超氧化物歧化酶(SOD)于1969年首次在牛红细胞中被发现[1],随后研究表明其广泛存在于动物、植物及微生物中。SOD是一类以金属离子为活性中心的抗氧化金属酶,具有底物特异性强、催化效率高的特点[2]。根据结合的金属辅基不同,SOD主要可分为铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、铁超氧化物歧化酶(Fe-SOD)和镍超氧化物歧化酶(Ni-SOD)4种类型[3]。该类酶的核心功能在于催化超氧阴离子( ${\mathrm{O}}_{2}^{-}$ )发生歧化反应,清除体内的活性氧(ROS),从而保护细胞免受氧化应激及相关损伤[4-5]。超氧阴离子由于带有未成对电子及负电荷,其化学性质活泼,易引发脂质过氧化、蛋白质氧化及DNA损伤,进而诱发机体的氧化应激反应[6]。因此,SOD在防御氧化损伤、缓解炎症反应、延缓机体衰老以及增强免疫功能等方面发挥着重要作用[7-12]。
SOD作为饲料添加剂在畜牧业中已有应用。研究发现,在早期黄羽肉鸡饲粮中添加8 000~16 000 U/kg的SOD,可显著提高平均日增重(ADG),增强血清和肝脏的抗氧化能力,同时显著降低料重比(F/G)[13];在断奶仔猪饲粮中添加420 U/kg的甜瓜SOD,血清总抗氧化能力(T-AOC)显著提升37.1%,ADG显著提高17.5%,平均日采食量(ADFI)显著增加16.7%[14];在羔羊饲粮中添加420 U/kg的甜瓜来源SOD,饲料转化效率显著提高10.1%,血清抗氧化能力得到改善[15]。这些研究结果显示,SOD具有促进畜禽生长及改善抗氧化能力的巨大潜力。然而,由于现有研究在SOD用量、来源、动物品种及试验条件等方面存在较大差异,传统的定性文献难以客观、系统地评估其总体效果。因此,采用新的方法对SOD在畜禽上的应用效果进行全面客观地评价显得尤为重要。
Meta分析起源于20世纪30年代,1976年由Glass正式提出“Meta分析”及其“效应值”的概念[16-18]。该方法通过对多项独立研究结果进行系统整合,能够提升结论的可靠性,弥补单一研究的局限性,并提供更为精准的效应估计[19-20],同时也有助于揭示研究间的异质性[21]。Meta分析的主要流程包括:研究问题定义与文献检索[18]、筛选与质量评估[18]、数据提取与编码[22]、统计分析[22]、异质性检验[21-22]、结果可视化[23-24]、敏感性分析[25]以及发表偏倚检测[25]。该方法在提高统计效能、弥补样本量不足、整合多方证据及揭示潜在异质性等方面具有显著优势,能够提供更为系统和精确的研究结论。Li等[26]通过Meta分析结合机器学习对31项研究进行综合分析,结果发现,在夜间对肥胖雄性C57BL/6小鼠及初始体重(IBW)为100~200 g的Sprague-Dawley大鼠施用10~30 mg/kg褪黑素,连续干预5~8周后,减重幅度显著提高,且效果优于其他给药时间或剂量方案。Liu等[27]基于71项研究的Meta分析发现,添加剂对草食动物生产性能的提升效果优于杂食动物;剂量效应分析进一步表明,抗菌肽、酶制剂、寡糖、有机酸、植物提取物、益生菌和益生元的最佳添加剂量分别为100 mg/kg、30 mg/kg、200 mg/kg、50 mg/kg、200 mg/kg、106 CFU/kg和10 mg/kg,连续饲喂2个月可有效改善家畜的生产性能。目前,关于饲料添加剂SOD在畜禽生产中的应用效果的研究结果尚不一致,系统性的Meta分析有助于综合评估其对畜禽生长性能和抗氧化能力的真实效应。因此,本研究拟通过系统梳理和分析现有文献数据,为SOD在动物营养中的科学应用提供理论依据和实践参考。
1 材料与方法
1.1 试验方法
本研究进行的Meta分析严格遵循系统评价与Meta分析首选报告项目(PRISMA)声明所规定的指南[28]进行,采用系统评价与Meta分析的标准化方法,并采用PICOS模式[参与者(P)、干预措施(I)、对照措施(C)、结局指标(O)、研究设计类型(S)]研究问题,具体如下:P—鸡、猪、鸭、鹅、牛、羊;I—饲粮中添加SOD;C—生长性能和抗氧化相关指标;O—SOD添加剂量;S—随机对照试验。
1.2 检索策略
