改良版的补肺汤通过增强免疫力、减轻炎症以及调节肠道微生物群来改善犊牛的健康状况

《Frontiers in Veterinary Science》：Modified Bufei decoction improves calf health by enhancing immunity, reducing inflammation, and modulating gut microbiota

犊牛肺炎防治中改良补肺方（MBFD）的活性成分、靶点及肠道菌群调控机制研究。采用网络药理学结合分子对接技术，筛选出槲皮素、木犀草素等233个活性成分，靶向TNF-α、IL-6等关键炎症因子及PI3K/AKT等信号通路。16S rDNA测序显示MBFD显著增加Bacteroidetes丰度，降低Firmicutes比例，并通过提高IgA/IgG、CAT/GSH等指标改善免疫及抗氧化能力，肺炎发病率降低17%。研究证实MBFD通过多成分-多靶点协同作用调节肠道菌群，抑制炎症反应，为中药防治呼吸道疾病提供新证据。

　　本研究围绕一种改良的中药方剂——“改良补肺汤”（MBFD）展开，旨在探索其在预防和治疗犊牛肺炎中的作用机制，以及其对犊牛免疫功能、抗氧化能力和肠道微生态的影响。通过对中药成分与靶点的网络药理学分析，结合分子对接技术以及16S rDNA高通量测序方法，研究揭示了MBFD的潜在活性成分及其作用机制，并通过动物实验验证了其对犊牛健康的实际效果。研究结果不仅为中药在畜牧养殖领域的应用提供了科学依据，也为进一步开发具有预防和治疗作用的中药配方奠定了基础。

### 一、研究背景与意义

犊牛肺炎是一种在集约化养殖条件下高发、高死亡率的呼吸系统疾病，严重威胁犊牛的健康和生长发育。其发生通常与饲养管理、环境条件及病原体感染等因素密切相关。尽管现代医学在治疗此类疾病方面已有一定成效，如使用青霉素普鲁卡因注射粉和泰乐菌素等抗生素，但这些药物在长期使用过程中可能引发耐药性问题，对动物健康和畜牧业可持续发展构成挑战。因此，寻找一种安全、有效且具有多重调节作用的中药配方，成为当前研究的重要方向。

传统中医（TCM）以其多成分、多靶点、多途径的特性，为治疗犊牛肺炎提供了新的思路。改良补肺汤正是基于这一思路，从原方“补肺汤”出发，通过调整配方，使其在提升免疫功能、调节肠道微生态和增强抗病能力方面具有显著优势。该方剂包含10种中药材，包括黄芪、党参、枸杞、五味子、桑白皮、桑叶、鱼腥草、桔梗、甘草和陈皮等。这些药材在中医理论中分别具有补气、固肺、清热、化痰、止咳平喘等功效，其组合可能通过协同作用，实现对犊牛呼吸系统疾病的综合干预。

随着生物信息学和分子生物学技术的发展，网络药理学和分子对接技术已成为研究中药复方作用机制的重要手段。网络药理学通过构建“药物-成分-靶点”网络，帮助研究人员识别中药中可能发挥作用的关键成分及其作用靶点。而分子对接技术则通过模拟成分与靶点之间的相互作用，进一步验证其潜在的药理活性。此外，16S rDNA测序技术则被广泛应用于研究肠道微生物群落的多样性与结构变化，从而揭示中药对宿主健康的影响机制。

本研究采用网络药理学与16S rDNA测序相结合的方法，深入分析了MBFD的活性成分及其作用靶点，同时评估了其对犊牛免疫功能、炎症因子水平和肠道微生物结构的影响。研究结果不仅有助于揭示中药在动物健康中的作用机制，也为提高犊牛免疫力、减少疾病发生率提供了新的思路。

### 二、研究方法与技术手段

研究采用了多种现代科学技术手段，以确保研究结果的科学性和可靠性。首先，通过网络药理学分析，研究人员从中药数据库中筛选出MBFD中的活性成分，并利用相关数据库（如TCMSP、GeneCards、OMIM、DisGeNET等）识别与犊牛肺炎相关的靶点。通过将这些成分与靶点进行交叉分析，构建了“药物-成分-靶点”网络，进一步筛选出核心靶点，为后续的分子对接分析奠定了基础。

其次，研究人员利用分子对接技术，对筛选出的活性成分与核心靶点之间的相互作用进行了模拟分析。通过计算结合能，判断成分与靶点之间的结合强度，并结合可视化工具（如PyMOL）进一步分析其结合模式。这种方法不仅验证了网络药理学的可靠性，还为深入理解MBFD的作用机制提供了直观的依据。

此外，本研究还通过16S rDNA测序技术，对犊牛肠道微生物群落的结构和多样性进行了分析。通过对样本进行PCR扩增、测序和数据分析，研究人员获得了肠道菌群的组成信息，并利用物种累积曲线和稀释曲线评估了样本量与测序深度是否足够。同时，通过主成分分析（PCoA）和非度量多维尺度分析（NMDS），研究人员进一步分析了不同处理组之间的微生物群落差异。

