饲料中的霉菌毒素损害家禽免疫机能

apple12151007 · 发表于 2010-10-21 13:42:57

　　饲料中的霉菌毒素损害家禽免疫机能

　　Trevor K. Smith 教授

　　加拿大圭尔夫大学动物和家禽科学系

　　霉菌毒素是由真菌(霉菌)产生的一系列化学性质各异的化合物，是家禽饲料中常见的污染物。对家禽生产造成经济损失的霉菌毒素有：黄曲霉毒素(Aflatoxins)，赭曲霉毒素(Ochratoxins)，单端孢菌毒素(Trichothecenes)，玉米赤霉烯酮(Zearalenone)和烟曲霉毒素(Fumonisins)(Hussein和Brasel，2001)。据估计，全球25%以上的谷物都不同程度地遭受霉菌毒素的污染，导致家禽养殖业显著的经济损失(CAST，2003)。霉菌毒素的有害影响主要通过四个机制：(1)降低采食量;(2)减少营养吸收;(3)内分泌影响以及 (4)抑制免疫机能(Whitlow和Hagler，2002)。在这些不同的机制中，霉菌毒素抑制免疫机能对家禽生产造成的经济损失最大。然而，要确认是因为饲料中的霉菌毒素所致是非常困难的，因为我们所观察到的症状通常是霉菌毒素的继发症，而不是特定霉菌毒素中毒症的特定症状。饲料中以较低浓度同时存在的多种霉菌毒素可对家禽的免疫机能产生叠加性地破坏影响，在有其他疾病挑战存在的情况下，家禽生产受到很大的威胁。霉菌毒素的威胁再加上环境的应激，如高饲养密度，又进一步导致家禽免疫机能的抑制。所有这些因素组合在一起使得霉菌毒素引发的免疫抑制进一步复杂化，进而增加了我们确保家禽生产效益的一系列有效预防措施奏效的难度。
　　饲料中曲霉菌和青霉菌的霉菌毒素对家禽免疫机能的影响
　　黄曲霉毒素
　　黄曲霉毒素B1是黄曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)的代谢产物，是极其有害的肝脏毒素和致癌物质(Sengstag，1997)。黄曲霉毒素对家禽的危害影响有：降低生产性能，破坏组织器官，改变血清化学、血液学和免疫学指标。据报道(Ghosh等，1991)，肉鸡采食霉变日粮(黄曲霉毒素B1 300ppb)为期6周，其细胞免疫机能降低。如仍然采食黄曲霉毒素污染的日粮，损坏的细胞免疫机能进一步导致肉鸡对疾病的易感性增加。然而，给雏鸭饲喂含黄曲霉毒素B1 200ppb的日粮，对禽霍乱抗体滴度没有影响(Cheng等，2001)。给肉鸡雏鸡饲喂含黄曲霉毒素纯品(黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素B2 400ppb)的饲料导致其细胞免疫机能显著降低。然而，饲喂黄曲霉毒素纯品为期5周则对肉鸡的体液免疫机能无影响。含黄曲霉毒素的天然霉变饲料或饲料原料通常还含有黄曲霉毒醇(Aflatoxicol)，Aflatrem和环并偶氮酸(Cyclopiazonic acid)。一研究将黄曲霉污染的天然霉变玉米和含有黄曲霉毒素B1达 800ppb的玉米喂给肉鸡和火鸡35天(Giambrone等，1985)。结果发现，与肉鸡相比，采食含有黄曲霉毒素200ppb日粮的火鸡许多有关细胞免疫的指标大大降低。研究显示，细胞免疫系统(吞噬细胞功能)比体液免疫系统遭受饲料中黄曲霉毒素的不良影响更严重(Bondy和Pestka，2000)。
　　赭曲霉毒素
　　赭曲霉毒素是由曲霉菌和青霉菌产生的另一个霉菌毒素家族。赭曲霉毒素A是最常见的也是最有毒的赭曲霉毒素。赭曲霉毒素主要危害动物的肾脏组织，导致家禽健康和生产性能降低(Gentles等，1999)。据 Elaroussi等人报道(2006)，饲喂肉鸡赭曲霉毒素A 400ppb为期5周，肉鸡白细胞计数显著降低，体液免疫和细胞免疫受到严重破坏。白细胞参与机体细胞免疫系统应对抗原的挑战。饲喂肉鸡赭曲霉毒素A 2ppm 为期42天，导致鸡新城疫疫苗的抗体滴度降低。Verma等人(2004)给肉鸡饲喂黄曲霉毒素(达2 ppm)和赭曲霉毒素(达4 ppm)为期47天，他们发现，肉鸡的细胞免疫应答显著下降。
　　对后代免疫机能的影响
　　由于体液免疫和细胞免疫机能受到抑制，采食被黄曲霉毒素污染日粮的种鸡所产的后代雏鸡对疾病的易感性增加(Qureshi等，1998)。因采食被黄曲霉毒素污染日粮而引起的肉种鸡免疫系统抑制可导致严重的经济损失。我们应对种鸡日粮的霉菌毒素污染情况进行监控，以减小霉菌毒素的危害由种鸡向其后代雏鸡转移，导致雏鸡免疫机能的进一步抑制和受损(Sur和Celik，2003)。种鸡采食含有1-5ppm 黄曲霉毒素的日粮后，由于黄曲霉毒素对胚胎发育的毒害影响，导致种鸡抗体的产生受到抑制，巨噬细胞功能受损。