在PubMed、Web of Science、中国知网(CNKI)和万方(Wanfang)4个数据库检索2025年3月19日之前分表的文献,中文检索关键词为:“超氧化物歧化酶”“猪”“鸡”“鸭”“鹅”“牛”“羊”和“生长性能”;英文检索的关键词为:“SOD”“pig”“chicken”“Gallus domesticus”、“cattle”“cow”“Ovis”“sheep”“dall sheep”“duck”“goose”和“growth performance”。对检索到的文献进行人工筛选,获得潜在文章。为保证数据库质量,仅进一步评估同行评议期刊的文章。
1.3 文献筛选纳入标准
对检索到的文献的摘要和全文进行严格评估后,共选择了5篇文章进行Meta分析。
纳入标准如下:1)为研究性文章(不是综述、Meta分析或案例研究);2)饲料添加剂是SOD;3)SOD的添加剂量和饲喂时间明确;4)结果中有生长性能指标终末体重(FBW)、ADG、ADFI以及抗氧化指标SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,并有平均值和标准差(SD)或标准误(SE)。
排除标准如下:1)不是以鸡、猪、鸭、鹅、牛、羊作为研究对象,没有对照组;2)非添加性试验,包括炎症模型评估和基因作用等;3)非个体试验和个体水平;4)试验结果中没有生长性能及抗氧化指标;5)所添加的物质非SOD,而是具有SOD功能的饲料添加剂;6)试验结果数据不完整,或通过换算无法得到相应数据。
1.4 数据提取
为了确定和量化饲粮中添加SOD对畜禽生长性能及抗氧化能力改善的证据,审查全部符合纳入标准的文献后,使用GetData软件提取以下数据:作者信息、发表年份、文章标题、试验动物种类、SOD添加剂量、试验持续天数、生长阶段、生长性能和抗氧化指标(包括IBW、ADG、ADFI、SOD活性、GSH-Px活性的平均值和SD或SE)。对仅提供了以克(g)为单位的SOD添加剂量的文献,将其SOD添加剂量转换为以酶活力单位(U)为单位的数据。根据文章提取的SOD换算系数为1 g=20 000 U。此外,SD=SE $\sqrt{n}$ (n表示样本数量)。
1.5 统计学分析及Meta分析
所有统计分析均使用Stata 17进行。计算每项研究的效应值、权重、方差及综合效应量。SD被用作权重的衡量依据,SD越小,权重越大;综合效应量采用标准化均数差(SMD)表示。本次Meta分析报告了随机效应模型的结果,用Q检验(服从χ2分布)评价各研究之间的异质性,用漏斗图和Egger’s检验检测了发表偏倚,并对纳入的研究结果进行敏感性分析。由于生长性能及抗氧化指标均为连续型变量,本研究采用Hedge’s方法计算SMD,以评估效应量大小。首先,计算各效应值的95%置信区间(CI),以判断添加SOD组与未添加SOD组之间的总体效应大小。若95% CI没有跨越零线,表明添加SOD组与未添加SOD组之间的差异具有统计学意义;若95% CI完全位于零线的同一侧(即全部大于0或全部小于0),则表示添加SOD组与未添加SOD组之间存在显著差异,且该差异表现为显著提高或显著降低。平均效应量为正值时,表示添加SOD对生长性能指标具有积极影响,负值则表示具有消极影响。此外,采用I2统计量评估研究间的异质性。若I2>50%且P<0.05,表明存在显著异质性,此时选用随机效应模型进行合并分析。发表偏倚首先通过漏斗图进行直观评估,并辅以Egger’s检验进行对称性检验。漏斗图对称表示没有发表偏倚,不对称则表明可能存在偏倚。若漏斗图不对称且Egger’s检验P<0.05,提示存在潜在的发表偏倚。为校正该偏倚对合并效应量的影响,进一步执行非参数“修剪和填充”分析。此外,针对异质性较高的情形,按照预先设定的因素开展亚组分析。鉴于SOD添加剂量、动物IBW及饲喂时间均涉及多个水平,本研究在分析前对上述变量进行简化并重新组合,具体如下:SOD添加剂量划分为低剂量(<2 000 U/kg)、中剂量(2 000~4 000 U/kg)和高剂量(>4 000 U/kg);IBW划分为较轻(<1 kg)、正常(1~10 kg)和偏重(>10 kg);饲喂时间划分为短期(1~10 d)、中期(11~30 d)和长期(>30 d)。所有对照组动物均饲喂未添加SOD的基础饲粮,试验组动物则饲喂在基础饲粮基础上添加不同剂量SOD的试验饲粮。
2 结果与分析
2.1 纳入文献特征
如图1所示,在4个数据库中共搜索出10 194篇文献,排除重复文献后剩余10 041篇文献,后续根据标题和摘要共筛选出了12篇文献,通过数据完整性剔除7篇文献,最后获得5篇[13-15,29-30]符合纳入标准的文献。从符合标准的5篇文献中获取了63个效应量,分为5种有关生长性能及抗氧化能力的指标,分别为FBW(13个效应量、20.6%)、ADG(13个效应量、20.6%)、ADFI(13个效应量、20.6%)、SOD活性(13个效应量、20.6%)、GSH-Px活性(11个效应量、17.5%)。根据最初设定的关键词检索了以鸡、猪、鸭、鹅、牛和羊作为研究对象的文献,由于相关试验太少,数据不足以支撑结果,最终数据集选用以猪、鸡、羔羊作为对象进行数据分析和亚组分析。
