抗生素的滥用会使机体内细菌产生耐药性，造成畜产品中药物残留超标，对环境造成污染[1]。随着我国国民对动物源性食品安全意识的提高，国家大力推行绿色无公害养殖，研发绿色、安全、高效、低成本的饲用替抗产品已成为当前健康养殖的热点。微生态制剂对动物肠道健康状态具有积极作用，可以增强机体免疫功能，在畜禽无抗养殖中具有广阔的应用前景[2-3]。肠道作为畜禽营养物质吸收利用的主要场所，同时也是畜禽最大的免疫器官，提高肠道功能及免疫水平对畜禽安全生产意义重大[4]。鉴于此，本文综述了微生态制剂维护肠道功能及机体健康方面的研究进展，以期为微生态制剂的深入研究提供参考。1微生态制剂的简介微生态制剂又称活菌制剂或益生素，是根据微生物学现代生物工程技术，利用有益机体健康的微生物，如益生菌、益生元、合生元，经过特殊加工技术制成的生物活性制品，具有无残留、无毒副作用、不产生耐药性等优点[5-6]。1.1益生菌益生菌是在动物机体内可对宿主产生益生作用的活性微生物，其中乳酸菌类、芽孢杆菌类和酵母菌广泛应用于养殖业中。乳酸菌是厌氧菌，适宜在微酸环境下繁殖生长，能够促进肠道蠕动，通过糖类发酵方式产生维生素和乳酸，可以改善动物的胃肠功能，促进动物机体对营养物质的吸收利用[7]。芽孢杆菌在动物肠道内通过消耗氧气，抑制其他需氧病原菌的滋生，并且在动物肠道中后段分泌各种水解酶类，以提高动物肠道消化能力，加快新陈代谢速率[8]。酵母菌对动物肠道中的胃酸和胆盐表现出极高的耐受性，在动物肠道内增殖能力较强，逐渐成为肠道微生物区系中的优势菌群，帮助动物肠道构建更为平衡的微生物区系，维系机体肠道健康[9]。1.2益生元益生元是一类可选择性促进宿主微生物增殖和代谢，并且对机体健康有益的碳水化合物[10]。益生元包括多功能低聚糖类、多糖类、肽类、多元醇等。肠道中的低聚糖类物质可促使有益菌增殖，形成微生物竞争优势；同时有益菌代谢产生的短链脂肪酸及抗菌物质能够直接抑制外源性致病菌和肠腐败菌的生存繁殖，减少有损肠道健康的物质产生[11]。益生元能够选择性刺激肠道内微生物对机体产生有益的影响，从而改善肠道健康[12]。1.3合生元合生元是具有独立益生作用的益生菌和益生元复合之后，表现出多种益生作用，且不同于益生菌和益生元本质的生物制剂。合生元能够针对性地辅助外源性益生菌在动物肠道中定植，选择性地促进内源有益菌群的增殖，调节肠道免疫功能，加强肠道对致病微生物的抵御能力，并且通过调节肠道菌群结构，维护动物肠道微生态群系平衡，发挥超过益生菌和益生元功能的双重作用[13]。1.4复合微生态制剂复合微生态制剂是由两种或以上的益生菌、益生菌及其代谢物、益生菌与中药及益生菌与酶制剂等混合，经发酵制成的一种活菌制剂，不仅具有单一成分的生物活性，还能发挥成分间的协同作用[14]。目前，动物饲用微生态制剂以复合型微生态制剂使用居多。2微生态制剂的作用机制2.1调节畜禽肠道菌群平衡肠道微生物区系中各类微生物间相互协同和竞争，与宿主间相互作用，共同维护肠道菌群平衡。厌氧菌作为动物消化道内的优势菌群，对维持肠道菌群结构平衡具有重要作用，同时对营养物质的消化、吸收及利用起到促进作用。当微生态制剂进入动物胃肠道后，好氧微生物会迅速利用胃肠道中的少量氧气，为定植在肠道中的厌氧有益菌提供厌氧环境，促使其快速繁殖，并产生乙酸、丙酸和丁酸等有机酸，降低胃肠道内pH值，抑制病原微生物的增殖。肠道内微生物的代谢活动会产生肠毒素、氨类等损害机体健康，造成肠上皮细胞失水，加速机体衰老，降低饲养环境质量。研究发现，益生菌可清除微生物代谢产生的有害物质[15]。2.2提高营养物质消化率微生态制剂在发酵或代谢过程中分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、葡聚糖酶和纤维素酶等多种消化酶，其代谢产物能提高消化酶的活性，有助于营养物质的消化吸收，促进代谢。