黃芪多糖對畜禽腸道黏膜免疫影響的研究進展

郭繁霞 戰雪燕 萬建美

摘? 要：黃芪多糖（astragalus polysaccharides，APS）是黃芪的主要活性成分之一，除了具有低毒性、不易產生抗藥性、低殘留以及無污染的特點外，還具有抗病毒、免疫調節、抗氧化等多種生物學活性。在當今飼料中禁止添加抗生素、養殖減少抗生素使用且疫病多發的背景下，APS具有廣闊的應用前景。本文闡述了APS對畜禽腸道黏膜免疫調節的應用效果，為其在養殖業中廣泛應用提供科學依據。

關鍵詞：黃芪多糖；生物學活性；畜禽；腸道黏膜免疫

腸道是一個集免疫防御和物理屏障為一體的消化器官，也是機體防止外源性病原體侵入宿主組織或細胞的第一道防御屏障。其中物理屏障是動物機體所固有的，與腸道自身的形態、結構、環境等因素有關，腸上皮細胞微絨毛的數量、長度和形態結構在很大程度上決定了消化道的消化吸收功能，從而反映腸道的健康水平；而免疫防御功能主要與腸道黏膜免疫系統有關。黃芪多糖（astragalus polysaccharides，APS）作為生物活性因子，能直接或間接增強腸道免疫防御和物理屏障功能，在畜禽飼養過程中具有改善腸道黏膜免疫功能及腸道微生態、抑菌、抗病毒等多種生物學功能[1]。

1? APS的基本特性

1.1 APS的化學結構

APS是一種從黃芪干燥根中提取的、具有高效免疫調節效應的功能性棕黃色粉末狀多糖。作為一種多支鏈雜多糖，APS的結構分析難度較大，目前APS的結構分析主要是其單糖組成和糖苷鍵連接狀況。APS糖鏈上的單糖主要為葡萄糖，構成支鏈的單糖種類較多，由APS-Ⅰ（分子質量在5×105 Da左右）和APS-Ⅱ（分子質量在1×104 Da左右）組成[2-3]。

1.2 APS的免疫識別受體

Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）家族是動物機體重要的免疫識別受體家族，也是腸道黏膜免疫系統重要的免疫識別和調控因子。其中，TLR4是一種可特異性識別多糖類抗原的細胞表面受體。研究發現，APS的免疫識別受體是TLR4，APS可通過調控TLR4通路影響動物機體的免疫功能[4]。

1.3 APS的調節機制

APS的調節機制主要表現在兩個方面：其一，APS與動物腸道黏膜表面的黏蛋白糖鏈結構相似，可促進APS黏附于腸道黏液層，易于被腸道上皮細胞和淋巴細胞表面的特異性免疫受體識別；其二，APS的分子結構特性是其免疫識別的基礎，TLR4/MD-2是一種多糖免疫識別受體，主要通過其雜多糖和多支鏈的結構特性識別APS[5]。

2? APS對畜禽腸道黏膜免疫的影響

黏膜免疫系統是動物機體防御外源性病原微生物侵襲的第一道防線，廣泛分布于腸道、肺部、尿道以及外分泌腺等的黏膜部位，是動物機體免疫系統的重要組成部分。其中腸道黏膜免疫在動物機體免疫系統中占大部分，是阻止病原微生物入侵動物機體的主要屏障。腸道黏膜免疫系統包括腸道淋巴組織、免疫細胞及免疫效應分子等，均可參與識別腸道中的病原相關分子，影響腸道屏障功能、免疫穩態和宿主健康狀況。

2.1 APS對腸相關淋巴組織和免疫細胞的影響

腸相關淋巴組織是畜禽腸道黏膜免疫系統的結構基礎，參與腸道發揮免疫功能的輔助性細胞主要有巨噬細胞、樹突狀細胞等，主要參與腸道中抗原的捕獲、加工和遞呈。參與腸道發揮免疫功能的效應性細胞主要包括自然殺傷細胞、效應T淋巴細胞、效應B淋巴細胞、漿細胞、肥大細胞、巨噬細胞等，主要通過分泌效應因子發揮免疫學功能。當外界抗原進入畜禽腸道，通過各種免疫細胞的捕獲、加工、處理和遞呈，漿細胞會產生大量分泌型IgA（sIgA），sIgA被轉運到腸腔中發揮相應的免疫功能。另外，正常的腸道黏膜微循環對腸道黏膜免疫功能的正常發揮具有非常重要的作用，因為在腸道黏膜免疫中效應T淋巴細胞、效應B淋巴細胞的增殖都是在腸黏膜微血管中進行的。一氧化氮（NO）作為一種生物信息傳遞體，能維持微循環內環境穩定，保護機體非特異性免疫功能。

