现代集约化的生产易使幼龄畜禽面临各种不同的应激和病原体感染，引起机体病变和生长性能的下降，而加强肠道系统的营养供给是目前最常用的增强机体健康的方法^[1]。肠道是微生物菌群、饲料抗原和免疫系统相互作用的主要场所^[2]，是机体抵御外界病原微生物及其有害代谢产物的先天性屏障，其健康与否是影响畜禽机体健康、内环境稳态和生产性能的重要因素^[2-3]。肠道微生物菌群、形态学构造和肠黏膜免疫反应的平衡是维持肠道健康的主要特征^[4]。肠道微生物菌群对营养物质代谢、病原微生物抵抗和免疫细胞发育起着非常重要的作用^[5]。因此，畜禽肠道健康的维持主要依赖于饲粮的营养平衡和适宜的肠道微生态环境。

益生菌的添加能够改善后肠微生态平衡，保持肠道的良好健康状况。然而，益生菌活性在加工贮存过程及胃酸环境下容易受到破坏而影响饲用效果。相对而言，益生元较益生菌更具优势^[6]。益生元是能够通过肠道微生物代谢而调节肠道微生物组成和(或)活性从而对宿主生理产生有益影响的不可被消化的食物成分^[7]，能够对肠道微生态结构与功能产生诸多影响，有利于畜禽健康和福利的改善。

来源于酵母细胞壁外层的甘露寡糖(MOS)由甘露糖、蛋白质、葡聚糖和磷酸根离子等构成^[8]，是主要由α-1，6和α-1，2糖苷键连接构成主链的甘露糖低聚体^[9]，是典型的功能性寡糖^[10]和免疫性寡糖^[11]，也是一种能够促进畜禽健康和生长的益生元^[12]。饲粮添加MOS能够改善肠道微生态平衡^[13]，提高宿主黏膜免疫力^[14-16]，减少腐败物质和氨的生成^[17-18]，益于肠道健康和生产性能的提高^[19-22]，是未来畜禽生产的抗生素促生长剂的理想替代品^[23]。然而，MOS在畜禽饲喂中的实际应用效果并不完全一致，其原因可能与分子结构、添加水平、饲养环境、饲粮营养水平、畜禽年龄和健康状况等因素有关。因此，MOS的调控作用机制尚需更深入的研究和分析。通过查阅相关文献，本文综述了MOS调控幼龄畜禽肠道健康的机制研究进展，旨在为进一步的研究和应用MOS提供理论依据。

1 加强肠黏膜屏障

肠道菌群和肠黏膜共同构成一道保护屏障，抵御外界病原微生物入侵。MOS不能被胃和小肠消化吸收，因此能够提供大肠乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌的发酵底物^[24]，提高与致病菌争夺有限营养物质的竞争优势和占位，降低沙门氏菌等病原菌的吸附定植而选择性增殖有益菌群^[25-27]。有益菌可与肠黏膜紧密结合构成肠道微生物屏障，抑制致病菌或条件性致病菌的过度生长，改善肠道的微生态平衡，对肠黏膜有保护和修复作用^[28]。黏液素能够修复肠黏膜损伤^[29]，紧密连接蛋白能够维持旁细胞渗透和肠黏膜屏障功能^[30]。有益菌群还可防止体内病原体引起的肠道上皮细胞结构和紧密连接蛋白的破裂，促进上皮细胞的增殖分化、黏液素的合成分泌^[31-32]和富有黏液素的黏液数量的增加，提高肠道黏膜屏障的完整性^[33]，并在黏膜和微生物间形成黏液保护层，减少透过肠道屏障的细菌易位发生^[34]，保护肠道微生物屏障。

MOS也能够直接促进肠黏膜黏液素的分泌^[35]，提高黏液素和热应激条件下紧密连接蛋白及封闭蛋白的mRNA表达丰度^{[22, 35]}，并维持肠黏膜屏障细胞结构和紧密连接结构^[36]，有效缓解肠炎沙门氏菌引起的Caco-2细胞膜屏障功能的损伤^[37]，从而改善畜禽肠黏膜屏障功能。

超氧化物歧化酶(SOD)是清除机体游离基的十分重要的一种抗氧化酶，丙二醛(MDA)是脂质过氧化作用的最终产物，是衡量脂质过氧化作用的重要指标。MOS能够提高机体SOD等抗氧化酶活性，清除游离基，抑制机体组织和(或)禽蛋脂质的过氧化作用^{[15-16, 38]}，显著降低热应激状态下肉仔鸡空肠黏膜的MDA含量，缓解热应激引起的肠黏膜氧化损伤，提高肠黏膜抗氧化能力和肠道健康^[22]。

