收 稿 日 期,2006 - 08 - 07; 修 改 日 期,2006 - 11 - 03
  作 者 简 介,刘 朝 阳 (1979 - ),男,海 洋 生 物 学 硕 士,主 要 从 事 水 产 动 物 疾 病 与 健 康 养 殖 方 面 的 研 究 。
免 疫 增 强 剂 在 水 产 动 物 健 康 养 殖 中 的 应 用刘 朝 阳     孙 晓 庆
(中 国 海 洋 大 学 生 命 科 学 与 技 术 学 部,青 岛   266003)
摘   要   结 合 我 国 目 前 水 产 养 殖 的 发 展 现 状,综 述 了 10多 种 新 型 免 疫 增 强 剂 各 自 独 特 的 生 物 学 功 能 和 它们 共 同 存 在 的 问 题,以 期 引 起 重 视,加 强 研 究,促 进 我 国 水 产 养 殖 的 健 康 发 展 。
关 键 词   免 疫 增 强 剂   健 康 养 殖   中 草 药   微 生 态 制 剂
    尽 管 我 国 的 水 产 养 殖 业 取 得 了 较 大 的 成 就,
养 殖 产 量 持 续,稳 步 增 长,成 为 世 界 第 一 养 殖 大国,但 随 着 集 约 化 程 度 的 提 高,病 害 也 越 来 越 严重 。 因 此,水 产 动 物 的 疾 病 防 治 及 健 康 养 殖 已 越来 越 受 到 人 们 的 关 注 。 药 物 防 治 只 是 暂 时 性 的 应急 手 段,广 谱 抗 生 素 杀 死 或 抑 制 了 药 敏 细 菌 而 保留 了 耐 药 的 致 病 菌,破 坏 或 干 扰 了 水 体 原 有 正 常微 生 物 区 系 的 生 态 平 衡,从 而 增 加 了 水 产 养 殖 动物 感 染 病 菌 的 机 会 。 并 且,抗 生 素 在 水 产 养 殖 动物 体 内 的 残 留 最 终 会 对 人 体 产 生 危 害 。 因 此 世 界上 许 多 国 家 已 经 禁 止 抗 生 素 在 水 产 养 殖 动 物 日 粮中 的 添 加 和 使 用 。 用 免 疫 学 的 方 法 改 善 水 产 动 物的 体 质,从 而 增 强 它 们 对 病 原 微 生 物 的 抵 抗 力 不失 为 一 种 好 方 法,越 来 越 多 的 国 内 外 学 者 进 行 深入 研 究,期 望 寻 找 一 些 无 污 染,无 残 留,促 生 长,多功 能 的 绿 色 饲 料 添 加 剂 来 代 替 抗 生 素 。 人 们 尝 试在 饲 料 中 添 加 一 种 物 质,达 到 增 强 水 产 动 物 免 疫力 的 目 的 。 通 过 不 断 的 尝 试 和 摸 索,发 现 有 很 多活 性 或 非 活 性 物 质 有 着 广 泛 的 生 物 学 作 用,把 它们 添 加 到 饲 料 中,不 但 能 够 改 善 水 产 动 物 的 营 养状 况,而 且 能 够 显 著 增 强 其 对 病 原 微 生 物 的 抵 抗力 。 这 种 物 质 被 称 为 免 疫 增 强 剂 。
1几 种 免 疫 增 强 剂 在 水 产 动 物 健 康 养殖 中 的 应 用
1,1牛 磺 酸 ( Taurine)
牛 磺 酸 也 称 牛 黄 酸,牛 胆 酸,牛 胆 碱,牛 胆 素,
它 参 与 维 持 机 体 内 环 境 的 稳 态 调 节,对 神 经,消化,生 殖,心 血 管,免 疫 和 内 分 泌 等 生 理 功 能 的 正常 发 挥 具 有 重 要 的 调 节 作 用 。
刘   媛 等 (2005)报 道,在 饲 料 中 添 加 0,4%
~ 0,8%的 牛 磺 酸,日 本 沼 虾 的 增 重 率 显 著 增 加 ;
