氰胺技術資料生長促進劑的現在與未來(上)
一、緒 言
生長促進劑(Growth promoters)是用於增加禽畜的生長速率和改善飼料效率，同時又能不增加、甚至能降低發病率及死亡率。學理上它應涵蓋有抗生素、化學治療劑、荷爾蒙飼料添加劑(Thyroprotein oestrogen。testosterone、β-agonists repartitioning、angents)、荷爾蒙注射劑(Growth hormone、oestradiol)、促生素(probiotics)、酵素及免疫製劑(Somatostatin)等。生長促進劑可能是經由下列生長促進機制的方式來達成生長促進的效果。
1.抑制病原微生物。
2.腸內細菌叢的變化。
3.營養分的節省作用。
4.營養分的吸收作用。
5.生理代謝的促進作用。
在此依上列所述生長促進劑加以敘述。
二、抗生素和化學治療劑
在此大項下可分為兩大類：A、為具有治療控制疾病能力兼具生長促進作用；B、為單純作為生長促進作用，不具獸醫治療目的。依據Feed International (May. 1988. P. 13∼14)對A類具有治療控制疾病的抗菌劑飼料添加物作為生長促進劑的看法是如下：
瑞典政府修正飼料法規以禁止豬隻飼料中慣用抗菌劑添加物作為生長促進劑，已有兩年了。現今證據指出，豬隻懷孕至肥育期間，飼料中使用抗生素，可明顯增加生產者的經濟利益。
瑞典豬豬戶和他們的顧問深性：不使用抗菌劑添加物作為生長促進劑，會使得農場收益明顯降低。在仔豬達25∼30Kg將之出售的仔豬豢養戶和在豬隻達110Kg即行屠宰之肥育豬隻豢養戶，兩者均受此困擾。
此項禁令不僅造成重大損失亦同時影響飼料的利用性。計算值和事實有所出入的是，禁令頒佈以前，不是所有的豬隻都用含生長促進劑的飼糧來餵養。保守估計顯示：瑞典的800萬頭豬(所售肉豬頭數超過過去兩年)，至少多需要70,000噸的飼料，此額外的飼料量，價值市價兩億美元。
飼料中未添加飼料添加劑，可能會在剛離乳後的幾天和肥育階段引發一些嚴重的疾病。
瑞典，斯德哥爾摩動物健康組織的主持人Bernt Thafvelin博士報告說，"在新法律制定後的六個月之內，我們不斷接獲報告：離乳仔豬發生下痢和肥育豬發生赤痢的機會增加。在禁令頒佈以前，仔豬下痢的數目是參予健康計劃總豬數的10∼15％；現在近乎50％。"
他又補充道：至於母豬群，尚需克服的困難為死亡率的問題，但是，最常見的影響前是生長率降低。畜主至少須花費7天以上才能使豬隻的重量回復到正常的25∼30Kg。
禁令前，豬隻離乳後要達25Kg，需耗掉10週；禁令後，則須耗費11週或更長。
Thafvelin博士說：這個禁令是植基於一個錯誤的前提上。
禁止添加生長促進劑是種政治性的決定，此說首由農人領袖所提出，簡言之，是藉此增加消費者食用豬肉的信心。當農業當局問及SVA有關飼料添加劑的安全性時，所得到的答案是：沒有科學的理由認為應禁止添加飼料添加劑。
事實上，需作說明的是──瑞典人認為生長促進劑的禁令對於豬隻抗生素的使用上，幾乎沒有影響。雖然，可利用的數值，遠少於所包含的值，但是，他們亦確實指出：在獸醫處方當中，比禁令頒佈前，有更多的四環素加入豬隻的飼料中。
A、四十年來動物飼料添加抗生素及化學治療劑之效用
在每一個以家畜生產為主的國家，抗菌劑除了用來治療動物疾病外，也用作補充飼料，成為例行畜牧工作的一部分，藉以達到增加生長速率、降低每生產1公斤肉所需總飼料量、減少動物疾病等實際上的利益。
Stockstad等氏(1949)於1948年將極低濃度的抗生素，混合入動物飼料，竟意外地發現了抗生素的生長促進性。Stockstad等氏指出，飼料中添加Streptomyces aureofaciens培養菌粗製品，飼餵雞隻時，產生生長促進效果。經試驗設計分析S. aureofaciens培養菌殘餘物有維生素B12的含量，發現這些殘餘物的生長促進速率竟然優於添加結晶型維生素B12或肝臟萃取物。最初，Stockstad等氏將S. aureofaciens培養菌的生長促進性歸因於"新"的未知生長因子，暫且命名為維生素B12。後來又證實這種反應異源於萃取之醱酵物質中所含微量抗生素──金黴素*。