2 抑制肠道病原菌的黏附定植

黏附定植能力是病原菌重要的毒性特征之一。病原菌与肠道细胞的黏附作用是其定植并产生临床症状的重要前提条件，是产生致病作用的重要步骤。病原菌细胞表面含有能够键合碳水化合物的蛋白质——外源凝集素，病原菌可通过外源凝集素与肠黏膜低聚糖结构变体结合而黏附定植，引起病变。MOS中的甘露糖残基能够与表达Ⅰ型菌毛的埃希氏大肠杆菌^[39]和沙门氏菌^[40]等革兰氏阴性病原菌的甘露糖特定凝集素结合，从而阻止或减少病原菌在肠黏膜上的定植黏附，促进病原菌的肠道排泄^[41]。除了能与肠道有害菌结合以外，MOS中的有效成分之一——α-D-甘露糖，还可作为一种配体与肠黏膜上皮细胞表面相应的受体——α-D-甘露糖受体特异性识别，当其达到一定浓度时，已经定植在肠黏膜上皮的病原菌就被竞争性脱离下来而排出体外^[42]，从而打断了病原菌附着-繁殖-致病的途径，改善了动物的肠道健康状况。当然，由于化学组成结构(甘露糖构成比例和糖苷键)的不同，MOS对肠道埃希氏大肠杆菌和沙门氏菌数量的调控效率可能存在较大差异^[43]。

3 促进肠道有益菌产生抑制病原微生物的代谢产物

肠道微生物菌群处于一个动态变化过程中，某种微生物数量的增加可能引起另一种微生物数量的降低。饲粮添加MOS导致的肠道病原微生物数量的减少与有益菌群特别是乳酸杆菌数量的增加密切相关^[44-45]。这些有益菌群能够代谢产生细菌素、促肠活动素、过氧化氢和相关诱导酶，促进有益菌群的竞争和发育^[46]。细菌素是一类选择性作用于细菌靶细胞的抗菌物质，通过激活巨噬细胞、刺激抗体生成和抗肿瘤因素对病原微生物产生抑制作用^[47]。过氧化氢可激活肠道中的过氧化物酶－硫氰酸盐反应系统，使乳酸过氧化酶与过氧化氢结合，再将硫氰酸盐氧化成氧化性中间产物，抑制致病菌的生长和繁殖^[48]。胞外糖苷酶等诱导酶可降解肠黏膜上皮细胞的复杂多糖，从而减少致病菌和细菌毒素的潜在受体，阻止致病菌对肠道上皮细胞的侵袭^[49]。

4 提高肠内容物短链脂肪酸含量，调节肠道炎症

MOS能够促进后肠乳酸杆菌、双歧杆菌和盲肠拟杆菌门细菌的增殖^[50-51]，有效发酵不消化的多糖，利于乳酸和(或)丁酸、丙酸及乙酸等短链脂肪酸的生成^[52-54]。短链脂肪酸不仅提供肠道上皮细胞能量，促进上皮细胞正常增殖和分化^[55]，改善肠道黏膜的完整性^{[6, 56]}，而且能够抑制鼠伤寒沙门氏菌^[57]和肠出血性大肠杆菌^[58]等病原菌黏附因子或致病基因的表达，阻止病原微生物对肠组织的侵袭。同时，短链脂肪酸还可降低肠腔局部pH，抑制不耐酸腐败菌和致病菌的生长繁殖^[59]，并一定程度上利于乳酸杆菌的增殖^[60]，从而调节肠道炎症及其代谢功能^[31]。此外，丁酸也可抑制肠系膜淋巴结干扰素-α(IFN-α)和白细胞介素-2(IL-2)^[61]、Caco-2细胞趋化因子-8(CXCL-8)^[62]、单核细胞肿瘤坏死因子-α(TNF-α)^[63]和盲肠扁桃体Toll样受体-2(TLR-2)、回肠白细胞介素-12 p35(IL-12 p35)及干扰素-γ(IFN-γ)^[64]等促炎症细胞因子的产生，降低核转录因子-κB(NF-κB)活性，提高细胞质抑制剂水平，从而减少促炎症趋化因子和细胞因子的生成^{[61, 65]}。与果寡糖和半乳寡糖一样，MOS调节肠道炎症的原因可能还与普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)等产丁酸菌的丰度增加有关。普拉梭菌等产丁酸菌能够抑制促炎症细胞因子的产生，诱导白细胞介素-10(IL-10)等抗炎症细胞因子的生成^[66-67]，从而抑制T细胞、自然杀伤(NK)细胞和巨噬细胞功能，避免肠道过度的炎症反应。

