维持动物肠道健康的有价值的工具,但对于健康的生产系统来说仅仅使用这些添加剂是不足的。很多时候,远非仅仅添加饲料添加剂那么简单,而是还有许多必须执行的更加复杂的措施,包括修改日常管理程序和资源分配等。
该计划适用于有志于使其猪群达到更高健康水平并能采取措施以实现这些目标的猪农或养殖户。养殖户们由一群热心、奉献和有能力的行业顾问、兽医、营养师和其他专家(如建筑工程师)进行指导,以帮助其在预防性抗生素使用数十年后修改生产方案。
确定基准现状的审计和监测进展的经常性检查,对于保持势头以及重新评估方案改进和目标相当重要。
审计团队会评估生产系统的缺点和优势,并制定行动计划。为了保持积极性和获得稳定的进度,能够对同级进行基准生产测试并可设定客观明确目标的系统是非常重要的。除了肠道健康和营养成分外,奥特奇减抗方案审计还包括对猪的生产性能、福利、呼吸系统健康、繁殖性能、管理、畜禽舍、抗生素使用情况、生物安全和生产成本效益的评估。
提出的建议涉及营养解决方案、管理、抗生素使用策略、生物安全措施、繁殖性能和生产力目标,以便优化各生产阶段的猪的健康。□□
原题名:Gut health is key to reducing antimicrobial use(英文)
原作者:Anna Catharina Berge博士(贝尔热兽医咨询BVBA)
中图分类号:S816 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)06-0030-03
抗生素在历史上乃至现在都被广泛应用来解决仔猪的肠道健康问题。如今一个重大的挑战是找到抗生素的替代品,以便确保仔猪在生长发育期间的肠道健康。减少抗生素使用量的目的应该进行调整,取而代之的应是提供健康的生产系统,以保证动物在各个生产阶段的生长发育。生产不应用于治疗病猪——它应用于针对不良生产系统。因此,在任一个减少抗生素使用量的方案中,第一步都应该是优化生产系统的综合健康指标,从而使系统性预防性使用成为重中之重。
这种方法不会导致猪发病情况的增加和生产力的下降;相反,生产力有可能会提高,减少抗生素使用后节省下来的费用可以投资其他领域,以优化猪的整体福利和健康。
本文将讨论猪的肠道健康如何成为影响系统健康、免疫和生产性能的关键要素,并将列举一些实例来说明注重肠道健康为何能大大减少抗生素的使用量。
1 猪的肠道健康和免疫
肠道健康是动物获得健康的关键所在,动物生产中也越来越强调优化肠道健康的重要性。Kogut和Arsenault(2016)指出,健康的肠道被定义为无病、预防和/或避免疾病的发生,使动物能够发挥其生理学上的功能,以抵御外源性和内源性的应激。
健康的肠道由许多具有生理学的和功能学的成分组成,如营养物质的消化和吸收、宿主代谢、能量产生、平衡的肠道微生物群、黏液层、屏障功能和黏膜免疫。因此,健康的肠道不仅是没有疾病的肠道;健康的肠道更应是一个高效的消化器官,可以形成一个能够抗击疾病的良好防御机制,并能轻松地应对疾病的挑战。
肠道是动物机体中最大的器官之一,在体内拥有最大的表面积。该表面是一种具有物理、化学、免疫学和微生物学功能的选择性屏障,可以吸收水和已消化的饲料,但致病因子也应该在这里得到合理的控制。
肠道也是机体中免疫细胞拥有量最多的器官(约占总量的70%),其中许多免疫细胞位于与肠道相关的淋巴组织(淋巴集结)中。这些免疫细胞是抗击病原体入侵的第一道防线,且它们中的大多数位于大肠中。
免疫力,按照韦氏字典的定義,是“能够抵抗特定疾病,特别是通过抑止致病微生物的生长和发育或通过消除其分泌物产生的不良作用的一种能力”。免疫是机体对抗“敌人”的内部防御机制。人们可以将肠道认为是一个简化版的战斗堡垒,其中肠细胞和黏液屏障形成了墙壁,免疫组织像配备战士的塔台,免疫细胞是战士,并且有多个港口,食物可以通过这些港口供应堡垒,但只有授权人员才能进入(营养吸收)。病毒、细菌和原生动物则是敌人,它们有时候会使用有毒的武器,如细菌毒素,或者可以帮助霉菌毒素来摧毁堡垒。