添 加 0,4%的 牛 磺 酸,日 本 沼 虾 肌 肉 中 的 酚 氧 化酶 活 性 也 显 著 升 高,对 日 本 沼 虾 的 免 疫 力 存 在 显著 影 响 。 这 一 结 果 可 能 与 牛 磺 酸 具 有 抗 氧 化 作 用有 关,饲 料 中 添 加 0,4%的 牛 磺 酸 比 较 适 宜 。 罗
  莉 (2005)报 道,在 草 鱼 饲 料 中 添 加 牛 磺 酸 可 促进 草 鱼 生 长,当 添 加 量 为 600 mg/kg体 重 时,特 定生 长 率,饲 料 转 化 率 和 蛋 白 质 效 率 表 现 为 最 好,草鱼 体 内 的 含 水 量 下 降,体 脂 和 体 蛋 白 的 含 量 增加 [ 1,2 ]。
1,2甲 壳 素甲 壳 素 是 虾,蟹 等 甲 壳 动 物 及 蚕,蝇 等 昆 虫 外骨 骼 的 主 要 成 分,是 地 球 上 数 量 最 大 的 含 氮 有 机化 合 物,也 是 自 然 界 中 贮 量 仅 次 于 纤 维 素 的 第 二大 天 然 有 机 物 质,每 年 自 然 界 合 成 的 甲 壳 素 近
100亿 t。 目 前 甲 壳 素 已 经 广 泛 应 用 于 食 品,环保,纺 织,医 药 卫 生,农 业 等 领 域 。 在 水 产 养 殖 中的 应 用,主 要 是 作 为 饲 料 添 加 剂 和 免 疫 增 强 剂 。
在 水 产 动 物 的 日 粮 中 添 加 0,6%的 甲 壳 素时,能 明 显 促 进 中 华 鳖 的 生 长 ;但 如 果 添 加 量 达 到
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10%时,会 抑 制 罗 非 鱼 的 生 长 。 因 此,确 定 添 加 量很 关 键 。 研 究 发 现,甲 壳 素 能 增 强 金 头 鲷 体 液 和细 胞 的 免 疫 应 答 活 力,天 然 淋 巴 补 体 活 性,呼 吸 爆发 能 力 及 吞 噬 活 性,是 应 用 前 景 非 常 广 阔 的 一 种水 产 饲 料 添 加 剂 [ 3 ]。
1,3功 能 性 低 聚 糖低 聚 糖 又 称 寡 糖,寡 聚 糖,是 由 2~ 10个 单 糖通 过 糖 苷 键 连 接 形 成 直 链 或 支 链 的 一 类 糖 分 子 。
根 据 低 聚 糖 的 生 物 学 功 能,可 将 其 分 为 功 能 性 低聚 糖 和 普 通 低 聚 糖 两 大 类 。 功 能 性 低 聚 糖 因 不 会被 人 和 动 物 的 肠 道 吸 收 并 能 促 进 双 歧 杆 菌 等 有 益微 生 物 的 增 殖 而 越 来 越 受 到 重 视 [ 4 ]。 在 水 产 动物 饲 料 中 添 加 功 能 性 低 聚 糖,可 以 促 进 水 产 动 物的 生 长,提 高 其 增 重 率 ;可 以 提 高 水 产 动 物 的 免 疫力 和 成 活 率 ;可 以 改 善 饲 料 性 状,提 高 饲 料 转 化率 ;可 以 调 节 氮 的 代 谢,提 高 对 蛋 白 质 的 利 用 率 ;
可 以 减 少 养 殖 过 程 中 氨 氮 的 排 泄,减 少 水 质 污 染 ;
可 以 选 择 性 地 促 进 水 产 动 物 肠 道 中 有 益 菌 的 增殖 。
作 为 新 型 饲 料 添 加 剂,功 能 性 低 聚 糖 本 身 无毒 副 作 用,对 制 粒,膨 化,氧 化 和 贮 运 等 都 具 有 较高 的 耐 受 能 力,能 抵 抗 胃 酸 的 灭 活 作 用,具 有 抗 生素 等 同 类 产 品 无 法 比 拟 的 优 点,在 水 产 动 物 病 害防 治 及 健 康 养 殖 中 的 应 用 前 景 十 分 广 阔 。
1,4乳 铁 蛋 白 (Lactoferrin,LF)
乳 铁 蛋 白 是 一 种 相 对 分 子 量 约 为 8万 Da的铁 结 合 性 糖 蛋 白,主 要 存 在 于 乳 汁,眼 泪,唾 液,精液,鼻 腔 分 泌 物 等 外 分 泌 液 或 血 浆,中 性 粒 细 胞中,乳 汁,尤 其 是 初 乳 中,LF的 含 量 很 高 [ 5 ]。
