复合益生菌对动物免疫机制影响的研究进展
摘要：近年来，随着抗生素的滥用，畜牧产业的发展受到严重影响，因此研发一种新型的天然、安全、无残留的绿色饲料添加剂已成为研究热点。而益生菌源于自然，在改善肠道菌群、拮抗病原菌及提高免疫功能等方面具有突出优势，备受相关领域学者的关注。本文对复合益生菌对动物免疫机制的影响作一综述，以期为研究微生态制剂在动物生产中的应用提供参考。
关键词：复合益生菌；生物学特性；免疫机制
益生菌作为自然界内有益的微生物，因其具有促进动物生长、平衡肠道微生态系统等益生作用，已被广泛应用于农业、饲料、食品及医药保健等领域。近年来，随着畜牧产业不断发展，滥用抗生素造成了一系列安全性及细菌耐药性等问题，为此，寻找一种无残留、无毒性的绿色饲料添加剂已成为养殖户的迫切需求。有资料显示，益生菌不仅能调节肠道微生态系统，还可增强肠道黏膜屏障的功能，进而提高宿主免疫机能。因此，益生菌是一种新型的天然、绿色且无污染的免疫激活剂和饲料添加剂，可成为抗生素的代替品，这也将为人类与动物保健及疾病预防或治疗提供靶点。目前研究的主要是益生菌的益生作用，由于使用菌种不同，复合益生菌的效果有所差异，且与复合益生菌对动物机体免疫机制影响的相关综述性分析较少。因此，本文以复合益生菌在动物免疫方面的相关资料为基础，对其进行系统分析，以期为复合益生菌制剂产品的研发及利用提供参考。
1 复合益生菌的生物学特性
目前可将益生菌分为单一益生菌、复合益生菌两大类。单一益生菌以某一类单菌属为主；复合益生菌则是按比例对不同菌属的益生菌进行混合。研究发现，复合益生菌的作用效果较单一菌明显，这是由于复合益生菌中含多种益生菌，不同种属益生菌间可产生协同作用，达到较好效果。复合益生菌不仅可丰富宿主胃肠道微生物种类及数量，调节肠道微生态，且不同益生菌之间可产生加性或协同效应作用于机体，可更好地满足宿主的需求。有研究对比了两大类益生菌喂食凡纳滨对虾的效果，发现复合益生菌组的溶血酶活力、生长率、饲料效率等显著高于单一益生菌组。目前有大量研究也报道了复合益生菌同样具有提高动物生长性能、改善肠道菌群平衡、增强免疫功能等特性。VAN等研究表明，益生菌在人的黏膜免疫基因表达水平上的调控具有菌株特异性，不同菌株介导的免疫通路和相关因子有所差异。
2 复合益生菌对动物免疫机制的影响
2.1 非特异性免疫功能
非特异性免疫又称先天性免疫，主要包括固有细胞、免疫分子及组织屏障，无针对性选择入侵机体的抗原物质。有关资料显示，复合益生菌对动物机体非特异性免疫的影响主要在增强黏膜屏障、调控细胞炎性因子、提高吞噬细胞吞噬作用等方面值得进一步研究其具体作用机制。
2.1.1 增强黏膜屏障作用
黏膜屏障在维持内环境相对稳定中起重要作用，并能阻止病原体对宿主黏膜下层组织的感染。肠道作为益生菌的重要靶器官，肠道黏膜损伤可导致一系列胃肠道疾病发生。而益生菌在机体胃肠道黏膜表面广泛分布，可改善肠道形态，并对黏膜屏障作用的增强具有一定的影响。WANG 等研究发现，戊糖片球菌能够提高小鼠肠道黏膜屏障，通过降低炎性反应降低副溶血性弧菌感染。张彩凤等将健康AA肉鸡公雏进行随机分组，试验组投喂添加复合益生菌的基础饲粮，发现肉仔鸡绒腺比及空肠绒毛高度均明显升高，有效改善了肉鸡肠道微生物区系及肠道黏膜形态，促进了其生长。熊云霞等研究发现，日粮中添加复合益生菌固态发酵豆粕能够显著提高宿主肠道黏膜组织对营养物质的利用，改善肠道形态，且具有促进肠道菌群多样化的趋势。也有资料显示，复合益生菌可与肠黏膜上皮细胞结合，抑制病原菌增殖，进而提高黏膜防御的屏障作用。综上，复合益生菌可能是通过提高肠道绒毛长度、绒隐比、绒腺比，以改善肠道菌群及形态等增强黏膜屏障作用，但具体作用机制仍需进一步探索。
2.1.2 对固有细胞的影响
固有细胞具有吞噬及杀死病原体的作用，在机体非特异性免疫中发挥重要作用，主要包括NK细胞、单核吞噬细胞等。已有研究表明，乳酸杆菌和双歧杆菌在先天免疫中发挥重要作用，通过增加自然杀伤细胞的细胞毒性和吞噬巨噬细胞，多数益生菌能够活化单核细胞，并激发其分泌相关细胞因子。有研究表明，每天给小鼠喂食不同乳酸菌，发现补充鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌或乳酸乳杆菌后，可显著提高小鼠腹腔巨噬细胞吞噬活性；另外饲喂不同剂量复合益生菌片能够有效提高小鼠NK细胞活性和单核-巨噬细胞吞噬作用，从而提高机体先天性免疫应答。刘波等将犊牛随机分组，饲喂添加复合益生菌的日粮后，发现犊牛血清中TNF-α含量明显降低，可减轻炎性反应，增强犊牛适应性免疫应答。刘士奇等研究发现，通过喂食添加复合益生菌的日粮可下调TLR/ NF-κB信号通路，降低肠道炎性疾病的发生。另有研究发现，复合益生菌可增强英夫利西单抗在肠道防治感染、黏膜免疫及炎性反应等方面的作用，减轻炎性反应，有效促进炎性肠病治疗。ZHANG等研究表明，口服益生菌可增强小鼠血清IFNγ、结肠TLR4、NF-κB蛋白表达。此外，复合益生菌还能调节黏膜免疫反应，促进肠道淋巴细胞诱导分化为调节性T细胞，有效提高断奶仔猪血清中补体含量、抗炎因子，减缓炎性反应。