早在1949年，其他研究者便利用醱酵物樣品，證實Stockstad氏的觀察結果，並表示應用於火雞與豬方面也有此種反應。隨即指出，其餘某些抗生素，特別是羥四環素，與配尼西林也具有金黴素的生長促進性。經研究過多種動物，包括人在內，都有此種反應。
由於家畜飼料中添加抗生素的生長反應具有經濟效益，世界上大多數國家都採用抗生素，補充飼料，成為畜牧生產要素之一。估計世界各地目前所使用之抗生性與抗菌性補充飼料，價值在十億美元以上(表一)
| 表一 全世界抗生素和抗微生物性的飼料添加物和注射劑的銷售估計 | ||
| 產 品 | 銷 售 ( 百 萬 美 元 ) | |
| 1980 | 1981估計 | |
| 四環素 泰黴素 卡巴得 林可黴素 枯草菌數 純黴素 富樂黴素 配尼西林＋鏈黴素 其 他 總 計 |
257 145 45 40 30 25 20 25 1,420 2,007 |
270 155 45 45 35 30 25 25 1,435 2,065 |
| Overview of World Animal Health Product Market, Animal Pharm. No. 2 January 29 th, 1982 | ||
細菌抗藥性的進展
自抗生素首次開發與利用以來，便已知道細菌對抗生素將逐漸產生抗藥性，因而抑制了抗生素的效用。最初，假設抗生素之抗藥性是由於自然淘汰過程而出現的。如果細菌任一族群中有小部份對特殊抗生素的感受性天生便比其他同類小，則當這一族群暴露在彼抗生素中，自然淘汰繁殖的過程對這一小部分細菌有益。唯有當一細菌族群長期暴露於抗生素中，其抗藥性方才逐漸生成。通常高劑量抗生素在抗藥性產生之前，便已將細菌消滅了，由於敏感性強烈的細菌在抗生素停用時，往往比有抗藥性的細菌要難於，逆向的自然淘汰繁殖的壓力。因此，這類細菌容易再一次失去對抗生素的抗藥性。
然而1959年有人證明出，在某些情形下(腸細菌科及許多其他的格蘭氏陰性桿菌屬)，抗生素之抗藥性可藉著"感染"或"性的"方式轉移至其他有關菌種。理論上，我們預期細菌全族群能迅速獲得抗藥性，而不必等待自然淘汰繁殖來產生抗藥性。更希望甚至細菌不再接觸抗生素時，抗藥性也能持續傳播，並且具有抗藥性的細菌能將其抗藥性轉移給其他從未接觸抗生素的細菌。
許多國家顧慮到長期添加低劑量抗生素添加物到動物飼料中，可能危害人體健康，因此多提出或施行適合於動物用抗生素的較為嚴格的法令。由於Swann委員會報告的結果，1969年英國首先施行動物飼料限制使用抗生素的法規。類似之提案也於1977年在日本實施。時至今日，跡象顯示，在英國或日本的作法，對於要上市的動物其腸道內微生物之抗生素使用或抗藥性並沒有什麼效果(若有影響也很小)。
得自肯塔基大學(Lanqlois, 1978)的研究資料，說明了豬飼料應用抗生素的有趣事實：
1.豬群持續接受低劑量抗生素，腸道細菌會產生高度抗藥性。
2.抗生素抗藥性一旦產生，其消失極緩。
3.抗生素偶作治療用時，其抗藥性維持於一水準，近似於經常低劑量添加於飼料時所產生的抗藥性。
4.成績紀錄顯示抗生素對於改進豬隻繁殖性能仍然有效。
表二列出三群豬隻對各種抗生素之抗藥性程度。Princeton豬兩年內不曾因治療或飼料添加用途接受任何抗生素；Coldstream豬持續飼以含金黴素55ppm的飼料；Iowa豬則從不在飼料中添加抗生素，祇是偶爾予以治療用抗生素。
| 表二 由三群豬隻糞便分離出選擇性抗微生物製劑的抗藥性 | |||
| 抗微生物製劑 | 受 檢 分 離 物 之 數 目 | ||
| Princeton(1)(411) | Coldstream(2)(531) | Iowa(3)(651) | |
| 四環素 配尼西林 鏈黴素 磺胺砼唑 安匹西林 新黴素 康黴素 |
％ 60 81 28 21 7 1 1 |
％ 96 51 58 23 20 23 39 |
％ 72 83 48 43 18 5 9 |
| (1)採樣時，己有2年來未用抗生素飼養或治療。 (2)採樣時，已有2年均持續飼予氯四環黴素55ppm。 (3)從未飼以抗生素(但偶亦接受治療用)。 (Langlois, 1978) |
