咼於明教授，博導
（中國農業大學動物科技學院院長，動物營養學國家重點實驗室副主任，國家肉雞產業技術體系飼料營養研究室主任）
飼用抗生素替代物
1、抑殺病原菌類：
（1）酸化劑（有機酸、生酸物質、產酸微生物）、植物提取物（揮發油、生物鹼等）
（2）破壞病菌細胞膜結構和通透性，改變細胞內環境，導致生化代謝異常、或DNA複製或轉錄異常，結構性和功能性物質合成受阻。
2、競爭性排除病原菌
（1）競爭宿主腸粘膜結合位點；
（2）競爭微生物自身所需養分；
（3）代謝產物對病原菌的抑制。
3、微生態營養調控
（1）營養性寡糖、有機酸、酶製劑
（2）消除非澱粉多糖的“籠子”效應；
（3）釋放更多動物可利用營養素；
（4）產生益生元自養有益菌；
（5）減少病原菌可利用物質。
4、阻斷病原菌黏附
（1）菌毛或纖毛上凝集素（粘附素）：識別D-甘露糖、2-乙酰氨基-2脫氧-D-半乳糖、L-巖藻糖、唾液酸等單糖或寡糖。
（2）病原菌黏附機制：腸上皮細胞膜糖蛋白或糖脂含有以上單糖或寡糖類黏附位點。
5、增強動物免疫機能
（1）維生素微量元素等營養素：適宜劑量；
（2）免疫多糖、黃酮類：激活免疫系統、促進內源防禦肽表達，抑菌抗炎。
談禁抗，就是怎麼對付好微生物
抗生素的應用效果主要有兩點：1.抗菌、保健，提高存活率；2.促生長、增產量、提高飼料轉換效率。這些都是與我們經濟效益密切相關的指標，作為飼料添加劑有非常重要的意義。試驗研究表明，在無菌的飼養條件下，抗生素是無效的。如果沒有病原菌，我們就不需要抗生素。
那麼我總結了一句話：我們談抗生素，就離不開病原菌或微生物，我們談禁抗，就是怎麼對付好微生物。
對蛋白結構的解析，讓對付超級細菌成為可能
替抗產品作用機制
我們努力尋找的抗生素的潛在替代物，可大致分為三大類，一類就是益生菌及其營養物質，二類就是針對病原菌粘附的阻斷劑或者抑殺物質，第三類就是增強宿主免疫功能的物質。都跟微生物有關，下面主要介紹作用機制。
首先介紹益生菌競爭性排斥病原菌的機制，主要有三種模式，第一種就是搶地盤，競爭宿主腸黏膜結構位點，在空間產生競爭優勢；第二點是競爭微生物所需的養分；第三點是微生物產生代謝產物，如有機酸、細菌素、抗菌肽，這些代謝產物會對其他的菌產生抑制作用。從益生菌的使用情況來看，通過這三種模式都可以構建益生菌優勢菌群。
我們都知道獅子是吃牛和羊的，但是在非洲廣袤的土地上，有不少獅子被牛踩死了，就是力量的對比，看誰多。
比如說發酵乳桿菌，在家禽中最常見的病是壞死性腸炎，如果飼料中添加發酵乳桿菌，即使它存在壞死性腸炎的罪魁禍首——產氣莢膜梭菌，它的腸道也是相對健康的。從微觀上看腸道結構，在壞死性腸炎組飼餵乳酸菌，腸細胞之間的緊密連接蛋白的表達量是正常，所以發酵乳桿菌保證腸道最基本的物理結構。緊密連接蛋白反映了腸道上皮的通透性，通透性太大，一些毒素、有害物質會穿過腸黏膜進入血液，繼而產生敗血症等，導致較高的死亡率。用了益生菌後，電阻值增大，通透性減小，屏障功能增強，對外源有害物質的阻斷能力增強了。有研究報道，腸道微生物對於溫度是有感知能力的，高溫條件下腸道微生物的變化趨勢是，有害菌增加，有益菌減少。這種情況我們有必要使用益生菌，減少對抗生素的依賴，矯正腸道微生物的紊亂。
第二種機制就是粘附阻斷排除病原體機制。在細菌或者病原菌的纖毛上都存在一個化學物質，叫凝集素，它由一些糖組成的，是病原菌能夠跟動物產生互作的物質基礎。我們研究營養或者其他的什麼也好 ，物質基礎就最重要的。通過研究，病原菌沒有粘附就不會產生互作，也不會致病，如果不讓它粘附，有害微生物即使在腸道中存在那也是安全的。如果存在一個物質，跟凝集素上的糖的結構相同，那麼病原微生物就可能跟這個物質結合，從而剝奪了它動物腸黏膜結合的機會，然後就被排出體外了。比如說甘露寡糖，它跟抗生素效果相當，而且它能夠跟抗生素 聯用還有加強效應。