共生的肠道微生物群是堡垒外的盟军,可以防止敌人入侵和阻止敌人攻击墙壁。很明显,这种防御机制是错综复杂的,这种机制的形成需要一定的时间,并可能会受到很多因素的影响而遭到破坏。
2 打造健康的肠道
建立和维持良好的肠道功能对于降低新生仔猪的发病率和死亡率至关重要。新生仔猪出生后需要肠道立即消化并有效吸收营养成分供其生长。初生仔猪的营养是建立正常肠道功能(从消化吸收到屏障功能和免疫系统的发育)的关键因素。
肠道内腔有一个单层的上皮细胞层(肠道内衬细胞),它同时负责液体的分泌和水、电解质及营养物质的吸收,以及为抗击肠腔内的复合物和潜在的有害环境提供选择性的屏障作用。肠上皮细胞常常暴露于许多共生的和致病的微生物以及抗原下,这对免疫力的产生至关重要。
仔猪在出生后最初24 h内吃到的初乳对其肠道发育至关重要,同时在仔猪自身的免疫力(抗体防御)正在发育以及肠道消化酶为消化乳汁而进行优化的同时,可提供保护仔猪所需的抗体。重要的是要确保母猪能够产生足够多的高质量初乳来哺乳它的窝产幼崽,这是超高产母猪品种面临的巨大挑战,因为它们分泌的初乳通常不足以满足其所产的仔猪。为所有的窝产仔猪提供初乳的特殊措施,比如分批哺乳,已成为许多猪场一个重要的预防性健康措施。在产房,应该特别关注环境条件和卫生状况,因为腹泻是一个很麻烦的问题。
断奶应激是养猪生产中最常见且最具破坏性的问题之一,导致人们使用抗生素来保护仔猪的肠道和免疫系统。养猪生产系统中的一个重要问题是:较短的哺乳时间(初生仔猪在3~4周龄甚至更早的时期断奶)无法满足仔猪肠道发育和成熟所需的营养需要。
在断奶时,仔猪的消化酶仍然以乳汁为消化目标,从初乳获取的免疫力已经下降,但是仔猪自身的免疫系统还未发育成熟。断奶引发的应激会导致仔猪的采食量减少,这会给已经处于应激状态的肠道带来更多的挑战,将会反复引发断奶后腹泻。研究表明,断奶后第一周的增重与到达上市体重所需的时间相关。
因此,评估断奶后仔猪生产性能非常重要,因为没有腹泻并不代表仔猪拥有良好的健康状况和生产性能。在一个健康的生产系统中,要尽可能做好一切工作,以便在产房中帮助仔猪做好断奶的准备。初生重、初乳摄入量、母猪产奶量、肠道疾病和教槽料采食量都是会影响仔猪断奶后生产性能的重要因素。
另外,断奶时尽可能减少应激因子,如早期断奶、运输、混群、组建较大的断奶仔猪群、更换日粮、空气质量差和卫生条件低等。此外,在寻找抗生素(如氧化锌)替代品以及饲料添加剂以及减少断奶仔猪的疾病时,为了未来的生产力,养猪生产者在对待抗生素替代系统和管理解决方案时应该持开放的姿态。
3 病原体
肠道中的致病微生物不足以引发疾病。一旦该病原体(“敌人”)冲破了肠道的防线(堡垒墙和防御结构),疾病就会发生。肠道内至少有16种不同的病原体,包括细菌、病毒和寄生虫,可引起严重的原发性肠道疾病。 数以万亿计的微生物生活在肠道中,形成一个会影响除了宿主健康外还有肠道内外免疫系统的复杂生态系统。当这种共生的微生物区系受到干扰时,猪的肠道会出现生态失调或者菌群紊乱,这意味着肠道中有益微生物群和潜在的致病微生物群之间的平衡会被打破。因此,这种失衡使得病原体更容易损伤肠道的结构和功能。
日粮组成上的任何变化都会导致肠道微生物群落组成的改变。但如果日粮组成的改变缓慢进行,那么肠道就有能力调节微生物群落以适应这种变化。一个健康的肠道微生物菌群可以容忍日粮组成一定程度上的变化;然而,仔猪的肠道及其微生物菌群仍处于发育中,这会降低它的适应能力,因此导致肠道生态环境的失调和疾病的发生。益生元、益生菌和甘露聚寡糖可以帮助肠道适应日粮的变化,并可以尽量减小肠道生态环境的失调。