2.2 总体效应量
Meta分析通过对多个独立研究的结果进行加权整合,可得出每个响应变量的单一总体效应量,结果如表1和表2所示。总体效应量合并结果显示,饲粮中添加SOD显著提高畜禽的FBW(SMD=18.29,P=0.017,k=13)和GSH-Px活性(SMD=0.42,P=0.002,k=11),但对ADG(SMD=6.39,P=0.281,k=13)、ADFI(SMD=-0.62,P=0.304,k=13)、SOD活性(SMD=-0.03,P=0.956,k=13)没有显著影响。此外,在这5个参数都表现出高度异质性(FBW I2=99.99%、ADG I2=99.99%、ADFI I2=99.50%、SOD活性I2=98.87%、GSH-Px活性I2=77.71%)。上述结果表明,不同研究之间存在很大的可变性,反映了试验设计、物种和环境条件等可能存在差异。基于此高异质性,本研究探索了异质性的潜在来源及其影响因素,发现其可能源于剂量水平、饲养持续时间和物种的差异,并提取相关指标进行更深入的分析。
表1 生长性能指标的总体效应量计算结果和亚组分析结果Table 1 Overall effect size calculation outcomes and subgroup analysis results for growth performance indicators |
| 变量 Variables | 亚组 Subgroup | 效应量数量 k | 标准化均数差 SMD | I2/% | 95%置信区间 95% CI | P值 P-value | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 终末体重FBW | |||||||||||||
| 总体Overall | 13 | 18.29 | 99.99 | [3.20,33.37] | 0.017 | ||||||||
物种 Species | 羊 | 1 | 0.75 | [-0.06,1.55] | 0.068 | ||||||||
| 猪 | 2 | 0.50 | [-0.05,1.06] | 0.076 | |||||||||
| 鸡 | 10 | 23.67 | [5.21,42.13] | 0.012 | |||||||||
饲养阶段 Feeding stage | 断奶阶段 | 11 | 21.73 | [4.61,38.85] | 0.013 | ||||||||
| 育肥阶段 | 2 | -0.42 | [-1.17,0.33] | 0.276 | |||||||||
SOD添加剂量 SOD dosage | 高剂量 | 4 | 28.13 | [-7.31,63.58] | 0.120 | ||||||||
| 低剂量 | 7 | 2.81 | [-0.48,6.09] | 0.094 | |||||||||
| 中剂量 | 2 | 53.75 | [20.57,86.92] | 0.001 | |||||||||
饲喂时间 Feeding time | 长期 | 1 | 0.75 | [-0.06,1.55] | 0.068 | ||||||||
| 中期 | 7 | 31.48 | [7.12,55.85] | 0.011 | |||||||||
| 短期 | 5 | 3.64 | [-0.86,8.14] | 0.113 | |||||||||
初始体重 Initial body weight | 偏重 | 1 | 0.75 | [-0.06,1.55] | 0.068 | ||||||||
| 较轻 | 8 | 29.75 | [8.63,50.87] | 0.006 | |||||||||
| 正常 | 4 | 0.13 | [-0.43,0.70] | 0.643 | |||||||||
| 平均日增重ADG | |||||||||||||
| 总体Overall | 13 | 6.39 | 99.99 | [-5.23,18.00] | 0.281 | ||||||||
物种 Species | 羊 | 1 | -2.19 | [-3.18,-1.20] | <0.001 | ||||||||