2.2 特异性免疫功能
特异性免疫是由后天适应获得的，又称获得性免疫，在抗原刺激后，能够产生相应抗体，与对应抗原产生特异性反应。一般将特异性免疫分为两类：细胞免疫和体液免疫，因其具有记忆性，能对同种微生物的反复侵染起抑制作用，但该作用效果不能以遗传方式传递给后代。
2.2.1 对细胞免疫的影响
胸腺为细胞免疫的重要靶器官，是T淋巴细胞进一步发育为成熟T细胞的场所。大量研究表明，一定程度上，益生菌在T细胞增殖、分化上具有促进作用，可提高T细胞对Th2的分化，增加Th2和Th1细胞因子水平，如IL-4、IL-2和IFNγ。IL-1β、TNF-α及IL-6等免疫调节因子对T淋巴细胞的生长及分化具有一定促进作用，可增强宿主免疫功能，在机体免疫机制中发挥重要作用。相关报道显示，复合益生菌可通过激发机体产生细胞因子，缓解早期断奶仔猪免疫系统的应激反应，提高细胞免疫应答。FINAMORE等研究发现，复合益生菌可通过作用于记忆T细胞、调剂性T细胞及初始T细胞，提高机体免疫水平。KWON等研发出一种含5株益生菌的复合制剂IRT5，可下调Th1、Th2及Th17细胞因子水平，通过树突状细胞介导T细胞转化为Foxp3+Tregs细胞，上调CD4+ Foxp3+ Tregs细胞因子水平，从而延缓炎性肠病的进程。翟云等研究表明，乳双歧杆菌M8可加强免疫抑制模型大鼠的T淋巴细胞转化，提高IL-6、IL-2、TNF-α及IFNγ表达水平，进而改善机体细胞免疫水平。综上，免疫调节因子表达量的升高能够促进淋巴细胞的增殖分化，提高机体细胞免疫水平。
2.2.2 对体液免疫的影响
由浆细胞分泌产生的免疫球蛋白具备抗体活性，能够在多种免疫机制中发挥重要作用。IgG和IgA分别作为体液免疫和黏膜免疫应答过程中的重要抗体，lgG是机体进行免疫反应的关键性免疫球蛋白，IgA则在非特异性免疫机制条件下协助减少抗原入侵。益生菌可激活固有细胞产生IL-4、IL-10及转化生长因子-β等细胞因子，诱发B淋巴细胞表面抗原IgM向IgA转化，提高肠道黏膜IgA分泌量。LIN等研究发现，经口服，益生菌进入淋巴滤泡，可引起强大的黏膜免疫反应，显著提高分泌性IgA产生，进而引发免疫正向调节肠道菌群，保持肠道内稳态。益生菌还可通过刺激B细胞产生IgA来增加肠道屏障功能，从而在宿主体内启动适应性反应。ZHANG等通过饲喂肉仔鸡含有复合益生菌的日粮，发现复合益生菌组IgM和IgA含量均明显增多。MA等研究也表明，在母猪饲粮中添加益生菌能够改善肠道菌群提高哺乳仔猪的免疫和抗氧化功能。另有研究发现，IL-6能够诱导B细胞增殖及分化，而益生菌不仅可有效提高肉羊血清中IgG、IgA、IL-6含量，还可提高肉兔、肉鸭及断奶仔猪肠道黏膜sIgA表达水平，从而增强机体体液免疫和黏膜免疫。研究表明，与对照组相比，复合益生菌处理后的犬血清中IgG和肠道中sIgA的浓度均显著升高，且IgG、sIgA的表达量与肠道菌群中某些菌门的丰度呈正相关，提示肠道菌群的丰度在一定程度上影响机体免疫应答。BORRUEL等研究表明，部分益生菌可与肠黏膜免疫活性细胞相互作用，局部下调促炎性细胞因子水平，提高肠黏膜免疫功能。另有研究表明，特定的益生菌菌株可调节黏液蛋白的表达，从而影响黏液层的特性，间接调节肠道免疫系统。
3 小结与展望
综上所述，复合益生菌在维持动物机体内环境稳定、缓解炎性反应、增强细胞免疫和体液免疫应答等方面均起到重要作用，可为开发含复合益生菌成分的保健产品并为人和动物的健康发展提供研究方向。且近年来的研究显示，复合益生菌的作用效果比单菌株更为显著，可成为新型绿色饲料添加剂代替抗生素发挥作用，这将有助于畜牧产业的进一步发展。但截至目前，对复合益生菌的研究仍处于初级阶段，少有报道阐明其具体使用剂量、确切益处等，尤其是具体作用机制尚未明确，需进行更多的相关研究。
参考文献：略。
作者：龚紫凤，冶贵生发表于2023年11月10日《中国生物制品学杂志》