|||
數據比較結果，顯示：完全不用抗生素時，抗藥性減低，正如我們所預期的。然而Coldstream與Iowa豬之數據比較之後，顯示出偶爾以抗生素治療，與連續飼以此種抗生素的飼料，所產生的抗藥性是相似的。
表三顯示Princeton豬抗藥性之下降非常緩慢。
| 表三 無抗生素與持續使用抗生素之豬群腸內桿形菌對四環素之抗藥性的變化 | ||||
| 年 份 | 分 離 物 ( 數 目 ) | 抗 藥 性 (％) | ||
| P(1) | C(2) | P | C | |
| 1972 1973 1974 1975 1977 1978 |
34 46 411 135 95 255 |
139 23 531 150 － 89 |
82 64 60 58 48 44 |
98 74 96 95 － 62 |
| (1)Princeton豬，自1972年5月即無抗生素。 (2)Coldstream豬，持續使用抗生素。 (Langlois, 1978) |
||||
表四為Princeton豬在停用抗生素前、後其繁殖性能一覽表。當停用抗生素之後，其受胎率，每窩仔豬數，以及離乳體重都下降了，而且乳房炎、子宮炎及無乳等症狀也隨之而增加。由表五可知生長肥育豬的增重速率也降低了。然而同時期的Coldstream豬，持續使用金黴素，其大腸菌群雖然產生高度抗藥性，但繁殖性能仍然優於Princeton豬(表六)。
| 表四 停 用 飼 料 添 加 劑 及 治 療 用 抗 生 素 ， 對 繁 殖 性 能 之 影 響 ( 無 特 定 病 原 之 密 閉 式 ) | ||
| 項 目 | 抗 生 素 | 無抗生素 |
| 1963∼1972 | 1972∼1977 | |
| 窩 數 受胎率(1) 每窩仔豬數 每窩存活仔豬數 每窩離乳仔豬數 三週齡仔豬體重(公斤) 乳房炎、子宮炎、無乳症(％) |
398 89.9* 11.0*** 10.0*** 8.9** 5.81** 10 |
288 78.3 9.8 8.6 7.3 5.18 66 |
| (1)第一次配種即受胎的 *P＜0.05 **P＜0.01 ***P＜0.001 (Langlois, 1978) |
||
| 表五 抗 生 素 停 用 前 、 後 期 之 性 能 (1) | ||
| 項 目 | 抗 生 素 停 用 | |
| 前 | 後 | |
| 每日增重(克) 春 秋 平 均 |
772 826 799 |
704 781 742 |
| (1) 350欄計1,489頭豬。在停用前的一組，所有的飼料均不增加抗生素。 (Langlois, 1978) | ||
| 表六 Princeton及Coldstream豬之繁殖性能 | ||
| 項 目 | Princeton(1) | Coldstream(2) |
| 窩 數 窩之大小 每窩仔豬數 每窩存活仔豬數 每窩離乳仔豬數 |
214
10.01 8.92 7.49 |
193
10.86** 9.64** 8.23** |
| (1)不同抗生素 (2)氯四環素(55毫克／公斤)於飼料中。 **P＜0.01 (Langlois, 1978) |
||
雞方面之研究，由柯羅拉多州立大學(Fageberg, et al. 1978)指導，答覆關於是否飼餵低劑量抗生素，會產生具有抗藥性、有害的細菌，以致於當同或不同一種藥物以治療劑量也無法控制它們的問題。
試驗設計為：雞隻飼以低於治療劑量的金黴素，並人工感染病原性大腸桿菌，以氯黴素、安匹西林與金黴素之治療劑量治療之，測定其反應之相關性。對於先以低劑量抗生素飼養，復以治療劑量治療的感染與對照組，其影響是由測量其死亡率、飼料效率、增重以及糞內微生物分析、屍體解剖等而得者。結果顯示：先前使用低於治療劑量之金黴素並不妨礙爾後金黴素，氯黴素及安匹西林的治療效果(表七、表八)。
| 表七 感 染 E. coli 試 驗 6 週 之 死 亡 率 ， 試 驗 一 | ||||||
| 組 別 | (Low) (Trt) 開 始 時 | |||||