“据估计，全球 25% 以上的谷物都不同程度地遭受霉菌毒素的污染，导致家禽业显著的经济损失”（CAST，2003）

　　对免疫组织器官的影响
　　胸腺，法氏囊和脾脏是家禽免疫系统的重要器官组织。这些组织在发育和功能完善过程中的任何损伤都会对家禽的免疫机能和应答反应造成不良的影响。给肉鸡饲喂黄曲霉毒素2.5ppm为期21天，肉鸡的法氏囊、脾脏和胸腺组织的重量大大降低(Celik等，2000)。Stoeve等人的研究(2004)发现，饲喂肉鸡赭曲霉毒素A 180-800ppb和青霉酸(penicillic acid )1-2ppm 为期42天，肉鸡法氏囊、胸腺和脾脏的重量显著降低。饲喂肉鸡赭曲霉毒素A 400-800ppb为期5周同样也会显著降低肉鸡胸腺的重量(Elaroussi等，2006)。胸腺是家禽细胞免疫系统的重要组织，胸腺重量减少表明免疫机能受损。
　　饲料中镰刀菌霉菌毒素对家禽免疫机能的影响
　　常见于谷物，动物饲料和饲草的主要镰刀菌(Fusarium)霉菌毒素有：单端孢菌毒素，包括去氧瓜萎镰菌醇(Deoxynivalenol DON，呕吐毒素)，T-2毒素，瓜萎镰菌醇(nivalenol)以及其他许多毒素;玉米赤霉烯酮;烟曲霉毒素;镰刀菌酸(fusaric acid)和串珠镰刀菌素(Moniliformin)。单端孢菌毒素通过抑制DNA，RNA和蛋白质的合成，破坏正常细胞的功能。单端孢菌毒素的主要靶细胞是那些具有蛋白质高周转率的组织细胞，如小肠、肝脏和免疫系统。因镰刀菌霉菌毒素所导致的免疫抑制的特点定是抑制免疫球蛋白和抗体的产生。
　　对先天性免疫系统的影响
　　巨噬细胞具有识别、吞噬、降解并将抗原提呈给T淋巴细胞和B淋巴细胞的功能。巨噬细胞数量的减少可导致家禽对传染性疾病的易感性增加。Li 等人的研究(2000)发现，烟曲霉毒素B1(200ppm)和/或串珠镰刀菌素(100ppm)影响雏火鸡的细菌清除率。采食含有串珠镰刀菌素日粮的雏鸡在其体内检测出较高的大肠杆菌计数。机体的细菌清除减少与组织中细菌克隆增加有关，这表明细菌的清除率降低。饲喂蛋鸡天然霉变日粮(含有去氧瓜萎镰菌醇12ppm，12-acetyl-DON 0.5ppm和玉米赤霉烯酮0.6ppm)，结果发现，蛋鸡的白细胞计数和淋巴细胞总数显著降低(Chowdhury等，2005)。
　　对获得性免疫系统的影响
　　在进行常规的疫苗接种后，新城疫病毒和传染性支气管炎病毒血清抗体滴度常用来评估饲喂被镰刀菌霉菌毒素污染的日粮对家禽免疫机能影响的指标(Danicke，2003)。饲喂肉种鸡被呕吐毒素天然污染的日粮为期12周，研究发现，肉种鸡对传染性支气管炎病毒的抗体水平显著降低，尽管新城疫病毒的抗体水平未受影响。饲喂蛋鸡含有去氧瓜萎镰菌醇17.6ppm+玉米赤霉烯酮1.58ppm的玉米型日粮，可导致蛋鸡新城疫病毒血清抗体滴度水平的显著降低。饲喂蛋鸡含有去氧瓜萎镰菌醇12ppm，15-acetyl DON 0.5ppm和玉米赤霉烯酮0.6ppm的天然霉变日粮，导致蛋鸡免疫机能和免疫学指标严重受损(Chowdhury等，2005)。给火鸡饲喂类似的日粮，对其免疫机能影响较小。Swamy等人(2002)给肉鸡饲喂含有多种镰刀菌霉菌毒素污染的天然霉变日粮56天，发现胆汁中的免疫球蛋白A水平降低，但未发现对传染性支气管炎病毒水平的影响。
　　业已证明，饲喂烟曲霉毒素破坏肉鸡的体液免疫机能。饲喂10-15ppm可显著地降低新城疫病毒二级血清抗体滴度的水平(Cheng等，2006)。给雏火鸡长期饲喂T-2毒素或蛇形菌素(Diacetoxyscirpenol)至1ppm为期32天，并未发现雏火鸡对肠道途径免疫或非肠道途径免疫的抗原的抗体水平有任何改变(Sklan等，2003)。
　　对淋巴细胞增殖的影响
