鸡胚给养调控鸡体健康研究进展

■ 何夙旭 吴子林 刘 强 景胜凡 张海军*

（1.中国农业科学院饲料研究所，北京 100081；2.河北咏诺生物科技有限公司，河北石家庄 050200）

近年来，随着我国经济的快速发展、人民生活水平的提高以及膳食结构的变化，禽肉和蛋的需求量持续增长。然而，我国畜禽养殖业长期面临着饲料资源供应不足的问题。为解决饲料粮食安全问题，农业农村部推行了《饲用豆粕减量替代三年行动方案》。同时，我国全面禁止使用抗生素的政策实施，对饲料粮食的营养品质和安全提出了更高的要求。

肉、蛋鸡养殖业面临营养不均衡导致的组织性器官病变、长期高温高湿等热应激反应，以及细菌和病毒引起的疾病等问题[1-2]。鸡胚给养技术对于提高雏鸡一生的免疫力、抗病能力和生产性能以及对肉鸡和蛋鸡的健康生产极为重要[3-4]。这可以减少抗生素的使用量，并有效推行蛋禽方面的豆粕减量替代工作，从而实现高效健康持续的养殖模式。

在鸡胚注射研究领域，美国、以色列、波兰和印度等国家的研究较为广泛，大部分已证实胚胎注射对提高生产性能、改善肠道发育、促进肌肉和骨骼生长，在增强抗氧化和免疫功能等方面具有显著效果[5-7]。尽管我国在该领域的研究起步较晚，但越来越多的研究者认识到鸡胚给养技术对机体生产性能和健康的重要性。文章对鸡胚给养技术研究中的注射物质种类进行了系统综述，并探讨了其在鸡的器官发育、肠道菌群、抗逆性和抗病性等方面的作用，旨在为家禽健康养殖提供另一思路。

1 鸡胚给养技术原理与注射技术

鸡胚给养技术的原理是直接注射营养物质或药物到鸡胚体内，以满足其营养和治疗需求。该技术可以绕过胚胎脏器发育的限制，直接满足生长和发育的需求[8]。在胚胎发育过程中，不同的胚胎外膜（包括卵黄囊、羊膜、绒毛膜和尿囊）在营养、保护、呼吸和代谢物存储方面起重要作用。注射可选择的部位包括卵黄囊、卵白、羊膜腔和气室等。通常，在孵化的早期阶段，注射目标是气室。在后期阶段，当胚胎内的新生雏鸟摄取羊膜液时，选择注射羊膜来输送化合物。膜腔是胚胎内部的中心腔室，可在整个发育期间为胚胎提供营养物质。因此，注射到羊膜腔一般没有时间限制。卵白注射距离胚胎较远，操作方便，对胚胎影响较小，因此应用较广泛。卵黄囊注射适用于注射到卵黄囊内的外源物质，因为卵黄是胚胎发育过程中的主要营养来源。此外，卵黄囊距离胚胎较远，注射后的应激反应较小[9]。

2 鸡胚给养要素研究

目前大部分研究侧重于筛选具有有效调控作用的营养物质，以拓展鸡胚注射的营养物质范围。已经证实的有益物质主要包括碳水化合物[如葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、果糖、核糖、氨基酸[如甲硫氨酸、半胱氨酸及其代谢物、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）、多胺、牛磺酸、谷胱甘肽]、矿物元素、维生素、益生元[如菊粉、果寡糖（FOS）、半乳寡糖（GOS）、醇寡糖（MOS）、木寡糖（XOS）、异麦芽寡糖、几丁寡糖（COS）、绿藻多糖（CPS）]、益生菌（如芽孢杆菌、双歧杆菌、乳酸菌等）以及合生元等[9-10]。

3 鸡胚给养促进器官发育研究

器官发育在鸡的生长和免疫中扮演着重要角色。通过深入了解鸡的器官发育过程和相关调控机制，可以为改善鸡的生长性能、提高生产效益和健康水平提供科学依据。

3.1 脾脏发育方面的研究

脾脏是禽类中最大的淋巴器官，由聚集的淋巴细胞和呈现抗原的细胞组成，在细胞免疫和体液免疫中起着关键的作用。对于不同营养素在胚胎内注射对脾脏发育和免疫的研究受到广泛关注。