| 低 劑 量 | 治 療 量 | 感 染(1) | 雞 隻 數 | 死 亡 數 | 死亡率％ | |
| 1 2 3 4 5 6 7 |
－ Low CTC(3) Low CTC － Low CTC － － |
－ Low CTC Trt CTC(4) Trt CTC Trt CAM(5) Trt CAM － |
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － |
134 134 134 134 134 134 134 |
76 57 51 46 57 72 2 |
56.8a 42.6b 38.1b 34.3b 42.5b 53.8a 1.5c |
| (1)7日齡感染E. coli。 (2)a、b、c不同字母小註表同欄內，同一字母的平均值間差異不顯著。(P＜0.05) (3)飼料中含金黴素55ppm。 (4)感染之後飼料中加金黴素220ppm，供給5天。 (5)感染之後飼料中加氯黴素110ppm，供給5天。 (D. J. Fagerberg, 1978) |
||||||
| 表八 感 染 E. coli 試 驗 6 週 之 死 亡 率 ， 試 驗 二 | ||||||
| 組 別 | (Low) (Trt) 開 始 時 | |||||
| 低 劑 量 | 治 療 量 | 感 染(1) | 雞 隻 數 | 死 亡 數 | 死亡率％ | |
| 1 2 3 4 5 6 7 |
－ Low CTC(3) Low CTC － Low CTC － － |
－ Low CTC Trt CTC(4) Trt CTC Trt CAM(5) Trt CAM － |
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － |
136 135 134 128 134 131 138 |
46 33 26 28 17 35 6 |
33.8a(2) 24.5ab 19.4b 23.4bc 12.7d 26.7ac 4.4e |
| (1)7日齡感染E. coli。 (2)a、b、c、d、e表同一欄內，同一字母的平均值間差異不顯著。(P＜0.05) (3)飼料中含金黴素55ppm。 (4)感染後飼料中加金黴素220ppm，供給5天。 (5)感染後飼料中加金黴素440ppm，供給5天。 (D. J. Fagerberg, 1978) |
||||||
抗生素改進增重速率與飼料換肉率之效用
倘若抗生素抗藥性危害到健康，則影響最嚴重的族群要算動物本身了。由於長期廣泛地使用抗菌劑，如金徽素、配尼西林及羥四環素已使用了有四十年之久，又鑑於有試管試驗微生物對某些藥物產生抗藥性的報告，和沒有藥效反應的特別報告，因此關於較老舊的抗生素，其持續效果的問題自然就被提出來了。
想回答這類問題，還需回顧自1950年以來的研究報告。本文所提出的資料來自Dr. V. W. Hays (1979)，他將1950∼1977年間，有關抗生素作為飼料添加用途的研究發現摘要之後提供給美國國會的技術評議機構。
表九為豬隻生長初期之摘要。留意這段生長期間之性能有顯著改進。自1960年引入金黴素、配尼西林與磺胺二甲嘧啶之組合，其利用極為普遍。Dr. V. W. Hays評定此組合的反應會隨時間而變化，但在這段時間內，動物之增重速率幾乎少有改變(若有也很少)。近年來，此組合所產生之相關的改進效果顯得比較少了，然而實質上仍是有改進，由圖一可知，自1972年起，已有逐漸增加的趨勢，由飼料增重的數據顯示經常有8.5％的改進成果。
| 表九 豬 隻 對 抗 菌 劑 之 反 應 (小豬，初重少於16公斤) | |||
| 抗 菌 劑 | ％ 改 進 程 度 | ||
| 重 覆 數 | 每 日 增 重 | 飼料／增重 | |
| 四環素－磺胺二甲 嘧啶－配尼西林(1) 肥豬公 泰黴素－磺胺二甲 嘧啶 配尼西林－鏈黴素 泰黴素 林可黴素 純黴素 四環素 枯草菌素 配尼西林 硝基𨧤喃 |
333 292 76
95 124 8 90 234 54 14 66 |
22.5 18.6 17.6