　　淋巴细胞对有丝分裂源(疾病挑战)的芽生反应常用于免疫毒性试验中，因为它提供有关T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖能力的可靠信息。淋巴细胞的增殖能力对于免疫系统对疾病挑战的大多数免疫反应来说是非常重要的。在体外，当鸡的血淋巴细胞暴露于串珠镰刀菌素时，淋巴细胞的增殖速度显著降低(Li等，2000)。给肉鸡饲喂烟曲霉毒素B1(200ppm)，导致淋巴细胞对分裂源的增殖能力大大降低。淋巴细胞生存能力的降低有损于家禽的免疫系统。
　　对免疫器官和组织病理学的影响
　　饲喂烟曲霉毒素B1至20ppm导致肉鸡法氏囊相对重量降低(Cheng等，2006)。饲喂烟曲霉毒素B1 200ppm+串珠镰刀菌素100ppm导致雏火鸡胸腺重量显著降低。据Danicke等报道(2004)，给北京鸭饲喂含有去氧瓜萎镰菌醇和玉米赤霉烯酮的霉变小麦日粮49天，北京鸭的法氏囊重量随霉菌毒素水平的增高而降低。淋巴组织重量的降低与抗体产生的减少呈相关关系。给火鸡(Chowdhury和Smith，2007)和肉种鸡(Yegani等，2006)饲喂含有去氧瓜萎镰菌醇和玉米赤霉烯酮的天然霉变谷物未见对其脾脏和法氏囊相对重量的影响。给绿头鸭饲喂 T-2毒素至30ppm为期21天，导致其脾脏，胸腺和法氏囊萎缩(Hayes和Wobeser，1983)。给肉鸡饲喂脱氧雪腐镰刀菌醇(Scirpentriol)16ppm为期21天，导致肉鸡法氏囊明显退化(Ademoyero等，1991)。
　　镰刀菌霉菌毒素是一组具有不同特性的霉菌毒素，通过不同的免疫毒性影响破坏家禽的免疫系统，如降低T淋巴细胞和B淋巴细胞的数量，减少抗体的产生以及破坏淋巴细胞的增殖等。这些有害的影响大大降低了家禽对许多细菌性和病毒性疾病的抵抗能力，导致发病率上升。因此，饲料中的镰刀菌霉菌毒素有损于家禽的生产性能和生产效益。
　　饲料中的霉菌毒素对家禽肠道免疫的影响
　　胃肠道是动物抵御外来有害化学物质、污染物和天然毒素的第一道防线。胃肠道在宿主组织和肠腔之间起着选择性的屏障作用。肠道屏障具有物理、化学、免疫学和微生物学的主要特点。肠道是机体最大的免疫器官。
　　霉菌毒素对肠道免疫机能的影响
　　研究证明，去氧瓜萎镰菌醇，展青霉素(Patulin)和赭曲霉毒素破坏肠道上皮细胞的完整性。这些霉菌毒素摧毁上皮细胞间紧密连接处的某些蛋白质，阻止肠细胞之间的小分子穿过。因此，霉菌毒素抑制了蛋白质的合成。免疫球蛋白在肠粘膜的免疫应答中起着至关重要的作用，参与宿主对病原菌的初级防御。霉菌毒素通过破坏肠上皮细胞的完整性和通透性破坏肠道免疫机能，从而导致免疫球蛋白的分泌水平降低，肠道病原菌的克隆增加。
　　结论
　　曲霉菌，青霉菌和镰刀菌的霉菌毒素通过破坏机体的体液免疫和细胞免疫系统损坏家禽的健康。在实际饲养条件下，这些霉菌毒素对家禽免疫系统的影响主要是对传染性疾病挑战的免疫反应大大降低。肠道是机体具有重要意义的免疫器官之一，诱导机体对微生物类的抗原发动先天性免疫和获得性免疫反应。肠道同时也是吸收饲料中霉菌毒素的场所。霉菌毒素对肠道免疫系统的负面影响以及机体组织发生的系统性改变最终导致家禽对传染性疾病的易感性更高。在商业化饲养条件下，含有霉菌毒素的霉变日粮以及不良生产环境和管理条件的代谢应激等因素集结在一起强化了对家禽免疫系统的有害影响，给家禽生产带来巨大的经济损失。
　　由饲料中霉菌毒素导致的家禽免疫机能抑制的症状包括：鸡群长时间的出现健康问题;药物治疗后不见效果以及免疫接种失效。最好的预防措施就是要采取严格的品控程序，严格把关饲料原料的采购，拒绝霉变原料，从而最大程度地减少饲喂被霉菌毒素污染的霉变日粮的机会。同样重要的是，通过执行良好的卫生实践程序，最大程度地减少鸡群感染疾病。这样，我们就可最大程度地降低因饲料中霉菌毒素对鸡群免疫机能不良影响而造成的家禽生产的经济损失。
　　参考文献(略)