在鸡胚发育期（ED）11 时，胚内注射维生素C 显著增加了脾脏中白细胞介素-4（IL-4）的表达，并降低了白细胞介素1β（IL-1β）和干扰素-γ(IFN-γ)的表达。这表明维生素C 可以调节脾脏免疫反应，减轻免疫压力。此外，维生素C 还调控了DNA 甲基化（DNMT1 和DNMT3A）和去甲基化（Tet2、Tet3、Gadd45β、MBD4 和TDG）过程。然而，免疫因子的表达是否与DNA 甲基化变化相关仍需要进一步研究[11]。在孵化后期，免疫器官重量与早期的营养代谢和免疫密切相关。单独注射辅酶Q10 或与维生素E 联用均能增加脾脏重量[12]。而在ED18，子宫内注射大豆异黄酮可以提高雏鸡脾脏重量，并增加抗氧化酶GSH-PX 和SOD mRNA 的表达，同时显著降低免疫细胞因子IFN-γ和TNF-α的基因表达[13]。另外，亚麻籽油的注射能够增加1 日龄肉鸡脾脏IFN-γ的表达，并促进肉鸡21 d 龄脾脏IL-2和IL-4的表达[14]。

目前，益生菌研究主要集中在乳酸菌方面。研究表明，在第18 天的胚胎发育期内，通过胚内注射肠球菌可以显著增加出壳雏鸡的脾脏重量[15]。此外，在第18 天胚胎发育期内，胚内注射多种乳酸菌（包括Lactobacillus salivarius、L.reuteri、L.crispatus和L.johnsonii），可以增加脾脏中干扰素（IFN）α、IFN-β、IFN-γ、白细胞介素（IL）-8 和IL-12 的表达。转录组分析还揭示了不同乳酸菌对脾脏细胞因子表达的差异调控[16]。此外，合生元注射可以同时提供有益菌和益生元，有效改善肠道微生态平衡，提高系统免疫。因此，合生元的应用优于单独使用益生菌或益生元[17-19]。研究还比较了不同合生元组合后对脾脏中B 淋巴细胞类型和数量等指标的注射效果，结果显示菊粉与乳酸链球菌亚种乳酸链球菌的组合效果最佳[20]。此外，通过比较在肉用鸡罗斯308（ROS）和波兰本地鸡绿腿鹧鸪（GP）胚胎内注射乳酸球菌亚种乳酸球菌IBB477、益生寡糖-低聚半乳糖和合生元后的脾脏基因甲基化水平，研究结果显示GP 的脾脏中受到调控的免疫细胞比例较高，胚胎注射效果也优于ROS[5，18]。

3.2 肝脏发育方面的研究

肝脏作为主要的代谢器官，在营养代谢、脂肪消化、血液蛋白合成以及内分泌和外分泌功能等方面发挥关键作用。它参与广泛的新陈代谢和稳态功能，并负责合成、代谢、排泄和解毒等过程。

Hassan 等[12]的研究表明，胚胎期单独给予辅酶Q10或与维生素E联合使用，可以增加肝脏重量，更好地发挥脂肪代谢功能。有机酸通常被用作酸化剂，广泛抑制细菌和真菌的生长，同时保护饲料和宿主免受病原体的危害[12]。尽管甲酸注射于ED4 会增加死亡率，但与激动剂联合给予甲酸可以更有效地激活血清、肝脏、心脏和大脑组织中的SOD 抗氧化酶[21]。此外，以往的研究表明精油可以促进脂肪和胆固醇代谢。在ED12 给予精油，通过调控与肉鸡肝脏发育相关的GUCY2C、MC5R和MTMR6基因的表达，以及与紧密连接和胆固醇稳态相关的BVES和CUBN基因的表达来发挥功能[22]。

