全球蝦養殖業繼續面臨重大的疾病挑戰，對蝦高度發達的免疫系統對于預防強化養殖中的疾病爆發和最大限度地減少對抗生素的依賴至關重要。水產養殖中已使用幾類飼料添加劑（氨基酸、礦物質、益生菌、益生元、肽、有機酸、核苷酸）來提高對常見病原體和氧化應激的先天免疫和適應性免疫。

在眾多創新免疫調節因子中，月桂酸（LA）是一種飽和的中鏈脂肪酸，天然存在于高濃度的油（椰子、棕櫚、黑水虻幼蟲）中，具有很強的抗菌和抗病毒特性，對革蘭氏陽性菌特別有效，抑制生物膜形成、膜生物合成和毒力因子，可以消除營養細胞和孢子，提高抗氧化能力。LA益處已報道上述純化月桂酸作為飼料添加劑的作用已在肉雞、哺乳動物和黑鯛中發揮作用。然而，據我們所知，沒有研究調查其在提高蝦或其他甲殼類動物先天免疫力方面的作用。

缺氧是高養殖密度和集約化養殖下的關鍵挑戰，它損害了動物的免疫反應，增加了它們對疾病的易感性和生長減慢。缺氧等壓力源會導致參與氧化應激和衰老的活性氧 （ROS） 的產生增加。N-乙酰基-L-半胱氨酸 （NAC） 等人工抗氧化劑用作天然ROS清除劑。越來越多的證據表明，NAC作為飼料添加劑可提高鯉魚、羅非魚、虹鱒魚、大黃魚和其他水產養殖物種的抗氧化活性。

一項最新的研究表明，N-乙酰基-L-半胱氨酸（NAC）和月桂酸（LA），為高密度養殖的南美白對蝦提供有效的抗氧化和抗菌飼料添加劑，該研究調查了LA和NAC是否可以作為飼料添加劑，改善在高養殖密度下養殖的南美白對蝦的免疫和抗氧化反應。主要目的是評估它們作為飼料添加劑在商業規模的集約化養蝦中的潛在用途。

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一、研究設置：

這項研究是在普渡大學韋恩堡分校（美國印第安納州）進行的。從奧本大學（美國阿拉巴馬州）采購的蝦（初始平均重量=0.65克）適應兩周，然后將270尾蝦隨機分布在15個水箱中（面積=4.50立方英尺）。蝦在低養殖密度 （LSD）和高養殖密度（HSD）下進行實驗。采用5個投喂方案：T1：LSD陰性對照，T2：HSD陽性對照，T3：HSD投喂LA補充飼料，T4：HSD投喂NAC補充飼料，T5：HSD投喂LA和NAC組合飼料。

五種飼料投喂方法（每一種飼料，一共投喂3個水箱）：

處理T1：養殖密度低，喂食D0飼料（對照組飼料）。

處理T2：養殖密度高，喂食D0飼料（對照組飼料）。

處理T3：養殖密度高，喂食D1飼料（LA）。

處理T4：養殖密度高，喂食D2飼料（NAC）。

處理T5：養殖密度高，喂食D3飼料（LA+NAC）。

制備四種不同的飼料，分別補充0.2%的月桂酸 （LA） 和 N-乙酰基-L-半胱氨酸 （NAC），并噴灑在飼料上，然而，蝦每天投喂四次。假設預期生長率為每周1克進行飼料計算，并根據觀察到的死亡率和飼料消耗量調整每日飼料配給量。試驗持續8周，然后測量每尾蝦在每種處理的所有重復中的總長度和重量，以計算平均最終重量、體重增加、條件因子和飼料轉化率（FCR）。

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二、結果與討論：

1、研究結果顯示，T3、T4和T5組的蝦體重增加較高，而T4組的蝦體重增加最大。所有組的條件值均顯示出顯著差異，小于1。在所有組中，FCR也被計算為小于1。所有五種組的總蛋白、葡萄糖、總血細胞計數和吞噬指數水平均存在明顯差異，但與其他組相比，T3、T4和T5的水平在數量上更高。這些參數的最高值出現在T4中。