| 猪 | 2 | 43.12 | [-23.50,2.66] | 0.205 | |||||||||
| 鸡 | 10 | 1.30 | [-0.05,2.66] | 0.060 | |||||||||
饲养阶段 Feeding stage | 断奶阶段 | 11 | 7.86 | [-5.77,21.50] | 0.258 | ||||||||
| 育肥阶段 | 2 | -0.69 | [-1.46,0.07] | 0.078 | |||||||||
SOD添加剂量 SOD dosage | 高剂量 | 4 | 1.52 | [-1.11,4.14] | 0.257 | ||||||||
| 低剂量 | 7 | 11.02 | [-10.64,32.69] | 0.319 | |||||||||
| 中剂量 | 2 | 3.45 | [1.21,5.70] | 0.003 | |||||||||
饲喂时间 Feeding time | 长期 | 1 | -2.19 | [-3.18,-1.20] | <0.001 | ||||||||
| 中期 | 7 | 13.13 | [-7.78,34.03] | 0.219 | |||||||||
| 短期 | 5 | 0.18 | [-0.39,0.75] | 0.532 | |||||||||
初始体重 IBW | 偏重 | 1 | -2.19 | [-3.18,-1.20] | <0.001 | ||||||||
| 较轻 | 8 | 1.78 | [0.27,3.28] | 0.021 | |||||||||
| 正常 | 4 | 20.49 | [-16.65,57.62] | 0.280 | |||||||||
| 平均日采食量ADFI | |||||||||||||
| 总体Overall | 13 | -0.62 | 99.50 | [-1.86,0.56] | 0.304 | ||||||||
物种 Species | 羊 | 1 | 1.03 | [0.21,1.88] | 0.014 | ||||||||
| 猪 | 2 | 1.91 | [1.24,2.58] | <0.001 | |||||||||
| 鸡 | 10 | -1.28 | [-2.52,-0.04] | 0.043 | |||||||||
饲养阶段 Feeding stage | 哺乳阶段 | 3 | 0.30 | [0.15,0.44] | <0.001 | ||||||||
| 断奶阶段 | 8 | -0.73 | [-2.56,1.10] | 0.437 | |||||||||
| 育肥阶段 | 2 | -1.63 | [-4.06,0.80] | 0.189 | |||||||||
SOD添加剂量 SOD dosage | 高剂量 | 4 | -2.83 | [-5.10,-0.56] | 0.015 | ||||||||
| 低剂量 | 7 | 0.77 | [0.19,1.35] | 0.009 | |||||||||
| 中剂量 | 2 | -1.57 | [-1.85,-1.29] | <0.001 | |||||||||
饲喂时间 Feeding time | 长期 | 1 | 1.03 | [0.21,1.86] | 0.014 | ||||||||
| 中期 | 7 | -0.97 | [-3.01,1.06] | 0.348 | |||||||||
| 短期 | 5 | -0.36 | [-1.59,0.86] | 0.559 | |||||||||
初始体重 IBW | 偏重 | 1 | 1.03 | [0.21,1.86] | 0.014 | ||||||||
| 较轻 | 8 | -1.20 | [-2.69,0.30] | 0.116 | |||||||||
| 正常 | 4 | 0.17 | [-2.13,2.48] | 0.882 |
表2 抗氧化指标的总体效应量计算结果和亚组分析结果Table 2 Overall effect size calculation outcomes and subgroup analysis results for antioxidant indicators |