研 究 发 现,LF是 一 种 具 有 多 种 生 物 学 功 能 的蛋 白 质,它 不 仅 参 与 铁 的 转 运,而 且 具 有 抗 菌,抑菌,抗 病 毒,抗 氧 化,调 节 机 体 免 疫 能 力 和 提 高 肠道 对 铁 离 子 的 吸 收 能 力 等 作 用,被 认 为 是 一 种 新型 的 抗 菌,抗 癌 药 物 和 极 具 开 发 潜 力 的 食 品 和 饲料 添 加 剂 ; LF具 有 广 泛 而 独 特 的 生 物 学 功 能 和 理化 特 性,在 乳 品,食 品,生 化,医 药,化 妆 品 等 领域,特 别 是 在 饲 料 行 业 中 开 发 前 景 广 阔 。
1,5有 机 硒硒 是 动 物 必 需 的 微 量 元 素 之 一,它 与 动 物 的生 长 发 育 和 疾 病 发 生 有 着 密 切 的 关 系 。 硒 以 无 机硒 和 有 机 硒 的 形 式 存 在,无 机 硒 包 括 亚 硒 酸 钠,硒酸 钠,硒 化 钠,亚 硒 酸 钙 ;有 机 硒 包 括 硒 酵 母,硒 代蛋 氨 酸,硒 代 胱 氨 酸 等 。 有 机 硒 的 生 物 利 用 率 高于 无 机 硒,易 于 被 动 物 吸 收 利 用,且 毒 性 小,不 会对 人 和 环 境 造 成 不 良 影 响 [ 6,7 ]。
硒 与 动 物 的 免 疫 状 况 密 切 相 关,被 称 为 免 疫促 进 剂 。 硒 能 刺 激 免 疫 球 蛋 白 及 抗 体 的 生 成,提高 机 体 体 液 免 疫,细 胞 免 疫 和 非 特 异 免 疫 功 能 ;硒缺 乏 可 导 致 免 疫 能 力 低 下,而 补 硒 可 提 高 机 体 免疫 力 。 在 水 产 动 物 疾 病 任 意 肆 虐 的 年 代,有 机 硒必 将 为 水 产 养 殖 的 健 康 发 展 发 挥 巨 大 作 用 。
1,6溶 菌 酶 (Lysozyme)
溶 菌 酶 又 称 胞 壁 质 酶,它 广 泛 存 在 于 鸟 类,家禽 的 蛋 清 和 哺 乳 动 物 的 泪 液,唾 液,血 浆,乳 汁,胎盘 以 及 体 液,组 织 细 胞 内,在 蛋 清 中 的 含 量 最 为 丰富 (约 0,3% )。 溶 菌 酶 也 存 在 于 一 些 植 物 体 如 卷心 菜,萝 卜,无 花 果 和 微 生 物 体 内 。 它 是 一 种 糖 苷水 解 酶,在 干 燥 条 件 下 可 在 室 温 下 长 期 保 存,其 纯品 为 白 色 或 微 白 色 结 晶 型 或 无 定 型 粉 末,无 臭,味甜,易 溶 于 水,不 溶 于 丙 酮,乙 醚 等 。 其 化 学 性 质稳 定,在 pH 4~ 7 范 围 内,在 100℃ 下 处 理 1 m in
仍 能 保 持 原 酶 活 性,但 在 碱 性 环 境 中 对 热 的 稳 定性 较 差 。 溶 菌 酶 的 最 适 pH 值 为 6,6,等 电 点 pH
值 为 10,5~ 11[ 8 ]。
当 活 菌 制 剂 中 的 有 益 微 生 物 进 入 水 产 动 物 机体 后,形 成 优 势 菌 群,产 生 溶 菌 酶,过 氧 化 氢 等 物质,可 杀 灭 潜 在 的 病 原 菌,并 且 产 生 各 种 消 化 酶,
有 利 于 养 分 分 解,具 有 高 度 安 全 性,不 会 对 水 产 动物 产 生 任 何 危 害,也 不 会 在 水 中 和 鱼 体 内 残 留 。
溶 菌 酶 具 有 抗 菌,抗 病 毒,止 血,消 肿,镇 痛 及加 快 组 织 修 复 等 功 能,因 而 可 用 于 医 疗 和 食 品 添加 剂,用 于 提 取 微 生 物 细 胞 内 各 类 物 质 和 进 行 原生 质 体 制 备 及 融 合 育 种 。 近 年 来,在 饲 料 行 业 中也 开 展 了 一 些 有 关 溶 菌 酶 应 用 方 面 的 研 究 工 作,