第三種是抑殺病原菌的機制。這個就比較多了，有酸化劑、植物提取物（揮發油、生物鹼等等），主要機制就是破壞病菌細胞膜的通透性，改變細胞內環境，導致生化代謝異常，或者DNA複製轉錄異常，結構性和功能性物質合成受阻，病原菌無法增殖，甚至死亡。我舉幾個例子， 比如說丁酸及其相關產品，它的作用就是短鏈脂肪酸供能和酸化劑抑殺病原菌。在加了丁酸後，特別是包被的丁酸後，腸道里沙門氏菌的數量減少了。
我們開發的最基礎的原則是學習大自然，它本來在什麼地方待著的，我們就要把它送到那個地方去。
這類產品很講究它在哪個位點發生作用，因為丁酸在胃腸道里的作用位點在後腸道，所以要把丁酸送到後腸道，才能產生抑菌作用，所以丁酸的產品必須是包被的或者是緩釋的，因為它在胃裡或者十二指腸裡會被很快吸收掉。它除了作為酸化劑抑殺病原微生物以外，它還有一個很重要的作用，它可以促進內源防禦肽的生成。所以丁酸除了殺菌，還可以增強動物本身的防禦能力。植物精油種類很多，我就說說我們實驗室的，比如說香芹酚和麝香草酚，在體外試驗中已經證明，它有廣泛的殺菌作用，即便是產氣莢膜梭菌也能被有效抑制，只是抑菌濃度有差異。
第四個方面是增強動物免疫功能的機制，主要是免疫多糖和黃酮類這兩大類，作用機制比較複雜，籠統的講就是激活免疫系統，促進內源防禦肽的表達。15年前，我在美國做了一個研究：β-1,3/1,6葡聚糖它能夠促進肉雞小腸粘膜的T淋巴亞群：CD4、CD8的發育分化，這是對粘膜免疫非常重要的一個指標，對動物機體內巨噬細胞的活性有很強的激活作用。但免疫功能上調得太多，要消耗養分，會出現生長性能的下降，產蛋率、產奶率下降，這就是氧消耗太多。
所以，激活免疫系統不能太強，適度的把握非常關鍵。
第五點是架構腸道機械屏障。它不屬於抗生素替代物，但是是抗生素增效劑。腸道細胞有雙向滲透的作用，營養物質可以穿透，有害物質必須隔在外面，這都是靠機體主動調節，靠一些蛋白來控制。這個蛋白叫緊密連接蛋白，這個蛋白表達量多少，會影響通透性的強弱，通透性太大，這種屏障功能就沒有了，所以病原菌就會穿透，導致動物產生疾病。
我們在用一些抗生素替代物的時候，需要和微量元素、功能性氨基酸、營養性益生元、益生菌代謝產物、酶製劑等配套使用。因為它們可以強化這個機械屏障。
比如說鋅元素，它的缺乏會導致炎性因子容易表達，基因容易啟動。炎性因子表達後會抑制緊密連接蛋白的表達量。在我們的試驗研究中，從種雞開始使用鋅，它的作用可以一直延續到下一代，而且有機鋅的效果要比無機鋅的效果好。還比如說有一種緊密連接蛋白就會隨著鋅的添加而表達量上升，內毒素的表達量與緊密連接蛋白呈負相關。還有精氨酸的免疫調節作用大家可能聽說過，它是一氧化氮的前體物，在免疫系統中充當非常重要的作用。另外還有谷氨醯胺，通過調節信號通路調節腸道機械屏障。
酶製劑是西方科學家認為是替代抗生素比較理想的物質，使用條件是飼養環境是相對清潔的。
最基本的功能：
一、釋放養分，供動物利用，提高飼料轉化效率；
二、減少細菌或者病原菌能夠利用到的養分，特別是產氣莢膜梭菌，有些氨基酸它自己不能合成，必須依靠腸道食物供給，如果食品中氨基酸含量少，這個病原菌就不能增殖。我們用了酶製劑後，更多的養分給動物吸收了。
三、酶製劑可以釋放一些益生元，供內源有益菌的利用，比如說寡糖。
四、有一些酶製劑可以轉化一些有機酸或者其他殺菌的物質，比如說葡萄糖氧化酶，它就可以轉化生成葡萄糖醛酸和雙氧水，都具有殺菌功能。
總結
1、尚無任何單一一種飼料添加劑可替代飼用抗生素；
2、系統營養技術方案可有效替代抗生素改善腸道健康；
3、空氣、飼料、飲水、環境清潔是無抗養殖的關鍵保障。
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