5 调控肠道免疫反应

MOS通过增殖肠道有益菌、降低病原菌的着床、调节肠道微生物菌群的构成和功能，增强肠道的局部免疫应答和免疫指标^[68]，从而引发机体的系统免疫反应。MOS增殖的有益菌通过肠道上皮细胞对机体的特异性免疫和非特异性免疫进行调节，增加肠道成熟T细胞数量和外周血液CD4⁺ T淋巴细胞数量及CD4⁺/CD8^+[69]，增强T淋巴细胞和B淋巴细胞的活性，提高机体的细胞免疫和体液免疫功能。肠道有益微生物菌群也可穿过肠道屏障进入派尔集合淋巴结，激活免疫细胞^[70]。同时，MOS发酵产生的短链脂肪酸既可引起NK细胞数量上升^[71]，活性增强，又可增加CD4⁺和TCR-2淋巴细胞数量，从而通过抗原提呈细胞激活对外源抗原的免疫应答^[72]，对免疫系统产生显著的影响。例如结肠内环境的酸化既有益于肠道绒毛的杯状细胞分泌黏液素，抑制有害病原菌的肠道吸附，又容易使短链脂肪酸与肠道淋巴组织免疫细胞的短链脂肪酸受体结合^[73]，调节肠道的免疫能力。

畜禽肠黏膜上皮细胞和吞噬细胞能够分泌宿主防御肽^[74-75]。宿主防御肽是一类具有抗菌、抗癌、抗病毒和修复损伤及免疫调节等作用的多功能肽，是机体抵抗病原入侵的第1道屏障^[76]，能够通过募集和激活不同类型的免疫细胞调节宿主免疫系统^[77]。MOS增殖的肠道乳酸杆菌和大肠发酵产生的丁酸等短链脂肪酸具有强烈的诱导宿主防御肽表达分泌的能力^[78-81]，能够有效诱导合成鸡HD11巨噬细胞和初级单核细胞中的宿主防御肽^[80]。而且更重要的是，丁酸等短链脂肪酸增强了宿主防御肽基因的表达，但却不刺激促炎症细胞因子白细胞介素-1β(IL-1β)的产生^[82]。

Toll样受体(TLR)是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质分子，也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁。TLR-4和TLR-2能够识别MOS^[54]，饲喂MOS能够增加回肠或盲肠扁桃体TLR-4和TLR-2的表达^[83]。畜禽巨噬细胞和嗜异性白细胞TLR-4 mRNA表达量较高^[84]，当TLR-4识别脂多糖等病原相关分子模式后，免疫细胞能够产生较高水平的一氧化氮和促炎症细胞因子，抵抗病原菌的侵袭^[54]。因此，MOS能够通过降低埃希氏大肠杆菌脂多糖含量，减少TLR-4的基因表达，抑制促炎症免疫反应^[83]。然而，MOS分子自身也能够被TLR-4识别，作为促炎症因子增强TLR-4基因表达，诱发非特异性免疫应答^[85]。同样，TLR-2也可通过识别MOS分子引起促炎症细胞因子级联反应。此外，MOS还能够增强回肠IL-12和IFN-γ的基因表达^[83]。IL-12可激活辅助T细胞1，触发IFN-γ释放，引起T细胞、NK细胞和巨噬细胞等免疫细胞的增殖和细胞毒性^[86]。

