该文章于2024年9月发表于“Reviews in Aquaculture”，以下是文章主要内容（摘要、结果、讨论）的翻译，获取全文可点击文末“阅读原文”
β-葡聚糖对有鳍鱼类和贝类健康和动物福利的影响：一项系统综述和荟萃分析
摘要
本研究旨在通过系统综述和荟萃分析对于水产动物饲料中β-葡聚糖的含量及其对水产动物健康的影响进行评估。通过在Scopus和Web of Science数据库中进行搜索，本文筛选到了1996年至2024年间发表的82项相关研究，其中70篇纳入荟萃分析。
分析结果表明，在水产动物饲料中添加β-葡聚糖显著提高了水产动物的特定生长率(SGR; mean effect, g = 2.71; p < 0.001)和饲料系数(FCR; g = -3.88; p < 0.0001)，并降低了暴露病原体后的死亡率。同样，β-葡聚糖对先天性免疫指标（溶菌酶吞噬细胞活性，NBT，ACH50和IgM）也有积极影响(p < 0.0001)。另外，本研究发现β-葡聚糖对于海水鱼类和淡水鱼类存在差异，其中在淡水鱼类中表现出更好的性能(g = 2.05–6.57)。该研究还发现，鱼类的先天性免疫反应与营养水平呈负相关，这表明营养水平较高的鱼类吸收这类生物促进剂的效率可能较低。尽管由于实验物种的多样性和发表偏倚，存在高度异质性(I2 = 73%–97%, p < 0.05)，但我们的模型和研究结果是有效的。
由此可见，在饲料中添加β-葡聚糖对水产动物的生长和免疫应答具有促进作用，尤其是淡水物种。然而，这些研究结果的有效性需要通过今后的深入研究来证实。
关键词
水生动物，生长性能，免疫应答，免疫刺激剂，meta分析，β-葡聚糖
Abstract
This study aimed to conduct a systematic review and meta-analysis evaluating the inclusion of β-glucan in aquaculture animal diets and its impact on their health outcomes. Relevant studies were identified from Scopus and Web of Science databases. A total of 82 primary studies published between 1996 and 2024 were reviewed, of which 70 were included in the meta-analysis. The results revealed that the application of β-glucan to aquaculture animal's diets significantly enhanced specific growth rate (SGR; mean effect, g=2.71; p<0.001), feed conversion ratio (FCR; g= 3.88; p<0.0001) and lowered mortality after exposure to pathogens. Likewise, β-glucan had a positive influence (p<0.0001) on innate immune parameters (lysozyme and phagocyte activity, NBT, ACH50, and IgM). The study found that the effects of β-glucans varied among marine and freshwater fish where freshwater fishes (g=2.05–6.57) exhibit better performance. This study also found a negative correlation between fish's innate immune response and trophic level, suggesting that fish with higher trophic levels may be less efficient at absorbing this bio-stimulant. Even though there were high heterogeneity (I2=73%–97%, p<0.05) due to the diversity of tested organisms and publication bias, our model and finding sarevalid. The finding ssuggest that the dietary application of β-glucans can have beneficial effects on growth and immune responses especially for freshwater species. The validity of these observations needs to be confirmed by further prospective studies.
Keywords
aquatic animal, growth performance, immune response, immunostimulant, meta-analysis, β-glucan
本研究的PRISMA流程图，8188篇文章筛选至82篇
使用Scopus和Web of Science数据库收集相关文章，最终将8188条记录编译成一个EndNote库。除去重复的文章后，剩下7609篇。
经过对标题和摘要的仔细筛选，排除了7527篇文章。
最后，选择82篇文章进行综述，其中70篇研究用于荟萃分析。
在研究β-葡聚糖对鱼虾免疫性能影响的70项研究中，总共汇集了33种鱼类，其中三分之二(70%)的研究集中在淡水鱼(占数据集的70%)，而其余30%的研究为海鱼。文献中大部分β-葡聚糖是从酵母中提取的(占研究总数的93%)和其他来源(如蹼状海带、细叶藻)(7%)。β-葡聚糖主要来自商业来源(占总研究的94%)，实验室提取占6%。β-葡聚糖给药时间为28 ~ 60天，平均值为48.18天。