| 变量 Variables | 亚组 Subgroup | 效应量数量 k | 标准化均数差 SMD | I2/% | 95%置信区间 95% CI | P值 P-value | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 超氧化物歧化酶活性SOD activity | |||||||||||||
| 总体Overall | 13 | -0.03 | 98.87 | [-1.21,1.14] | 0.956 | ||||||||
物种 Species | 猪 | 5 | -1.25 | [-4.09,1.60] | 0.391 | ||||||||
| 鸡 | 8 | 0.61 | [0.21,1.00] | 0.003 | |||||||||
饲养阶段 Feeding stage | 断奶阶段 | 10 | -0.10 | [-1.65,1.44] | 0.895 | ||||||||
| 生长阶段 | 3 | 0.10 | [-0.44,0.64] | 0.716 | |||||||||
检测部位 Sampling site | 肝脏组织 | 6 | 0.89 | [0.43,1.34] | <0.001 | ||||||||
| 血清 | 7 | -0.82 | [-2.84,1.21] | 0.430 | |||||||||
SOD添加剂量 SOD dosage | 低剂量 | 5 | -1.25 | [-4.09,1.60] | 0.391 | ||||||||
| 中剂量 | 4 | 0.61 | [0.04,1.18] | 0.035 | |||||||||
| 高剂量 | 4 | 0.60 | [-0.05,1.25] | 0.070 | |||||||||
饲喂时间 Feeding time | 中期 | 10 | -0.10 | [-1.65,1.44] | 0.895 | ||||||||
| 短期 | 3 | 0.10 | [-0.44,0.64] | 0.716 | |||||||||
初始体重 IBW | 较轻 | 8 | 0.61 | [0.21,1.00] | 0.003 | ||||||||
| 正常 | 2 | -3.46 | [-10.54,3.63] | 0.339 | |||||||||
| 偏重 | 3 | 0.10 | [-0.44,0.64] | 0.716 | |||||||||
| 谷胱甘肽过氧化物酶活性GSH-Px activity | |||||||||||||
| 总体Overall | 11 | 0.42 | 77.71 | [0.15,0.69] | 0.002 | ||||||||
物种 Species | 羊 | 1 | 0.37 | [-0.41,1.15] | 0.351 | ||||||||
| 猪 | 2 | -0.31 | [-1.10,0.48] | 0.446 | |||||||||
| 鸡 | 8 | 0.51 | [0.27,0.75] | <0.001 | |||||||||
饲养阶段 Feeding stage | 断奶阶段 | 9 | 0.50 | [0.29,0.71] | <0.001 | ||||||||
| 生长阶段 | 2 | -0.31 | [-1.10,0.48] | 0.446 | |||||||||
检测部位 Sampling site | 肝脏组织 | 2 | -0.31 | [-1.10,0.48] | 0.446 | ||||||||
| 血清 | 9 | 0.50 | [0.29,0.71] | <0.001 | |||||||||
SOD添加剂量 SOD dosage | 低剂量 | 3 | -0.04 | [-0.68,0.59] | 0.891 | ||||||||
| 中剂量 | 4 | 0.27 | [-0.02,0.55] | 0.064 | |||||||||
| 高剂量 | 4 | 0.75 | [0.54,0.96] | <0.001 | |||||||||
饲喂时间 Feeding time | 中期 | 9 | 0.50 | [0.29,0.71] | <0.001 | ||||||||
| 短期 | 2 | -0.31 | [-1.10,0.48] | 0.446 | |||||||||
初始体重 IBW | 较轻 | 3 | -0.04 | [-0.68,0.59] | 0.891 | ||||||||
| 偏重 | 8 | 0.51 | [0.27,0.75] | <0.001 | |||||||||