APS可通過影響畜禽腸道相關淋巴組織的功能，提高腸道黏膜中巨噬細胞和淋巴細胞的免疫功能，優化腸道黏膜免疫功能[6]。APS還可以通過增強免疫細胞的活性和促進免疫細胞產生特異性抗體，提高機體的免疫力。研究發現，在基礎日糧中添加0.6％的APS可增加1日齡艾維茵肉仔雞小腸（十二指腸、空腸及回腸）絨毛的高度和寬度、黏膜厚度、絨腺比及絨毛表面積[7]；相關研究發現，將維持培養基中APS濃度由450 μg/mL升高為900 μg/mL，大鼠腸黏膜微血管內皮細胞分泌NO的量也升高，內皮細胞分泌NO的量對APS具有劑量依賴性，可見APS可以通過改變微血管內皮細胞NO的分泌改善血管的通透性，維持微循環內環境的恒定，保護機體非特異性免疫功能，起到增強免疫的作用[8]?？傊?，APS可以通過調節腸道相關淋巴組織、免疫細胞的生物學活性，維持微循環內環境的穩定等增強畜禽腸道黏膜特異性和非特異性免疫功能。

2.2 APS對抗體和細胞因子的影響

黏膜固有層中漿細胞產生的sIgA是動物機體抵抗呼吸道、消化道及泌尿生殖道中病原微生物的主要防御力量，sIgA可阻止病原微生物吸附黏膜上皮細胞。細胞因子是免疫細胞受抗原或絲裂原刺激后產生的非補體的、具有激素樣活性的蛋白質分子，在免疫應答和炎癥反應中有多種生物學活性作用。細胞因子種類很多，具體包括干擾素（interferon，IFN）、白介素（interleukin，IL）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、集落刺激因子（colony-stimulating factor，CSF）等。在腸道黏膜免疫系統中，局部誘導細胞和效應細胞在免疫防御方面發揮了重要作用，局部誘導細胞和效應細胞產生的致炎細胞因子（IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等）和抗炎細胞因子（IL-4、IL-10、IL-13等）分泌量、生物學功能的異?；蚨咧g平衡的失調，均可引發各種疾病的發生。

為了研究APS對接種雞新城疫疫苗的海蘭褐雛雞空腸黏膜免疫功能的影響，給10日齡雛雞分別口服劑量為1 mg/mL、2 mg/mL和? ? 4 mg/mL的APS，結果顯示APS能提高抗新城疫病毒特異性sIgA的水平，增強肉雞對新城疫病毒的抵抗力，但各劑量之間效果差異不明顯[9]；也有研究表明，與單獨接種雞新城疫疫苗于雞胚中相比，將APS與雞新城疫疫苗的混合液（0.5 mL 2 mg/mL APS配合0.5 mL 104.0 EID50新城疫疫苗）注入雞胚中，能顯著提高雛雞的生長性能和腸道黏膜免疫水平[10]。鑒于APS所誘導的免疫反應發生于腸道黏膜免疫系統，故對三硝基苯磺酸誘導的小鼠實驗性結腸炎模型注射200 mg/kg APS，可顯著抑制腸上皮細胞中IL-1β、IL-8、TNF-α等的表達量[11]，從而抑制腸道炎癥的發生；李紅燕等通過研究APS對環磷酰胺誘導的免疫抑制小鼠腸道黏膜免疫的影響發現，APS（每天200 mg/kg，連續干預7 d）可有效調節小腸黏膜組織中IL-4、IL-12、IFN-γ與sIgA的水平[12]；另外，Luo等研究表明APS可通過增加血清中IgG、IgM、IFN-γ的含量降低感染細小病毒的雛鵝的腸道炎癥損傷程度[13]?？傊?，APS可以通過提高畜禽腸道黏膜免疫中的抗體分泌水平，調節多種細胞因子的分泌量，降低腸道的炎癥反應程度，從而增強腸道黏膜特異性和非特異性免疫功能。

3? 小結

綜上所述，APS是一種非營養性免疫調控因子，與畜禽腸黏膜表面的黏蛋白糖鏈的結構相似，易于被腸道上皮和淋巴細胞表面的特異性免疫受體識別，從而對腸相關淋巴組織和多種細胞因子進行調節，強化腸道的免疫學屏障和機械屏障，調節腸道黏膜非特異性免疫，優化腸道黏膜免疫，發揮緩解或治療畜禽腸道黏膜免疫紊亂的作用；APS通過增強免疫細胞的活性，可促進免疫細胞產生特異性抗體，阻止病原微生物吸附黏膜上皮細胞，從而提高機體的特異性免疫力。另外，APS還有利于維持微循環內環境的恒定，保持致炎細胞因子和抗炎細胞因子的平衡和穩定，抑制腸道炎癥的發生?？傊?，在免疫應答和炎癥反應中，APS對保證腸道黏膜免疫功能的正常發揮具有至關重要的作用。

基于APS對畜禽腸道黏膜免疫的調節作用，其在畜禽生產中具有很高的利用價值，尤其在當今飼料中禁止添加抗生素、養殖減少抗生素使用且疫病多發的背景下，采用APS改善畜禽腸道免疫功能，是一種應對畜禽免疫力低下，維持腸道屏障功能、免疫穩態和健康狀況的有效策略，可作為未來動物生產中廣泛應用的綠色添加劑。

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