结果表明，β-葡聚糖对水生动物鱼的生长性能有显著提高(平均效应，g= 2.71;95%ci=2.33,3.08;P＜0.001;N=36)。与不添加β-葡聚糖相比，所有添加β-葡聚糖的水产动物SGR均为正(表1)。饲料效率(FCR指数)显示，添加β-葡聚糖对饲料效率有负影响(平均效应，g=3.88;95%ci=6.10,1.67;P＜0.001;n=39)(表1)。未发现SGR和FCR之间存在显著相关(表2)。
荟萃分析显示，β-葡聚糖对溶菌酶活性、吞噬细胞活性、ACH50（补体旁路途径溶血活性）、NBT、IgM（免疫球蛋白M）的影响呈正向(P＜0.001)，而对死亡的影响呈阴性(P＜0.001)，表明暴露于病原体后存活率更高(图2)。
43项研究荟萃分析结果，证实了β-葡聚糖对水生动物溶菌酶活性的积极影响，淡水生境(平均4.34)比海洋生境(平均2.30)的效应值更显著。鱼类中，鲤鱼、里鳟鱼和黄鱼的效应值最大，分别为6.45、6.65和8.85，而鲷鱼、大比目鱼、对虾、鲈鱼和帕库鱼经多重比较均不显著(P值分别为0.848、0.992、0.300和0.056)(图3)。
对15项研究的分析结果表明，添加β-葡聚糖后，淡水生境的吞噬细胞活性效应值(6.57)高于海洋生境(1.85)。β-葡聚糖对罗非鱼、鲳鱼、比目鱼和鲤鱼的影响呈正相关(P＜0.001)(图4)。
除大比目鱼(P=0.325)、罗非鱼(P=0.471)和橄榄比目鱼(P=0.077)外，其余鱼类的ACH50效应值均为正。淡水生境也表现出比海洋生境更高的效应值(图5)。
添加β-葡聚糖对鲤鱼(P＜0.001)、帕库鱼(P＜0.0001)、鲷鱼(P＜0.001)、对虾(P＜0.010)、罗非鱼(P=0.001)的NBT效应值均有显著影响。与之前的免疫指标一致，海洋和淡水物种的NBT效应值均为正，而淡水物种的效应值大于海洋物种(图6)。
淡水鱼在添加β-葡聚糖时免疫球蛋白M（IgM）呈正向效应(2.05)，鲟鱼除外(0.41,P=0.060)，而海鱼呈反向效应(0.99)(图7)。
与饲料中不添加β-葡聚糖相比，所有物种在感染病原体后使用β-葡聚糖时的死亡率都显著降低(图8)。
β-葡聚糖作为一种免疫调节添加剂对鱼类免疫的作用在水产养殖营养得到了广泛的研究。由于其调节细胞和体液免疫反应、恢复细胞稳态、并帮助形成免疫训练的能力，已被广泛用于增强非特异性免疫系统。
模式识别受体(PRRs)和β-葡聚糖相互作用启动细胞内信号传导，进而激活体液和细胞反应。此外，β-葡聚糖可以“训练”非特异性免疫，通过增强免疫系统和提高防御，预防未来感染。
我们的荟萃分析定量评估了摄入β-葡聚糖对水生动物免疫反应的影响。总的来说，补充这种免疫刺激剂改善了生长性能和免疫指标，同时降低了暴露于各种病原体和氨胁迫后的FCR和死亡率。
虽然β-葡聚糖总体上显著增强了免疫效应大小，但其他解释变量——试验持续时间和营养水平——被发现具有显著的协方差。所有免疫参数的高异质性(＞97%)可归因于文献中被测生物的多样性。事实上，汇编的数据集涵盖了来自海洋或淡水栖息地的20种鱼类。
在本研究中，通过从数据集中去除强异常值，补充β-葡聚糖和不含β-葡聚糖的应用之间的所有效应值仍然存在显著差异。因此，本荟萃分析的结果即使存在发表偏倚也有效。
尽管排除异常值研究降低了ACH50和NBT的异质性，但该值在整个效应量中仍然特别高（＞50%)。因此，在我们的研究中，被调查鱼类的多样性明显影响研究间的异质性。
添加β-葡聚糖影响水产动物生长性能和饲料效率，添加β-葡聚糖可提高重要消化酶和肠道微生物群的活性水平，从而提高水产养殖物种的营养利用和消化效率。饲粮中添加0.02% ~ 0.04%的β-葡聚糖可提高淡水鱼、河对虾和白对虾的消化能力、抗氧化活性和免疫反应。在热带梧桐幼虫的饲料中添加浓度为0.4% ~ 0.6%的β-葡聚糖可以促进幼虫的饲养各种消化酶(如脂肪酶和胰蛋白酶)的活性水平升高以及免疫系统基因的上调都证明了这一点。
我们的研究结果表明，β-葡聚糖对天然免疫指标的影响在海鱼和淡水鱼之间差异很大。例如，Del Rio-Zaragoza等人和Ogier de Baulny等人发现，与对照饲料相比，添加了β-葡聚糖的大比鱼和鲷鱼的溶菌酶活性没有显著差异，而鲤鱼和鳟鱼对这种补充表现出强烈的积极反应。这种现象可能由消化道系统、营养需求和肠道微生物驱动的免疫反应的差异来解释。
将β-葡聚糖与其他免疫刺激剂联合用于海鱼可能是一种有效的策略，鉴于已知水生动物的免疫反应主要取决于治疗的持续时间，这种关系在文献中仍然存在争议。Douxfils等报道，喂食β-葡聚糖15天的虹鳟鱼免疫相关基因表达高于喂食30天的虹鳟鱼。同样地，罗非鱼的溶菌酶活性和ACH50在给予β-葡聚糖1周和2周后增加，在8周实验结束时略有下降。长期服用β-葡聚糖会导致鱼的免疫疲劳现象与此相反，最近的研究发现提出了一个新的术语“训练免疫”，指的是长期补充β-葡聚糖以增强鱼类的免疫反应，我们的meta回归模型表明，较短的饲养周期(溶菌酶活性和ACH50为8周，NBT为3周)适合鱼类。这可能为实验室或商业目的的进一步研究提供重要信息，以缩短治疗时间，从而减少相关费用。
此外，我们的研究发现，在感染病原体后，与不摄入β-葡聚糖的物种相比，喂食β-葡聚糖的所有物种的死亡率都明显降低。也有研究表明，膳食中摄入β-葡聚糖在一定程度上提高了对毒性应激(如氨、氟虫腈、敌百虫和铅)的抵抗力，可能是通过激活金马鲛鱼(Tor putitora)、尼罗罗非鱼和非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)的抗氧化系统。
最近的研究已经证明了营养水平对鱼类生长性能、免疫力和疾病耐受性的影响，meta回归分析显示，鱼类的先天免疫反应(吞噬活性和NBT)与营养水平呈负相关。β-葡聚糖的吸收最终发生在肠道内，肠道的长度与营养水平呈负相关。因此，营养水平较高的鱼类吸收这种生物刺激物的效果可能较差。