漏斗图和Egger’s检验(图2)显示,所有响应变量都存在潜在的发表偏倚。尽管漏斗图显示统计不对称,但FBW不需要额外的研究来添加和平衡发表偏倚,而ADG、ADFI、SOD和GSH-Px需要“修剪和填充”。ADFI、ADG、SOD和GSH-Px活性分别需要3、5、5和2个额外的效应量或研究来解决不平衡问题,此外,ADG、ADFI、SOD和GSH-Px活性的效应大小在纳入文献后仍保持显著差异且稳定,未出现任何逆转现象。
图2 评估发表偏倚的漏斗图和Egger’s检验ADFI:平均日采食量 average feed intake;SOD activity:超氧化物歧化酶活性 superoxide dismutase activity;GSH-Px activity:谷胱甘肽过氧化物酶活性 glutathione peroxidase activity;FBW:终末体重 final body weight;ADG:平均日增重 average daily gain;Funnel plot:漏斗图;Standard error:效应量的标准误差;Egger’s test:Egger检验;95% CI:95%置信区间;SMD:标准号均数差 standardized mean difference。 Fig.2 Funnel plots and Egger’s test assessing the publication bias |
2.3 亚组分析
为了探究异质性的潜在来源,对预先设定的因素(物种、饲养阶段、SOD添加剂量、饲喂时间、IBW和检测部位)开展亚组分析,评估不同亚组内的合并效应量,以检验这些因素对总体效应量的调节作用。
2.3.1 饲粮中添加SOD对畜禽生长性能指标影响的亚组分析
FBW亚组分析结果(表1)显示,饲粮中添加SOD可显著增加鸡的FBW(SMD=23.67,P=0.012,k=10);当动物处于断奶阶段,饲粮中添加SOD可显著提高其FBW(SMD=21.73,P=0.013,k=11);SOD添加剂量、饲喂时间和IBW也会影响动物的FBW,SOD添加剂量2 000~4 000 U/kg(SMD=53.75,P=0.001,k=2)、饲喂时间11~30 d(SMD=31.48,P=0.011,k=7)可显著增加IBW<1 kg(SMD=29.75,P=0.006,k=8)动物的FBW。
ADG亚组分析结果(表1)显示,饲粮中添加SOD可显著降低羊的ADG(SMD=-2.19,P<0.001,k=1),而对猪(SMD=43.12,P=0.205,k=2)和鸡(SMD=1.30,P=0.060,k=10)的ADG没有显著影响,但整体处于上升趋势;饲粮中添加SOD对于育肥阶段(SMD=-0.69,P=0.078,k=2)和断奶阶段(SMD=7.86,P=0.258,k=11)动物的ADG没有显著影响;SOD添加剂量2 000~4 000 U/kg(SMD=3.45,P=0.003,k=2)、IBW<1 kg(SMD=1.78,P=0.021,k=8)的动物ADG显著增加,但饲喂时间>30 d(SMD=-2.19,P<0.001,k=1)以及IBW>10 kg(SMD=-2.19,P<0.001,k=1)的动物ADG显著降低。
ADFI亚组分析结果(表1)表明,饲粮中添加SOD对不同物种的影响不同,可使猪(SMD=1.91,P<0.001,k=2)和羊(SMD=1.03,P=0.014,k=1)的ADFI显著增加,而显著降低鸡(SMD=-1.28,P=0.043,k=10)的ADFI;饲粮中添加SOD可显著增加处于哺乳阶段(SMD=0.30,P<0.001,k=3)动物的ADFI;SOD添加剂量在<2 000 U/kg(SMD=0.77,P=0.009,k=7),饲喂天数>30 d(SMD=1.03,P=0.014,k=1)的动物ADFI显著增加,而SOD添加剂量>4 000 U/kg(SMD=-2.83,P=0.015,k=4)或2 000~4 000 U/kg(SMD=-1.57,P<0.001,k=2)显著降低动物的ADFI;饲粮中添加SOD可显著增加IBW>10 kg(SMD=1.03,P=0.014,k=1)动物的ADFI。
2.3.2 饲粮中添加SOD对畜禽抗氧化指标影响的亚组分析