研究发现，芽孢杆菌通过产生胞外酶（蛋白酶、脂肪酶等）及提供维生素、脂肪酸和氨基酸等营养物质，促进动物生长，改善宿主消化功能，提高饲料利用率[16]。在厌氧环境中芽孢杆菌通过糖酵解（EMP）和己糖磷酸支路（HMP）两种途径发酵糖类产生有机酸，为乳酸杆菌创造生长的有利条件。王煜琦等[17]研究发现，乳酸杆菌通过提高内源消化酶的活性，并利用其发酵作用降解难以消化利用的物质，产生寡糖、维生素、生长因子等可直接供机体利用，从而显著提高饲粮营养物质的消化率。2.3促进畜禽肠道形态发育肠道是动物最大的消化器官，同时也是最大的免疫器官，其黏膜结构和功能完整性是保障机体健康和促进营养吸收的基础。微生态制剂对动物肠道形态的影响主要体现在肠道绒毛高度（V）、隐窝深度（C）、肠道绒毛高度/隐窝深度（V/C）和肠道肌层厚度等方面[18]。何维敏等[19]研究发现，在断奶仔猪饲粮中添加中药微生态制剂可提高仔猪十二指肠、空肠及回肠的绒毛高度和V/C值，降低了各小肠隐窝深度，并且中药微生态制剂组效果优于抗生素组，表明微生态制剂在保护小肠的结构、促进肠道绒毛和隐窝发育、辅助机体对营养物质的摄取利用等方面具有重要作用。微生态制剂中厌氧益生菌在动物肠道内活动代谢可产生短链脂肪酸（SCFAs）和盐类物质。如丁酸被证明有益于肠道发育，可以促进结肠黏膜细胞分化，提高小肠绒毛高度，降低隐窝深度，提升V/C值[20]。此外，部分双歧杆菌的胞外蛋白[21]、益生菌细胞壁中肽聚糖的水解产物胞壁酰二肽（MDP）[22]等可参与维持动物肠道形态结构，干预肠道上皮细胞增殖分化，调节肠道上皮紧密连接蛋白的合成，从而促进肠道发育成熟，修复肠道应激损伤[23]。3微生态制剂对畜禽免疫功能的影响微生态制剂能够加速动物免疫系统的发育成熟，增强淋巴细胞、巨噬细胞以及自然杀伤性细胞的活性，促进动物机体产生干扰素、白细胞介素等免疫因子，提高动物机体的免疫功能。同时，微生态制剂可通过影响肠道黏膜的生物、化学、物理、免疫屏障，阻止外源性病原体的侵入，改善肠黏膜的免疫功能[24]。3.1微生态制剂对畜禽免疫器官的影响免疫器官作为机体免疫功能不可或缺的部分，能够通过分泌免疫细胞参与机体的免疫反应以达到抵抗疾病和应激的作用[25]。家禽免疫器官通常分为中枢免疫器官和外周免疫器官，其中胸腺和法氏囊属于中枢免疫器官，对机体全身免疫均可起到调节作用[26]。脾脏属于外周免疫器官，可清除机体内的衰老细胞，对病原体产生抵抗力[27]。免疫器官指数是机体免疫能力的一种重要体现。周琨等[28]研究发现，与空白对照组相比，连翘叶微生态制剂Ⅱ组和Ⅲ组肉鸡的胸腺指数、脾脏指数分别显著升高14.40%、15.97%和17.24%、20.69%，抗生素组和连翘叶微生态制剂Ⅲ组法氏囊指数分别显著升高16.13%、23.96%。蒋磊等[29]研究表明，微生态制剂可缓解由热应激导致的肉鸡免疫器官组织损伤，促进肉鸡免疫器官发育，提高免疫器官指数。CAI等[30]研究发现，海兰褐肉鸡灌胃不同浓度的益生元骆驼刺蜂蜜多糖，可显著提高其脾脏指数、胸腺指数、法氏囊指数。李向辉等[31]研究发现，与空白纳米组相比，注射64 g/L刺五加多糖纳米乳（ASPS-NE）0.4 mL能够极显著提高艾拔益加肉鸡的脾脏指数和法氏囊指数，ASPS-NE可增强鸡法氏囊灭活疫苗效价，增强免疫功能。3.2微生态制剂对畜禽免疫细胞及因子的影响免疫细胞包括直接或间接参与免疫应答的淋巴细胞、单核细胞及巨噬细胞等。免疫球蛋白可以反映机体体液免疫功能。细胞因子是由免疫细胞合成和分泌的小分子多肽，能够调节机体免疫应答反应、参与炎症反应等多种功能。