较多研究表明，在胚期给养中添加益生菌、益生元或合生元可以促进肝脏发育。例如，植物乳杆菌组调控了肝脏中三酰甘油、总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇含量，降低了肝脏低密度脂蛋白胆固醇含量[23]。蛋室注射寡糖（RFO）和L.plantarumIBB3036，改变了成年肉鸡肝脏中重要的产能代谢途径。具体表现为增加CAC（柠檬酸循环）、电子传递链和ATP合成相关蛋白质的表达，同时下调了有关应激性反应如HSP70和EPRS1 蛋白的表达。这支持了短链脂肪酸（SCFAs）下调脂肪合成通路的观点，从而减少了肝脏脂肪积累[24]。在ED12 胚胎内蛋室注射L.plantarumIBB3036 和拉非糖家族寡糖的合生元后，肝脏蛋白质组的结果显示参与TCA 循环和呼吸电子链、糖酵解/糖异生、有机氮化合物生物合成的蛋白质以及细胞骨架蛋白都发生了变化，表明合生元可以调控线粒体功能，加速肉鸡肝脏中主要能量代谢途径[5]。不同合生元组合对雏鸡肝脏代谢转录调控存在差异，例如GOS+L.salivarius主要激活与免疫过程有关的基因，而RFO+L.plantarum上调参与代谢途径基因的表达[25]。

3.3 肠道发育方面的研究

改善早期肠道发育的方法包括增加肠道指数和调节肠道形态。例如，调节上皮高度和上皮高度/腺状细胞高度比。这些措施有助于增强肠道对营养物质的消化和吸收能力。肉鸡的肠道健康和发育的改善已成为当前胚蛋注射研究的关注焦点。

羊膜注射甘油（GLY）和胰岛素样生长因子（IGFI）在ED17.5 的实验中表明，第14 天时，IGF-I 组的饲料摄入量和体重增长高于其他组，并且其饲料系数较低。在21～42 d 期间，IGF-I、GLY 和IGF-I+GLY 均能促进体重增加。此外，GLY 还有助于孵化时以及7 日龄时回肠绒毛的增高，从而提高消化吸收[26]。另外，胚内注射L-精氨酸[4]、L-甲硫氨酸[7，27]、半胱氨酸和赖氨酸[28]均增加了肠道重量、绒毛高度和隐窝深度，改善了肠道上皮的结构和功能完整性。

N-乙酰谷氨酸（NAG）羊膜注射改善了肠道结构，降低了回肠小肠上皮隐窝深度（CD），提高了空肠的绒毛高度（VH）/CD比值，并增强了空肠中肽酶和麦芽糖酶的mRNA 表达水平，加速了早期的生长性能[29]。维生素D3和25-羟基维生素D3的比较结果显示，25-羟基维生素D3处理对空肠绒毛长度（VL）和腺泡深度（CD）比（RVC）有更显著的提高，同时具有更高水平的血浆IgG 含量。这表明25-羟基维生素D3可能因为其半衰期较长或吸收速度较快而具有更显著的作用效果[30]。

在ED18 期间，比较了胚胎注射无机硒和有机硒的影响。结果显示，两者均能增加肠道发育、GSH-Px活性、体重、生长和饲料转化率，并促进早期生长。然而，有机硒对绒毛表面积、抗体滴度、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞比率也有显著影响，且优于无机硒[31]。另外，在ED18，子宫注射大豆异黄酮可以提高雏鸡的绒毛高度，并提高紧密连接蛋白Claudin-1 和免疫因子IGF-1 的表达水平[13]。相比之下，在ED18 时，羊膜注射核苷酸对肠道形态和发育没有显著影响。然而，肠道发育的指标基因homeobox（Cdx）在早期龄时有显著上调，这也是肠绒毛长度增加的原因之一[32]。

研究表明，益生菌、益生元和合生元对鸡胚注射有积极影响。这些措施可以改善肠道结构，降低小肠上皮块的深度（CD），提高VH/CD 比值，从而促进消化吸收[33-37]。进一步的研究也表明，通过调节肠道相关连接蛋白mucin-2、受体蛋白TLR-2、TLR-4、游离脂肪酸受体（FFAR2 和FFAR4）以及免疫因子TNF-α、IL-1β、IL-10 和IL-12p40 等，益生菌注射可以改善肠道屏障完整性[3，17，34，38-39]。此外，通过蛋白质组比较Citrobacter 或乳酸菌胚蛋注射对肠道的影响时发现，Citrobacter 可以激活核因子红细胞2 相关因子2（NRF2）介导的氧化应激反应和急性相应信号传导通路，而乳酸菌激活了糖异生Ⅰ和心血管系统中的一氧化氮信号传导通路。在免疫因子调节方面，Citrobacter 激活了促炎复合物核因子κB（NF-κB），导致抗炎和促炎细胞因子（如IL-1b、Oncostatin M、IL-6 和血管内皮生长因子）的上调[40]。