SOD活性亚组分析结果(表2)表明:饲粮中添加SOD对断奶阶段(SMD=-0.10,P=0.895,k=10)和生长阶段(SMD=0.10,P=0.716,k=3)动物的SOD活性没有显著影响;饲粮中添加SOD对饲喂天数在1~10 d(SMD=0.10,P=0.716,k=3)或11~30 d(SMD=-0.10,P=0.895,k=10)动物的SOD活性没有显著影响;SOD添加剂量在2 000~4 000 U/kg(SMD=0.61,P=0.035,k=4)时鸡(SMD=0.61,P=0.003,k=8)和检测部位为肝脏组织(SMD=0.89,P<0.001,k=6)内的SOD活性显著提高,而SOD添加剂量>4 000 U/kg(SMD=0.60,P=0.070,k=4)对动物的SOD活性有提高趋势;饲粮中添加SOD可显著提高IBW<1 kg(SMD=0.61,P=0.003,k=8)动物的SOD活性。
GSH-Px活性亚组分析结果(表2)显示,饲粮中添加SOD可显著提高鸡(SMD=0.51,P<0.001,k=8)的GSH-Px活性和处于断奶阶段(SMD=0.50,P<0.001,k=9)动物的GSH-Px活性,对于羊(SMD=0.37,P=0.351,k=1)和猪(SMD=-0.31,P=0.446,k=2)以及处于的生长阶段(SMD=-0.31,P=0.446,k=2)的动物的GSH-Px活性没有显著影响;饲粮中添加SOD可显著升高血清中GSH-Px活性(SMD=0.50,P<0.001,k=9),对肝脏组织中GSH-Px活性没有显著影响(SMD=-0.31,P=0.448,k=2);SOD添加剂量>4 000 U/kg(SMD=0.75,P<0.001,k=4)、饲喂时间11~30 d(SMD=0.50,P<0.001,k=9)、IBW>10 kg(SMD=0.51,P<0.001,k=8)的动物GSH-Px活性显著提高;SOD添加剂量在2 000~4 000 U/kg(SMD=0.27,P=0.064,k=4)有提高GSH-Px活性的趋势。
3 讨论
SOD是机体酶促抗氧化系统的第1道防线,通过催化超氧化物自由基发挥抗氧化作用。大量研究表明,外源补充SOD可有效缓解氧化损伤[11]、改善肠道健康[13-15]、提高生产性能并调节免疫功能[31-33]。Li等[34]通过外源引入高表达Mn-SOD,发现其显著抑制了药物诱导的氧化应激反应。然而,关于SOD在疾病状态下的变化规律,现有研究结果存在分歧。Li等[35]对10项胃癌病例对照研究的Meta分析显示,胃癌患者血清SOD活性显著低于健康人群;相反,Mohideen等[36]对13项口腔癌研究的Meta分析则发现,口腔癌组血清中SOD活性较健康对照组显著升高。这些研究结果充分展现了Meta分析较高的准确性。Meta分析通过系统检索、质量评价、异质性检验及随机效应模型,可以对相互矛盾的研究结果进行定量整合,从而获得加权平均效应量,有效减少主观判断带来的偏差。以SOD与阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)有关的研究为例,不同研究结果存在一定的分歧。Tian等[37]对14项研究进行Meta分析后发现,OSA患者血清SOD活性显著降低,且与疾病严重程度呈负相关。这一结果进一步彰显了Meta分析在提供客观、可靠结论中的重要作用。近年来,Meta分析在动物营养与饲料科学领域的应用以年均15%的速度递增[38]。韩赛波等[39]对15项研究进行Meta分析后发现,饲粮中添加辣木可极显著提高奶牛的产奶量,并可提高血清中SOD和GSH-Px活性,且长期饲喂(>71 d)的效果优于短期(<71 d)。陈少珍等[40]对34项研究进行Meta分析发现,肠道损伤显著降低断奶仔猪的ADG、ADFI,显著提高F/G和空肠中白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)以及血清中TNF-α含量。高佳等[41]对34项研究进行Meta分析发现,肉鸡饲粮中添加地衣芽孢杆菌和产脂肪酶芽孢杆菌的促生长效果优于枯草芽孢杆菌,其中地衣芽孢杆菌对F/G的改善作用尤为显著,且芽孢杆菌促进罗斯308肉鸡生长的效果最优。这些研究成果充分体现了Meta分析在制定精准营养策略中的价值,为科学优化动物饲养管理提供了高质量证据。
本研究通过Meta分析共纳入5项研究结果,确定了FBW、ADG、ADFI、SOD活性、GSH-Px活性这5个研究指标都具有高度异致性。漏斗图对于评估发表偏倚很重要,其不对称性可能是由小样本量、低质量研究和研究的异质性引起的,也可能是试验设计、试验动物物种和环境条件的差异引起的。本研究通过“修剪和填充”的方法发现,不需要额外的研究来增加和平衡FBW的发表偏倚。此外,ADG、ADFI、SOD活性、GSH-Px活性合并虚拟研究后差异无逆转且结果稳定。因此,潜在偏倚并未显著影响结论。