MOS不仅通过优先增殖的有益微生物及代谢产物与免疫细胞的间接作用调控肠道免疫反应，而且还能够直接作用于肠道免疫细胞^[87]，增加补体含量和溶菌酶活性^[88]，增强免疫力。MOS能够刺激肠道甘露糖结合蛋白和抗甘露聚糖抗体的生成^[89]。甘露糖结合蛋白可通过碳水化合物识别域特异性地识别多种病原微生物，并与其表面的甘露糖残基和(或)N-乙酰葡萄糖胺结合，引起甘露糖结合蛋白构象的改变，从而与吞噬细胞表面的胶原凝集素受体结合而激活吞噬细胞，增强吞噬细胞的吞噬作用和补体系统的激活^[90]。吞噬细胞激活后，一方面直接通过吞噬作用将入侵的各类病原体包括自身代谢产生的有害有毒物质灭杀清除；另一方面，在免疫应答的初期阶段，吞噬细胞可将抗原降解并将抗原信号呈递给其他淋巴细胞，启动后天性免疫应答反应^[91]。抗甘露聚糖抗体是甘露聚糖的天然抗体，是与肠道微生物作用的正常免疫应答，可直接特异性地结合病毒和细菌的寡糖类抗原决定簇，引起病毒和细菌的调理作用，增强吞噬细胞的吞噬作用^{[9, 92]}。除此之外，MOS还可激活吞噬细胞胞内信号通路，产生IL、IFN及TNF等细胞因子，通过它们的协同作用增强机体的免疫机能^[93-94]。关于MOS直接刺激肠道免疫细胞增强免疫力的详细作用机理目前尚不甚清晰，还需对无菌动物模型进行更多的研究加以证实。

6 改善肠道形态学构造，促进幼龄畜禽的肠道发育

MOS在肠道发酵产生的丁酸能够促进肠道细胞发育和绒毛生长，增加幼龄畜禽肠道隐窝深度、绒毛高度、绒毛高度/隐窝深度和绒毛表面积^{[29, 35, 89, 95-97]}，缓解埃希氏大肠杆菌攻毒和热应激对动物肠道的损伤^{[22, 98-99]}。隐窝深度的增加表明干细胞增殖数量增多，引起分泌黏液素的杯状细胞数量增加。绒毛高度和表面积的增加有利于提高肠道锌、铜、硒等微量元素的吸收，增强免疫力^[100]。总体而言，肠道菌群对MOS的发酵能够提供肠道上皮细胞营养物质，促进细胞的增殖分化和更新^[101]，利于黏液层生成^[68]和肠道黏膜细胞的恢复^[102]，加快畜禽早期肠道的发育和成熟^[103-104]，提高肠道的吸收效率^{[16, 105]}，减少幼龄畜禽肠道疾病的发生。

7 提升饲料品质，减轻霉菌毒素和球虫病危害

霉菌毒素是毒性很强的霉菌次生代谢产物，是一种广泛存在于饲料和原料中的抗营养因子。由于真菌代谢产物的独特性质，生产中很难将霉菌毒素从饲料和原料中清除干净^[106]。霉菌毒素易降低畜禽食欲^[107]和饲料营养物质的消化吸收^[108]，降低肠道免疫球蛋白的分泌水平和养分运载体基因的相对表达量^[109]，加快肠道病原菌增殖^[110]，损害小肠绒毛形态结构^[110-111]，不利于畜禽肠道健康和生长发育^[110]。MOS既能够通过物理吸附或直接结合等方式与饲料中的霉菌毒素结合，改善饲料品质，也可螯合胃肠道释放的黄曲霉毒素，减轻肠道对霉菌毒素的吸收和霉菌毒素对肠道的危害^[112-113]，从而降低肝脏霉菌毒素含量，减轻肝脏损伤^[114]，增强畜禽肠道健康，改善营养物质消化吸收，提高饲料利用效率，促进生产性能的提高^{[110, 115]}。

球虫常寄生于畜禽肠黏膜上皮细胞内，致病性强，危害性大。MOS不仅能够减少粪便中的球虫卵囊数量，提高球虫感染后肠道促炎性因子的分泌水平^[116]，也可提高机体在球虫感染后IFN-γ mRNA的表达量^[117]，减轻肠黏膜损伤。

8 小结

近年来，为改善畜禽健康和福利，应对饲料行业“限抗、禁抗和替抗”问题，营养学家利用糖生物学和糖生物技术，对MOS在畜禽肠道内的代谢和参与机体炎症、病原体感染及肠道免疫和发育的机理进行了深入研究和分析，为MOS在畜禽养殖中的应用奠定了良好的基础。但幼龄畜禽肠道发育不完善，易受外界不良因素的影响产生应激，MOS的调控机制与途径目前尚未完全清晰，还存在诸多未能解决的问题，从而制约了养殖业中的推广应用。因此，今后需要进一步加强对MOS理化结构与其功能的内在关系以及不同动物、不同生理状态下肠道内作用机理的研究和探讨，明确和指导MOS的最佳利用方式，以广泛有效地应用于畜禽生产实践中。