表皮生长因子是一种生物活性的蛋白质，对皮肤细胞的生长和再生起着重要作用。注射猪源的表皮生长因子可以增加胚胎发育过程中表皮生长因子受体（EGFR）的表达水平。然而，对育成后的生长性能和肠道发育是否产生影响尚不清楚[41]。植物提取物因其独特的免疫力提升作用，在胚胎营养方面也得到了相关研究。例如，黄芪多糖（APS）在鸡胚注射研究中显示出可以改善肠道结构和形态，增加黏膜中IgA+细胞数量和分泌性免疫球蛋白A（sIgA）水平。此外，APS 还显著刺激了白细胞介素（IL）-2、白细胞介素（IL）-4、干扰素γ（IFN-γ）和Toll样受体（TLR）-4基因的表达水平。这些结果表明，通过在卵中注射APS，有潜在的促进肉鸡在孵化后早期阶段的肠道发育和增强肠道黏膜免疫的作用[42-43]。

4 调控肠道菌群方面的研究

肠道微生物在营养消化和吸收中扮演重要角色，并与免疫系统的发育密切相关。在孵化期间，建立良好的肠道菌群状态对于肉鸡生长后期的肠道健康至关重要。

在ED18 时，通过体内注射L-精氨酸（Arg），能够增加雏鸡盲肠早期微生物的α-多样性，增加乳杆菌目和梭菌目的相对丰度，同时减少变形菌门的相对丰度[4，44]。此外，Arg 还能促进乳酸杆菌、瘤胃球菌属和梭菌属在盲肠的菌群定植。另外，在ED19 时通过注射亚麻籽油，能够增加胚胎期的微生物多样性，并对肠道微生物群落进行调节[14]。

卵内注射枯草芽孢杆菌和乳酸菌等益生菌能够有效调控肠道菌群，降低大肠菌的数量，并增加短链脂肪酸的产量[23，33，39]。然而，目前对于通过胚胎内注射益生菌实现胚胎内部迁移和肠道定植的研究仍较有限。利用图像系统观察组织中大肠杆菌的定植情况，发现在注入羊膜的卵中，注射后2 h大肠杆菌细胞数量显著高于气室注射组。此外，大肠杆菌还实时迁移至肺、脾脏和腹气囊。通过图像系统的评估表明羊膜体外注射的效果优于气室注射[45]。

在比较不同益生元（如COS 和CPS）的胚蛋应用效果时，由于COS 在水中溶解度较高，能够快速转运到血液和发育中的肠道，从而发挥更出色的益生作用[46]。XOS 和MOS 对肠道菌群产生不同的影响。XOS刺激了梭菌科、固粪链球菌科、乳杆菌科、芽孢杆菌科和白塞氏杆菌科等菌的生长，而MOS 则包括链霉菌科、布鲁氏菌科、乳杆菌科和链球菌球菌科[37]。GOS 可以有效稳定地促进土著菌双歧杆菌属的生长，并对肉鸡的肠道环境长期产生影响[38]。这些结果表明，在生命早期给予益生菌和益生元可以调节肠道微生物群落的组成和结构，并对肠道环境产生长远的影响。

5 鸡胚给养对抗逆性影响情况

5.1 抗热应激

鉴于肉鸡品系生长迅速，产生较多代谢热，保持适宜环境温度至关重要。然而，在实际养殖中，高温环境对肉鸡的生长和免疫能力有限制作用。肉鸡在高温环境下倾向于通过行为和生理调节来维持体温，以减少热产生和增加代谢热的散失。急性或慢性热应激都会显著影响家禽的生长性能。