抗氧化酶作为饲料添加剂大量应用于动物生产,能够提高动物的生长性能。陈丹蝶等[42]研究表明,在饲粮中添加250 g/t葡萄糖氧化酶(GOD)+250 g/t过氧化氢酶(CAT)可以提高1~21日龄白羽肉鸡的FBW和ADG,显著降低F/G。张文翔等[43]研究发现,饲粮中添加150或200 U/kg CAT可促进动物生长和健康。本研究进行的Meta分析综合评估了饲粮中添加SOD对畜禽生长性能的影响。总体效应结果表明,饲粮中添加SOD可以显著提高畜禽的FBW,但对ADG和ADFI没有显著影响;亚组分析显示,具体影响因剂量、饲喂天数及IBW而异。SOD添加剂量<2 000 U/kg、饲喂天数在11~30 d、IBW在1~10 kg的动物FBW显著增加;SOD添加剂量<2 000 U/kg、IBW在1~10 kg的动物ADG显著增加;SOD添加剂量在2 000~4 000 U/kg、饲喂天数>30 d、IBW<1 kg的动物ADFI显著提高;对于不同物种,饲粮中添加SOD显著增加鸡的FBW,猪和羊的ADFI。Yan等[13]在黄羽肉鸡基础饲粮中添加SOD,显著提高了FBW和ADG,并显著降低了F/G,但对ADFI无显著影响。类似地,Ahasan等[14]在断奶仔猪饲粮中添加420 U/kg的甜瓜来源SOD,显著增加了ADG和ADFI。然而,饲粮中添加SOD对畜禽生长性能的影响并不一致。Dos Santos Xavier等[44]在罗非鱼饲料中添加甜瓜来源SOD后发现,不同添加水平的甜瓜来源SOD对生长性能均无显著影响。崔红霞等[45]亦指出,SOD模拟物对肉仔鸡生长性能无显著效应,其作用可能主要体现于对免疫功能的改善,而非诱食性。本研究的Meta分析表明,饲粮中添加SOD可显著降低羔羊的ADG,且饲喂天数>30 d,IBW>10 kg动物的ADG也显著降低;同时,SOD添加剂量>4 000 U/kg时,动物的ADFI显著下降。Ölmez等[15]的研究显示,在羔羊饲粮中添加 420 U/kg 的甜瓜来源SOD对ADG和ADFI没有显著影响。因此,由Meta分析得出,饲粮中添加<2 000 U/kg或2 000~4 000 U/kg SOD可促进动物生长。
多项研究表明,饲粮中添加SOD可以触发动物内源性抗氧化机制,及时清除机体病理状态下多余的自由基[46],并已在肥胖仓鼠[47]、主动脉硬化仓鼠[48]、高脂肪与高糖叙利亚仓鼠[49]、高血压大鼠[50]、山羊[51-52]、传染支气管炎症鸡[53]、蛋鸡[54]、肉鸡[55]等不同动物模型中证明其抗氧化作用。Yan等[13]研究发现,在黄羽肉鸡早期饲粮中添加8 000或16 000 U/kg的SOD,能显著增加血清中T-AOC、GSH-Px活性,降低血清中MDA含量,增加肝脏中总超氧化物歧化酶(T-SOD)、CAT、GSH-Px活性。马渭青等[55]在饲粮中添加2.0 g/kg SOD模拟物可以提高21日龄肉仔鸡肠道中SOD、GSH-Px活性,显著降低MDA含量。Ahasan等[14]在饲粮中添加420 U/kg的甜瓜来源SOD,发现仔猪血清中T-AOC显著提升。张关锋等[56]研究发现,在饲粮中添加4 000 U/kg SOD可以提高肉鸡血清中T-AOC、GSH-Px和T-SOD活性以及肝脏中T-AOC与GSH-Px、T-SOD和CAT活性。本研究采取Meta分析方法对不同样本量、不同研究时间的研究结果进行分析发现,SOD添加剂量在2 000~4 000 U/kg,且IBW小于1 kg可显著提高动物肝脏组织中SOD活性;而SOD添加剂量>4 000 U/kg、饲喂时间在11~30 d、IBW>10 kg的动物血清中GSH-Px活性显著提高。因此,由Meta分析得出,饲粮中添加2 000~4 000 U/kg或>4 000 U/kg的SOD,且饲喂时间在11~30 d,能显著提高动物的抗氧化能力。
本试验通过Meta分析汇总了饲粮中添加SOD对畜禽生长性能及抗氧化能力的影响。然而,饲粮中添加SOD在猪、羊和鸡外的其他动物上应用研究很少且剂量不稳定,因此需要进一步的试验来研究关于SOD添加剂量与畜禽品种之间的关系。
4 结论
本试验对纳入的5项研究进行Meta分析得出,饲粮中添加<2 000 U/kg或2 000~4 000 U/kg的SOD可显著促进动物生长,添加2 000~4 000 U/kg或>4 000 U/kg的SOD且饲喂时间在11~30 d可显著提高动物的抗氧化能力。