2、丙二醛（MDA）是一種廣泛使用的氧化應激生物標志物，用于確定多不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸（尤其是omega-3和omega-6脂肪酸）的脂質過氧化——的水平在所有組之間存在明顯差異（圖1A）。然而，發現T4和T5屬于同一亞群。與高養殖密度 （HSD） 對照相比，在補充NAC（T4和T5）組中發現MDA濃度較低。所有抗氧化和免疫應答基因的譜，在所有五種組之間都顯示出明顯差異[圖1B-1F]。與T2相比，在喂食NAC及其組合（T4和T5）組中，超氧化物歧化酶（SOD，一種非常重要的抗氧化防御劑）的水平明顯降低（圖1B）。當投喂NAC補充飼料的蝦顯示出明顯最低的水平時，在谷胱甘肽過氧化物酶（GPX，一種非常重要的抗氧化酶）基因譜中觀察到類似的結果（圖1C）。

圖1：通過ELISA測量的血淋巴中丙二醛（MDA）的濃度（a）。超氧化物歧化酶（SOD）（b）、溶菌酶（LYS）（c）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）（d）、toll樣受體-2（TLR-2）（e）和丙酚氧化酶（PPOD）（f）mRNA在不同組中的相對表達（T1，低養殖密度，T2，高養殖密度，T3：月桂酸，T4：N-乙酰半胱氨酸，T5：月桂酸+N-乙酰半胱氨酸。

3、丙酚雙聚酶（Prophenoloxidase，PPOD）激活系統在甲殼類動物的病原體識別和防御中起著至關重要的作用。溶菌酶（LYS）是一種通過水解革蘭氏陽性菌細胞壁來發揮其活性的酶。鑒于其破壞細菌細胞壁的能力，溶菌酶被認為是一種內源性抗生素，在對微生物的先天防御中發揮著至關重要的作用。我們的研究結果顯示，投喂NAC和LA補充飼料的蝦中LYS和PPOD表達、血細胞數量和吞噬指數上調，表明與對照組相比，這兩種化合物增強了免疫功能。在T3、T4和T5中，PPOD的表達逐漸增加（圖1F）。該基因在NAC和LA聯合飼喂的蝦中表達量最高。在LSD和HSD中，與其他組相比，未給予任何補充組顯示出所有基因的表達較低。

4、研究結果表明，飼料補充NAC （0.2%）和LA（0.2%）可以改善南美白對蝦的生長、抗氧化和抗菌能力。目前關于補充NAC或LA對蝦生長和先天免疫影響的研究有限。因此，很少有專門針對和討論與該物種相關的這些影響的已發表數據。然而，對人類、肉雞、豬和魚類的報道強烈支持，NAC作為ROS清除劑/抗氧化劑起著關鍵作用，并保護它免受脂質過氧化、DNA損傷、蛋白質氧化和細胞凋亡造成的損害。

5、月桂酸是一種天然存在的脂肪酸，對多種細菌具有顯著的抗菌活性。它誘導微生物膜破壞，激活病原體中活性氧的產生，以及其他有益作用。本研究的結果證實了LA作為蝦飼料添加劑的潛在用途，以增強對細菌和病毒的免疫力。然而，需要進一步的研究來研究其在水產養殖中針對常見和毒力病原體的信號通路中的作用。

6、與改善的抗氧化和抗菌活性類似，喂食NAC和LA組的蝦能夠獲得更好生長，也可能歸因于這些營養保健品的多方面機制，以激活抗炎和免疫調節功能，如：鯉魚、中華手套蟹和羅非魚等幾種水產養殖物種中觀察到的那樣。T3和T5中總蛋白和葡萄糖水平較高，也表明營養供應及其通過球蛋白和白蛋白的運輸有所改善，這可能是由于在家禽和黑鯛中觀察到的飼料中含有LA。

7、NAC和LA對生長的類似影響先前已通過更好的腸道微生物群、更長的腸絨毛和改善微生物組的調節來表明，從而增強對蝦的腸道健康。特別是，LA在穿過胃腸道時保持穩定性，確保其最終吸收。這一特性使LA與腸道微生物群直接相互作用，通過改善新陳代謝和免疫力有助于增強宿主健康和生理機能。與T2相比，T1中觀察到的葡萄糖水平更高，這可歸因于可用葡萄糖的快速代謝以應對高能量需求。

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三、觀點：

本研究的結果證實，在南美白對蝦的飼料中補充NAC和LA可以增強生長、抗氧化和免疫反應。需要進一步研究以確定在更高養殖密度下對常見水產養殖病原體更有效的最佳劑量。不幸的是，由于實驗室對病原菌使用的限制，本研究無法對其進行毒性細菌的挑戰。未來的研究可以探索這些方面，這將有利于增強南美白對蝦在集約化養殖中的抗氧化和免疫反應。