高温环境对家禽的生长性能有着重要影响。抗坏血酸作为一种有效的热应激缓解物质被广泛应用。研究发现，在ED18 时注射抗坏血酸可以缓解高温条件下饲养和孵化引起的单核细胞数量的增加，并且阻止了高温孵化导致的杯状细胞减少。此外，抗坏血酸的注射还恢复了嗜酸性粒细胞的数量，在肉鸡到41日龄时仍然具有长期影响[47]。在ED17.5，注射黑种草提取物可以降低高温孵化条件下雏鸡血浆中的MDA 水平，提高血浆中的SOD 水平，并缓解热应激效应[48]。在ED17，注射绿原酸（CGA）到鸡胚的羊膜腔可以提高高温养殖条件下不利影响肠道结构的能力，降低血液中AST和ALP 的活性，从而减轻了热应激对肠道的氧化损伤[49]。在ED17.5，注射GABA 到胚胎的羊膜腔可以降低受热暴露的雏鸡血浆脂质过氧化水平，增加孵化时的肌原红提取物含量，改善出壳后的生长表现。此外，它还可以降低血浆胆固醇和丙二醛的水平，提高总抗氧化能力，并降低肝脏FAS、L-FABP 和HSP70 mRNA的表达，提高热耐受能力[50]。

在ED12，卵内注射益生元GOS 可以改善高温应激下鸡的饲料转化率，同时降低体温并提高成活率[51]。GOS 通过调节脾脏中与免疫和应激相关的基因IL-4、IL-12p40、CAT 和SOD 的表达，提高鸡对热应激的抵抗力[52]。此外，半胱氨酸和赖氨酸等氨基酸也能改善热应激[28]。然而，对于胚蛋注射来缓解热应激的研究仍处于早期阶段，需要进一步研究和验证具体的应用和效果。

5.2 抗氧化性

肉鸡在生长和发育过程中，会受到营养中有害物质、微生物、高温高湿等因素的影响，导致代谢产生自由基和其他活性氧化物质。当这些物质积累到高水平时，可能引发氧化应激，对细胞、组织和器官造成损害，进而影响肉鸡的生长性能和免疫功能。因此，保持肉鸡适当的抗氧化能力有助于维持其免疫系统的正常功能，增强对疾病的抵抗力，同时提高肉鸡的生长性能。

肉鸡通过摄入富含抗氧化物质的饲料，如维生素C、维生素E、硒等，补充体内的抗氧化物质。目前胚蛋注射抗氧化性的研究也集中在上述营养物。在ED17时，通过羊膜注射L-抗坏血酸，降低了血清丙二醛（MDA）含量，增加了超氧化物歧化酶（SOD）的活性，从而提升了肉质的嫩度[46]。Se以其在动物细胞中平衡新陈代谢和氧化应激反应方面的作用而闻名。注射LAB-nano-Se 可以提高血液中的总抗氧化能力以及SOD、CAT 和GPX 活性[53]。血浆抗氧化系统是肉鸡抗氧化系统的重要组成部分。通常使用T-AOC、GSH-Px、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量来评估血浆抗氧化能力。ED11 注射VC（血浆检测），显著提高了42日龄（D42）的T-AOC活性。在D35，VC组的T淋巴细胞SI显著增加，VC组的溶菌酶活性（D21）显著增加。此外，VC 组的IgA（D1）和IgM（D1 和21）显著增加，而VC 组的IgA（D21）呈上升趋势[11]。在ED 9，胚外注射锰可上调胚胎心脏中锰型超氧化物歧化酶mRNA 的表达[54]。高温环境下会降低后代雏鸡的日增重、饲料摄入量、胸肌百分比、血清碱性磷酸酶活性以及胸肉和腿肉的红色值，但却增加了饲料转化率、血清门冬氨酸转氨酶和乳酸脱氢酶活性、总胆固醇、尿酸和三碘甲状腺原氨酸含量、腹脂沉积以及后代雏鸡胸肉和腿肉的亮度[33]。结果表明，胚外锰注射可以增强鸡胚心脏的抗氧化能力[54]。在ED12，羊膜注射叶酸可以增加十二指肠绒毛的高度、宽度，以及绒毛高度与隐窝深度的比值，同时也可以增加空肠的绒毛宽度。此外，羊膜注射叶酸还能提高肉用鸡胚胎的发育并改善抗氧化状态，表现为丙二醛水平和超氧化物歧化酶活性的增加[55]。在ED14，注射4 株不同双歧杆菌可降低血清丙二醛含量，增加超氧化物歧化酶活性，并提高血清免疫球蛋白水平（IgA、IgM、IgY和总IgS）[33]。