通常,病毒性病原体通过摧毁宿主动物肠道中一部分薄弱的防御系统,为细菌性病原体的入侵铺平道路。良好的内部和外部生物安全以及疫苗接种计划对将病毒性“敌人”的影响降至最低程度极为重要。球虫病是一种小型寄生虫病,可在肠细胞壁上复制,并会导致仔猪发生腹泻。这种寄生蟲也能降低该“堡垒”对细菌的防御力。大多数国家并不关心养猪生产中抗球虫药的使用情况,希望继续评估抗球虫药的功效以保护猪肠道结构的完好。产房需要高标准的卫生水平,以尽量减少仔猪接触球虫。
4 霉菌毒素
霉菌毒素是由霉菌产生的毒素,在养猪生产中它能引发严重的健康问题,给世界各地的养猪业造成巨大的经济损失。已被人们了解的霉菌毒素超过400种,它们具有不同的毒性作用,饲料中多种毒素同时存在会使问题更加复杂化。鉴于当前的气候条件和生产系统,加之饲料长距离的配送,饲料和垫料存在着与霉菌毒素相关的巨大健康风险。
然而,很难评估这些亚临床免疫抑制剂或亚临床疾病因子对动物生产的影响,因此许多养猪生产者在饲料储存、饲料来源和饲料霉菌毒素吸附剂的应用上难以采取有效的预防措施。
肠道细胞是机体中最先接触霉菌毒素的细胞,同时所接触的水平经常高于其他组织细胞的暴露水平。霉菌毒素对于肠上皮细胞这类蛋白质周转率高和蛋白已被激活的细胞具有特异性的靶向作用。比如,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是谷物中最常见的毒性污染物之一,即使在饲料中的含量较低它也能损害猪的肠道。
DON一旦被猪摄入,它就会将胃肠道上皮细胞作为攻击目标,这些细胞作为机体防御第一道屏障对维持肠道健康极其重要。肠屏障功能因中毒而被破坏,使肠道的通透性增加,并影响营养物质的吸收。
此外,它能破坏肠道免疫,从而促进肠道中病原体的存活和发育,这会导致肠道发生炎症和肠屏障功能进一步破坏。为了改善畜群的整体健康状况,需要采取适当措施,尽可能减少猪暴露于霉菌毒素中。
5 减抗方案
奥特奇的减抗方案目的是生产出健康的猪群,使得预防性和治疗性抗生素的使用变得多余。该方案可以帮助猪农制定行动方案。奥特奇的减抗方案主要关注猪的肠道健康,从而停止在饲料中预防性或治疗性地使用抗生素。
各种饲料添加剂和营养解决方案是养猪生产中维持动物肠道健康的有价值的工具,但对于健康的生产系统来说仅仅使用这些添加剂是不足的。很多时候,远非仅仅添加饲料添加剂那么简单,而是还有许多必须执行的更加复杂的措施,包括修改日常管理程序和资源分配等。
该计划适用于有志于使其猪群达到更高健康水平并能采取措施以实现这些目标的猪农或养殖户。养殖户们由一群热心、奉献和有能力的行业顾问、兽医、营养师和其他专家(如建筑工程师)进行指导,以帮助其在预防性抗生素使用数十年后修改生产方案。
确定基准现状的审计和监测进展的经常性检查,对于保持势头以及重新评估方案改进和目标相当重要。
审计团队会评估生产系统的缺点和优势,并制定行动计划。为了保持积极性和获得稳定的进度,能够对同级进行基准生产测试并可设定客观明确目标的系统是非常重要的。除了肠道健康和营养成分外,奥特奇减抗方案审计还包括对猪的生产性能、福利、呼吸系统健康、繁殖性能、管理、畜禽舍、抗生素使用情况、生物安全和生产成本效益的评估。
提出的建议涉及营养解决方案、管理、抗生素使用策略、生物安全措施、繁殖性能和生产力目标,以便优化各生产阶段的猪的健康。□□
原题名:Gut health is key to reducing antimicrobial use(英文)
原作者:Anna Catharina Berge博士(贝尔热兽医咨询BVBA)