但 还 有 待 于 进 一 步 的 研 究 开 发 。
1,7维 生 素 E
维 生 素 E是 一 组 具 有 生 物 活 性,化 学 结 构 近似 的 酚 类 化 合 物,含 有 8种 不 同 的 生 育 酚,为 脂 溶性 断 链 抗 氧 化 剂 。 维 生 素 E通 过 增 强 免 疫 反 应而 提 高 机 体 的 抗 病 能 力 。 适 当 剂 量 的 维 生 素 E
能 增 强 抗 体 和 补 体 的 产 生 以 及 抗 体 对 抗 原 的 应 答反 应,促 使 淋 巴 细 胞 的 增 殖,分 化 和 细 胞 因 子 的 产生,提 高 细 胞 的 细 胞 毒 作 用 和 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 作用 [ 9 ]。 维 生 素 E缺 乏 或 过 量,机 体 的 免 疫 机 能 便
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会 受 到 抑 制,对 疾 病 的 抵 抗 能 力 便 会 降 低 。
维 生 素 E在 水 产 养 殖 中 的 应 用 已 不 是 陌 生的 话 题,随 着 水 产 养 殖 业 的 发 展 以 及 水 产 动 物 免疫 学 研 究 的 深 入,维 生 素 E在 水 产 动 物 健 康 养 殖中 必 将 发 挥 广 泛 的 生 物 学 作 用 。 今 后 应 加 强 其 稳定 性 研 究,使 其 增 加 抗 氧 化 能 力,同 时 减 少 被 氧 化的 机 会,增 加 抗 氧 化 时 效,以 便 能 够 在 水 产 动 物 的饲 料 当 中 稳 定 地 保 存,真 正 起 到 防 病 治 病,提 高 免疫 力 的 作 用 。
1,8酵 母 核 苷 酸核 苷 酸 是 生 物 体 内 遗 传 物 质 的 基 本 单 位,也是 蛋 白 质 合 成 必 需 的 中 间 体 的 基 本 单 位 。 核 苷 酸促 进 畜 禽 的 生 长 并 增 强 免 疫 功 能 已 经 被 证 实,但有 关 它 在 水 产 上 应 用 的 报 道 还 很 少 。 苗 玉 涛 等 指出 在 配 合 饲 料 中 添 加 300 g/ t的 核 苷 酸 时,能 促 进苏 氏 芒 鲶 的 生 长 并 提 高 其 成 活 率 ; Burrells等 发现,在 饲 料 中 添 加 300 g/ t的 核 苷 酸 时,促 进 了 大西 洋 鳟 的 生 长 并 显 著 降 低 其 死 亡 率 。 酵 母 核 苷 酸具 有 显 著 促 生 长,提 高 机 体 抗 应 激 以 及 增 强 机 体免 疫 能 力 的 作 用 。 结 合 生 长 和 免 疫 两 方 面 考 虑,
建 议 其 适 宜 的 添 加 量 为 344 g/ t。
1,9微 生 态 制 剂 (M icrobial ecological agent,M icro2
ecologics)
微 生 态 制 剂 又 称 为 微 生 态 调 节 剂 (m icroeco2
logical modulator),益 生 素 ( p robiotics)等,是 一 类根 据 微 生 态 学 原 理 制 成 的 含 有 大 量 对 动,植 物 有益 的 活 菌 制 剂 及 其 产 物,可 调 节 动,植 物 的 微 生 态平 衡,提 高 健 康 水 平 。 目 前 的 微 生 态 制 剂 主 要 是具 有 一 定 生 理 作 用 的 活 菌 制 剂,是 正 常 动 物 菌 群的 生 理 性 细 菌 经 过 严 格 选 育 和 驯 化,采 用 生 物 工程 和 微 生 态 工 程 技 术 制 备 的 产 品,能 通 过 动 物 体内 的 胃 酸,胆 液,胰 液,肠 液 等 屏 障 而 存 活,最 后 在消 化 道 内 定 植 并 繁 殖,对 动 物 机 体 产 生 某 种 生 理生 态 作 用 。