为了评估MBFD对犊牛健康的影响，研究人员还进行了动物实验，将60头3个月龄、体重约为122.55 ± 15.01公斤的犊牛随机分为对照组和MBFD组，每组30头。对照组仅接受基础饲料，而MBFD组则在基础饲料基础上额外添加含有15克/千克中药提取物的补肺汤，干预持续21天。实验期间，研究人员对两组犊牛的健康状况进行日常观察，记录其临床症状，并通过血液和粪便样本检测免疫指标、炎症因子和抗氧化能力等关键参数。

### 三、研究结果与分析

#### 1. MBFD的活性成分分析

通过实验测定，研究人员获得了MBFD中三种主要成分的含量数据：总多糖、总黄酮和总皂苷。结果显示，总多糖含量最高，占样品的28.29%，其次是总皂苷（5.79%），总黄酮含量最低（0.6442%）。这一结果表明，MBFD的活性成分主要来源于其多糖成分，而黄酮和皂苷则在其中起到辅助作用。

进一步的网络药理学分析表明，MBFD中含有233种具有潜在生物活性的成分，其中部分成分可能作用于关键的炎症因子（如TNF-α、IL-6、IL-1β）以及相关的信号通路（如IL-17、PI3K/AKT、MAPK等）。这些成分可能通过调节免疫反应、降低炎症水平、增强抗氧化能力等机制，改善犊牛的健康状况。

#### 2. 炎症因子与免疫指标的变化

实验结果表明，MBFD对犊牛的免疫功能有显著增强作用。与对照组相比，MBFD组的血清免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）水平显著升高，尤其是IgG和IgM，其提升幅度达到统计学意义上的显著性（p < 0.01）。这说明MBFD可能通过增强体液免疫来提高犊牛对病原体的抵抗力。

另一方面，MBFD组的炎症因子水平（如IL-6、TNF-α、IL-1β）则显著降低（p < 0.01），表明其具有明显的抗炎作用。同时，MDA（丙二醛）作为氧化应激的指标，其含量也显著下降（p < 0.05），进一步说明MBFD能够有效减轻氧化应激，从而保护细胞免受损伤。

#### 3. 肠道微生物群落的改变

通过16S rDNA测序分析，研究人员发现MBFD显著改变了犊牛肠道微生物的组成。与对照组相比，MBFD组的Bacteroidetes相对丰度明显增加，而Firmicutes、Proteobacteria等菌群则有所减少。这表明MBFD可能通过调节肠道菌群平衡，改善肠道健康，从而间接增强犊牛的免疫力和抗病能力。

此外，研究还通过Spearman相关性分析，探讨了MBFD成分与肠道菌群变化之间的关系。结果显示，总多糖、总黄酮和总皂苷与Bacteroidetes、Clostridium XIVa、Paraprevotella等菌群呈正相关，而与Faecalibacterium、Treponema等菌群呈负相关。这表明MBFD成分可能通过影响特定菌群的丰度，调节肠道微生态，进而对犊牛健康产生积极作用。

#### 4. 动物实验结果

在动物实验中，MBFD组的犊牛表现出更高的日增重，说明其对生长发育有积极促进作用。同时，MBFD组的肺炎发生率较对照组显著降低，分别为43.3%和60%。这一结果表明，MBFD在预防犊牛肺炎方面具有良好的效果。

此外，通过比较两组的肠道菌群结构，研究人员发现MBFD组的菌群分布更加广泛，且在多个指标（如Shannon指数、Chao1指数、ACE指数等）上均优于对照组。这说明MBFD能够有效改善肠道微生物多样性，提升肠道健康水平。

### 四、研究结论与应用前景

本研究证实，MBFD在提升犊牛免疫功能、增强抗氧化能力以及调节肠道微生物结构方面具有显著作用。通过降低炎症因子水平、提高免疫球蛋白浓度，MBFD能够有效预防犊牛肺炎的发生，减少疾病带来的经济损失。同时，MBFD对肠道菌群的调节作用也表明，其可能通过改善肠道微生态，间接提升犊牛的整体健康水平。

网络药理学与分子对接分析进一步揭示了MBFD的作用机制。研究发现，MBFD中的主要活性成分（如槲皮素、木犀草素、山柰酚、柚皮素等）可能通过作用于TNF、IL-6、AKT1、VEGFA等关键靶点，调节炎症反应和免疫功能。这些成分的协同作用，使得MBFD在治疗犊牛肺炎方面表现出多靶点、多途径的调控能力。

此外，研究还指出，MBFD在调节肠道菌群方面具有明显优势。Bacteroidetes的增加可能有助于提高肠道屏障功能，减少病原微生物的侵入。同时，Firmicutes和Proteobacteria的减少，也可能与免疫功能的增强和炎症水平的降低相关。

本研究不仅为MBFD的临床应用提供了科学依据，也为中药在动物健康领域的推广和应用奠定了基础。通过结合现代生物技术和传统中药理论，MBFD展现出在提升犊牛健康、减少疾病发生率方面的潜力。未来，可以进一步开展体外实验和临床试验，以验证MBFD在不同环境和饲养条件下对犊牛健康的具体影响，并探索其在其他动物疾病中的应用前景。

综上所述，MBFD作为一种具有多重调节功能的中药复方，不仅能够有效预防犊牛肺炎，还能通过改善肠道微生态、增强免疫功能和抗氧化能力，提升犊牛的整体健康水平。这一研究结果为中药在畜牧养殖中的应用提供了新的视角，也为进一步研究中药与动物健康之间的关系奠定了坚实的基础。