微生态制剂中的益生菌在进入动物机体后可活化肠道免疫的相关淋巴组织，诱导T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞分泌细胞因子，作用于肠道黏膜上皮细胞，促使肠道黏膜T细胞向Th0细胞分化，释放白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-10（IL-10）、干扰素-γ（IFN-γ）等细胞因子，从而促使Th0细胞向Th2细胞分化。同时益生菌能够促进B淋巴细胞增殖分化，诱导免疫球蛋白E（IgE）和免疫球蛋白G（IgG）产生，促进NK细胞的增殖分化，增强其分泌IFN-γ的能力，调控肠道黏膜免疫[32]。管晓轩等[33]研究发现，复合微生态制剂可提高犊牛血清免疫球蛋白A（IgA）、IgG、IL-4含量，降低血清肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量，且联合添加犊泄克＋犊益康2种微生态制剂对提高犊牛免疫力具有更好的促进作用，表明复合微生态制剂可增强免疫球蛋白和抗炎因子的分泌，调节机体免疫反应，增强犊牛免疫功能，提高抗病力。田猷良[34]研究发现，0.10%复合微生态制剂可显著提高荷斯坦奶牛血清中IgG、IgA、IL-2、IFN-γ的含量，提高了动物机体免疫能力。陈永从等[35]在育肥猪饲粮中添加复合益生菌，结果发现，与对照组相比，CP3组和CP4组血清结合珠蛋白（HP）含量降低8.51%、11.35%，IgA含量提高5.59%、5.99%，IgG含量提高6.06%、7.07%，TNF-α含量显著提高3.97%、4.19%。LIU等[36]研究发现，荷斯坦犊牛开食料中添加44.1 mg/kg的植物精油与益生元组合，显著升高了犊牛第14 d血液中IgG和IgM的含量、第28 d的IgA含量以及第42 d血清总蛋白含量。4微生态制剂对畜禽肠黏膜免疫功能的影响4.1调节肠黏膜免疫的生物屏障肠道黏膜免疫功能是以生物、化学、免疫和机械屏障组成的肠道屏障，对经肠道黏膜入侵的微生物产生特异性免疫。畜禽肠道中的正常菌群可作为黏膜免疫的生物屏障。微生态制剂所含的益生菌通过抢夺致病菌的黏附位点和有机底物，抑制或阻断外源性病原菌的黏附[37]。研究发现，双歧杆菌酵解代谢产生的乳酸和乙酸可降低肠道pH值及氧化还原电位（Eh），调节肠道内酸性环境及外源性致病菌黏附定植位点，抑制外源性致病菌或条件性致病菌的增殖，维持肠道固有菌群稳态，从而保护肠道黏膜免疫的生物屏障[38]。刘增琪等[39]研究表明，SPF鸡口服重组乳酸菌（胸腺肽和鸡IFN-γ）裂解液可重构肠道菌群结构，抑制革兰氏阴性菌和病原菌的增殖，增加益生菌丰度，其有益菌可通过肠免疫轴调节肠道免疫功能。BURGAIN等[40]研究表明，益生菌的黏附能力远高于致病菌，可通过占据致病菌与黏膜上皮细胞结合位点，相应减少致病菌黏附位点，抑制致病菌的黏附。微生态制剂中益生菌产生的细菌素能与肠道黏膜上皮紧密结合形成一层生物膜，排斥部分致病菌，从而抑制外来菌种的生长和繁殖[41]。4.2调节肠黏膜免疫的化学屏障肠黏膜免疫的化学屏障由覆盖于肠上皮细胞的黏液层和多种生物活性分子构成。黏液层可避免肠道微生物与宿主肠道组织细胞直接接触，阻止有害菌黏附于上皮细胞，从而防止其侵入黏膜固有层引发炎症，保护肠道黏膜[42]。黏蛋白是肠道黏液层防止外源性病原体侵入的重要的蛋白质之一，肠道中的杯状细胞由肠道隐窝内的肠干细胞（ISCs）分化而来，能够产生丰富的黏蛋白2（MUC2）[43]。研究发现，微生态制剂中特定的益生菌通过调节黏蛋白的表达，影响黏液层的结构，间接调节肠道免疫系统。ZHANG等[44]研究表明，对杂交猪饲喂含有地衣芽孢杆菌（DSM 5749）和枯草芽孢杆菌（DSM 5750）的益生菌混合物BioPlus YC，能够显著提高其肠道组织中的杯状细胞的数量，增强MUC2的分泌，提高肠道黏膜免疫功能。