微 生 态 制 剂 避 免 了 抗 生 素 长 期 使 用 而 产 生 的毒 副 作 用 及 耐 药 性 或 抗 药 性,可 防 治 微 生 态 平 衡的 失 调,同 时 促 进 水 产 动 物 的 生 长 发 育,提 高 饲 料的 消 化 率,吸 收 率 和 转 化 率,增 加 免 疫 力 和 抵 抗 病原 微 生 物 的 能 力,而 且 产 品 中 没 有 残 留 污 染,符 合绿 色 食 品 的 要 求 。
1,10中 草 药中 草 药 是 我 国 劳 动 人 民 集 体 智 慧 的 结 晶,是纯 天 然,无 污 染 的 绿 色 药 物 。 作 为 免 疫 增 强 剂,当水 产 动 物 处 于 疾 病 状 态 时,中 草 药 还 具 有 对 同 一组 织 或 器 官 不 同 功 能 状 态 (兴 奋 和 抑 制 )的 双 向调 节 作 用 [ 10 ],使 其 处 于 平 衡 状 态,直 到 恢 复 正 常为 止 。
病 原 体,水 环 境 和 机 体 本 身 三 者 相 互 作 用 决定 水 产 动 物 发 病 与 否,研 发 能 够 增 强 水 产 动 物 免疫 力 的 物 质 对 水 产 养 殖 业 具 有 重 大 意 义 。 通 过 中草 药 免 疫 增 强 剂 的 作 用,增 强 水 产 动 物 机 体 对 病原 体 的 抵 抗 力,对 预 防 疾 病 的 发 生 具 有 十 分 重 要的 意 义 。 中 草 药 主 要 通 过 促 进 机 体 免 疫 器 官 发育,增 加 非 特 异 性 免 疫 和 特 异 性 免 疫 (包 括 细 胞免 疫 和 体 液 免 疫 )等 3种 途 径 来 增 强 机 体 的 免 疫力 。 由 于 水 产 动 物 本 身 的 特 点,中 草 药 增 强 机 体的 免 疫 力 多 是 通 过 增 加 非 特 异 性 免 疫 即 增 加 吞 噬细 胞 的 数 量 和 吞 噬 能 力,以 及 增 加 皮 肤,粘 液 和 血清 中 溶 菌 酶 的 活 性 来 实 现 的 。
2存 在 的 问 题作 为 新 型 饲 料 添 加 剂,免 疫 增 强 剂 在 我 国 水产 动 物 养 殖 上 的 应 用 尚 处 于 起 步 阶 段,有 很 多 关键 性 的 问 题 尚 需 要 研 究 和 解 决,这 些 问 题 归 结 起来 主 要 有 以 下 几 点 。
2,1添 加 量 和 安 全 性尽 管 免 疫 增 强 剂 的 生 物 学 作 用 已 被 发 现,并已 开 始 在 水 产 动 物 的 养 殖 中 尝 试 使 用,但 是 使 用方 法 尚 处 于 摸 索 阶 段,众 说 纷 纭,没 有 一 套 成 型 的使 用 标 准 。 免 疫 增 强 剂 作 为 免 疫 物 质,旨 在 提 高水 产 动 物 的 抗 病 能 力,促 进 其 健 康 养 殖,并 不 是 量越 大 越 好,相 反,超 量 使 用 还 可 能 产 生 副 作 用 。 因此,其 临 界 值 的 问 题 显 得 关 键 而 紧 迫,必 须 尽 快 加强 研 究 。
2,2稳 定 性很 多 免 疫 增 强 剂 都 具 有 抗 氧 化 能 力,诸 如 维生 素 E,有 机 硒 等 。 如 果 添 加 在 水 产 动 物 的 饲 料中,其 抗 氧 化 能 力 势 必 随 着 时 间 的 推 移 而 逐 渐 减弱 或 消 失 。 因 此,应 加 强 对 其 化 合 产 品 的 研 究,比如,研 制 一 种 产 品,在 饲 料 中 不 受 环 境 因 素 的 影响,到 达 水 产 动 物 的 消 化 道 后,受 消 化 道 中 的 酶 或其 它 因 素 的 作 用 分 解 成 有 抗 氧 化 能 力 的 物 质,还