14.8 14.8 11.1 11.0 10.8 9.7 9.4 8.0 |
8.5 8.6 6.8
7.4 6.0 7.6 5.0 6.2 3.3 8.7 2.3 |
| (1)也包括四環素、配尼西林與磺胺砼唑的組合。 (Hays, 1979) | |||
表十是中豬生長期間反應摘要。四環素的統計值顯示：1951∼1977年間，飼以四環素組的增重速率並無多大改變。但同期之飼料增重率改進0.11公斤飼料／公斤，增重／年。而抗生素處理組與對照組間差距維持恆定於0.103公斤／公斤增重。
| 表十 豬 隻 對 抗 菌 劑 之 反 應 (中豬，16∼49公斤) | |||
| 抗 菌 劑 | ％ 改 進 程 度 | ||
| 欄 ／ 處 理 | 每 日 增 重 | 飼料／增重 | |
| 四環素－磺胺二甲 嘧啶－配尼西林(1) 肥豬公 四環素 泰黴素 純黴素 泰黴素－磺胺二甲 嘧啶 枯草菌素 富樂黴素 林可黴素 |
62 63 325 71 142
13 51 8 4 |
17.5 15.1 10.9 10.9 10.7
5.1 5.1 2.4 2.4 |
6.4 6.9 3.9 4.2 6.6
2.2 2.5 1.2 2.5 |
| (1)也包括四環素、配尼西林與磺胺砼唑的組合。 (Hays, 1979) | |||
雞對抗菌劑的反應同樣摘要於表七與表八，表十一為雛飼至4週齡，表十二為雛飼至8週齡。如表十三所示，自1950∼1977年，雞隻對抗菌劑之反應並無明顯改變。
| 表11 抗 菌 劑 對 4 週 齡 之 雞 隻 性 能 影 響 摘 要 | ||||
| 抗 菌 劑 | 雞 重 量 | 飼 料 效 率 | ||
| 試驗數 | ％改進 | 試驗數 | ％改進 | |
| 四 環 素 配尼西林 枯草菌素 砷 劑 鏈 黴 素 純 黴 素 硝基𨧤喃 歐 黴 素 林可黴素 富樂黴素 紅 黴 素 泰 黴 素 總試驗量 平均重量 |
174 155 73 61 17 10 8 26 6 24 7 4 565
|
7.3 8.1 6.3 4.9 7.3 16.0 3.3 5.0 9.2 3.8 7.2 2.8
6.7 |
106 77 34 16 11 4 1 23 6 24 7 4 313
|
5.09 4.46 3.24 7.01 1.89 9.06 -2.61 2.25 8.28 1.80 5.50 1.00
4.43 |
(Hays, 1979) |
||||
| 表12 抗 菌 劑 對 飼 至 8 週 齡 雞 隻 性 能 影 響 摘 要 | ||||
| 抗 菌 劑 | 雞 重 量 | 飼 料 效 率 | ||
| 試驗數 | ％改進 | 試驗數 | ％改進 | |
| 四 環 素 配尼西林 枯草菌素 砷 劑 富樂黴素 林可黴素 硝基𨧤喃 歐 黴 素 總試驗量 平均重量 |
88 54 39 59 32 4 3 7 286
|
3.7 2.9 1.0 3.4 2.4 4.5 2.0 4.5
2.9 |
53 38 33 50 32 4 2 7 219
|
2.31 2.76 2.20 3.15 1.94 3.30 1.47 1.78
2.48 |
(Hays, 1979) |
||||
| 表13 雞隻性能改進：所有年份與自1970年以後的比較(約4週齡) | ||||
| 抗 生 素 | 增 重 (％) 改 進 | 飼 料 ／ 增 重 (％改進) | ||
| 所有年份 | 自1970年始 | 所有年份 | 自1970年始 | |
| 四環素……… 配尼西林…… 枯草菌素…… 砷 劑……… |
7.33 8.11 6.31 4.94 |
6.79 12.20 7.34 4.71 |
5.09 4.46 3.24 7.01 |
5.38 7.14 2.75 4.81 |
(Hays, 1979) |
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飼料營養雜誌(90~102)－劉錦志．九一年六期
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