罗鹏[45]研究发现，仔猪饲粮中添加合生元（植物乳杆菌LP15-1a+屎肠球菌RS047+壳寡糖），显著提高了空肠MUC2基因的表达水平，表明合生元可上调肠道黏蛋白MUC2基因表达水平增强化学屏障功能。4.3调节肠黏膜免疫的物理屏障肠上皮细胞间紧密连接与肠道菌膜构成黏膜免疫的物理屏障。肠上皮细胞所表达的闭合小环蛋白-1（ZO-1）、闭合蛋白（Claudin）、咬合蛋白（Occludin）等紧密连接蛋白是构成肠黏膜物理屏障的基本组成[46]。肠上皮细胞间紧密连接蛋白作为持续的细胞间屏障，防止肠道细菌、抗原和腔内毒素从腔内转移到上皮组织及体循环中，在维持肠道物理屏障的完整性中发挥重要作用[47]。研究表明，微生态制剂能够显著提高鸡回肠组织中紧密连接蛋白基因Claudin-1、ZO-1和ZO-2表达量，促进上皮细胞之间紧密连接，维持回肠黏膜的完整性，增强机体肠黏膜的免疫功能[48-49]。WANG等[50]研究发现，添加2.5、5.0 g/kg益生元菊粉（INU）可改善猪十二指肠和回肠上皮中紧密连接蛋白ZO-1的分布和含量。DU等[51]发现，1.5 g/kg合生元能够显著改善热应激鸡的空肠黏膜ZO-1 mRNA的降低，增强肠道黏膜物理屏障功能。4.4调节肠黏膜免疫的免疫屏障畜禽肠道淋巴样组织（GALT）包括肠集合淋巴结、肠系膜淋巴结及较小的孤立淋巴滤泡，可与黏膜固有层及上皮细胞层内的T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞等构成肠黏膜免疫的免疫屏障[52]。肠上皮细胞通过表达Toll样受体（TLR）和NOD样受体（NLR）等，激活核转录因子-κB（NF⁃κB）和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）等产生免疫应答[53]。微生态制剂通过PRR诱导调控肠道上皮黏膜免疫细胞分泌多种细胞因子，如干扰素（INF）、集落刺激因子（CSF）、白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子（TNF）等，促进中性粒细胞、肠道T细胞增殖分化，影响产生特异性抗体的B细胞累积，增加肠道淋巴组织中IgA含量，激发保护性免疫反应，调节肠道黏膜的免疫功能[54]。WANG等[55]研究发现，植物乳杆菌ZLP001可下调猪肠道上皮细胞促炎细胞因子IL-6、IL-8和TNF-α的表达和分泌，显著增加宿主防御肽pBD2和PG1-5的表达及分泌，增强肠黏膜免疫屏障，提高免疫水平。陶未来等[56]研究不同剂量的益生元术苦芩总多糖（ZKQPs）治疗仔猪腹泻，发现ZKQPs可显著提高湿热泄泻仔猪各肠段IL-4和IL-5 mRNA表达量，显著降低由腹泻引起的各肠段IL-2 mRNA表达量的升高。肠黏膜免疫屏障见图1[57]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.026.F001图1肠黏膜屏障结构5展望微生态制剂具有多种生物活性功能，能够维护肠道微生物区系平衡，促进动物机体肠道形态结构发育，提高机体对营养物质的吸收，同时在畜禽免疫器官、血清免疫指标以及肠道免疫功能等方面具有积极作用，广泛在畜禽生产中应用。然而，目前对于微生态制剂的研发主要集中在直接利用益生菌的生物活性功能或是利用菌种的共同作用制备微生态制剂，对于菌种的选择比较局限且菌种与宿主之间的协同增效作用研究鲜见，益生元、合生元仅局限于单一的使用。因此，不断深入研究各类菌种及其代谢产物与宿主协同益生作用，明确评价微生态制剂的作用效果，探究微生态制剂在不同畜禽生产过程中的使用方式和添加量，可为复合微生态制剂的研发提供更多的参考。