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的 幼 鱼 被 大 量 捕 获,连 底 栖 动 物 也 无 法 幸 免,某 些经 济 价 值 低 但 生 态 价 值 高 的 副 渔 获 物 会 增 加,这样 不 利 于 渔 业 资 源 的 保 护 和 可 持 续 利 用,建 议 适当 增 大 网 目 尺 寸,做 到 既 保 证 产 量 又 保 护 资 源 。
4,2撒 网 类 网 缘 有 铅 垂,实 施 抛 网 作 业,起 网 时 容易 搅 起 泥 沙,使 水 体 变 得 浑 浊,不 利 于 鱼 类 生 存,
也 不 利 于 泥 土 沉 积 。 建 议 减 少 使 用 次 数 并 减 轻 铅垂 重 量 。
4,3拖 网 同 样 具 有 使 水 体 浑 浊 的 破 坏 性,而 且 有报 道 表 明 底 拖 网 的 大 量 使 用 及 其 大 捕 捞 量 的 特 征造 成 了 底 层 鱼 类 资 源 的 严 重 衰 退,建 议 在 红 树 林区 相 对 减 少 底 拖 网 的 使 用,改 用 中 上 层 拖 网 。
4,4利 用 现 代 化 技 术 改 良 传 统 的 渔 具,增 加 捕 捞效 率,同 时 又 增 加 选 择 性 。
4,5做 好 宣 传 工 作,增 强 红 树 林 区 渔 民 对 渔 业 资源 的 保 护 意 识,定 期 对 当 地 渔 具 进 行 调 查,禁 止 毒鱼,炸 鱼 等 野 蛮 捕 鱼 方 式 。
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原 其 抗 氧 化 的 本 性 。 另 外,作 为 具 有 生 物 活 性 的免 疫 增 强 剂,譬 如 溶 菌 酶,是 受 理 化 因 子 限 制 的 物质,如 果 制 成 固 定 化 酶 的 形 式,则 既 能 保 持 其 免 疫能 力,又 能 保 持 其 稳 定 性,势 必 比 单 独 使 用 更 具 稳定 性 。
2,3作 用 机 制免 疫 增 强 剂 广 泛 的 生 物 作 用 是 很 多 抗 菌 素 无可 比 拟 的,然 而,目 前 其 作 用 机 制 却 鲜 为 人 知 。 只有 充 分 了 解 免 疫 增 强 剂 的 作 用 机 制,才 能 合 理 搭配,正 确 使 用,才 能 使 其 广 泛 的 生 物 学 作 用 发 挥 得淋 漓 尽 致 。
2,4加 工 与 筛 选 技 术有 些 物 质,像 中 草 药,不 能 直 接 使 用,需 要 加工 成 一 定 的 形 状,才 能 添 加 到 饲 料 中,让 水 产 动 物摄 食,从 而 发 挥 其 生 物 学 功 能 。 加 工 技 术 的 好 坏直 接 影 响 中 草 药 的 性 能 。 微 生 态 制 剂 是 用 多 种 有益 微 生 物 制 成 的 微 生 态 调 节 剂,在 此,有 益 微 生 物的 筛 选 和 固 定 技 术 就 显 得 极 其 重 要 了 。 目 前,我国 的 中 草 药 利 用 技 术 大 多 是 沿 袭 祖 宗 流 传 下 来 的传 统 方 法,而 微 生 态 制 剂 的 使 用 和 筛 选 技 术 也 还处 于 开 始 阶 段 。 应 该 加 强 对 这 方 面 的 研 究,以 便为 降 低 我 国 水 产 动 物 的 发 病 几 率,促 进 其 健 康 养殖 注 入 新 的 活 力 。
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