以上研究表明，胚蛋注射特定抗氧化物质（如维生素C、硒等）能增加肉鸡的抗氧化能力。他们能清除自由基、防止氧化应激、减少细胞损伤。然而，对胚蛋注射抗氧化物质的具体效果和剂量还需进一步研究和验证。

6 鸡胚给养提升抗病能力

肉鸡和蛋鸡养殖中常伴随着细菌感染、真菌感染、病毒感染等多种疾病，这给家禽养殖业带来了严重的经济损失。提高胚蛋注射对疾病的抗性仍处于初级阶段。研究发现，将辅酶Q10 直接注射到鸡蛋中，能显著增强整个饲养期内免疫性新城疫病（ND）的抗体水平。此外，第28日龄和第42日龄时，禽流感AI 和IBD 疾病的抗体水平也显著提高[12]。同样，在胚胎18 日龄时，通过给予不同的天然免疫刺激剂（如未甲基化CpG 寡核苷酸、多肌苷酸聚胞苷酸和禽类抗微生物肽）进行两两组合试验发现，CpG+Poly I∶C 组合对抵抗大肠杆菌感染具有较好的保护效果，具有较强的抵抗细菌和病毒病原体的能力[56]。此外，在胚胎7 日龄时，研究了在Dokki-4 和El-Salam 两个品系鸡中胚内注射蜂王浆对孵化、生长和血液参数的影响。发现蜂王浆能提高孵化率，同时El-Salam 品系的体重和体重增长显著高于Dokki-4 品系。此外，蜂王浆注射降低了血液脂质谱参数、单核细胞和嗜酸性粒细胞数量，并增加了总蛋白、球蛋白、血红蛋白和淋巴细胞水平。此外，Dokki-4 品系对禽流感病毒（AIV）和绵羊红细胞（SRBCs）的抗体水平显著高于El-Salam 品系，而蜂王浆注射则增强了对AIV、新城疫病毒（NDV）和SRBCs的抗体水平。因此，胚内注射蜂王浆在Dokki-4 品系上表现出优于El-Salam 品系的应用效果[57]。肉鸡和蛋鸡养殖过程中可能出现多种疾病，如细菌、真菌和病毒感染等，给家禽养殖业造成严重经济损失。早期胚蛋注射提高抗病能力的方法还处于起步阶段。研究发现，直接将辅酶Q10注射到鸡蛋中能够显著增加整个饲养期ND 疾病的抗体滴度。此外，在28、42日龄时，鸡蛋注射辅酶Q10还能明显提高对AI 和IBD 疾病的抗体滴度[12]。另一项研究表明，ED 18，在鸡蛋中注射纳米银和微量元素或氨基酸组合，发现与维生素（B1 和B6）以及微量元素（Zn 和Se）结合的纳米银能显著提高感染vND 病毒肉鸡的存活周期。此外，在感染vND 病毒后的24 h 内，注射纳米银的肉鸡表现出更高水平的IL-6 和IL-2 基因表达。纳米银还能增强鸡仔对新城疫病毒的免疫应答和抗病性[58]。

7 小结与展望

鉴于以上讨论，我们可以得出结论：鸡胚注射技术在营养与健康领域具有广阔应用前景。近年来，创新发展与应用已建立了营养研究模型，研究了营养功能、营养物质转运与代谢，评估了功能性营养成分并探索了营养与疾病关联。这些工作推动了营养与健康领域的进一步发展。胚期营养与肠道微生物、肠道健康的关系已经初步明确。未来，鸡胚注射技术需要建立全面、系统化的胚蛋应用评价体系，综合考虑胚胎发育、细胞增殖与器官形成、健康和免疫等指标。此外，还需要加强功能基因研究，将鸡胚注射技术与基因编辑技术结合，研究营养、免疫、细胞分化等相关基因的功能。通过在鸡胚内操纵特定基因或调节其表达水平，进一步了解这些基因在营养代谢和健康维持中的作用，从而有助于解析营养与基因之间的相互作用。这将扩展营养与健康研究领域，深入了解其在胚蛋发育中的作用和调控机制。