宫内生长受限通过脑肝重量比影响猪不同生长阶段粪便微生物组成及血浆代谢组的动态变化

本研究针对猪生产中高达30%的宫内生长受限(IUGR)问题，通过CT扫描定义脑肝重量比(BrW/LW)，首次系统揭示了IUGR对猪从出生到育肥期粪便微生物组和血浆代谢组的纵向影响。研究发现IUGR显著改变多个生长阶段的肠道菌群β多样性，并降低血浆天冬酰胺水平，为理解IUGR导致的生长迟缓和代谢异常提供了新机制。

　　

在现代养猪业中，一个令人困扰的现象是约20-30%的新生仔猪会出现宫内生长受限(IUGR)，这些"先天不足"的小猪往往面临更高的死亡率、生长迟缓和饲料转化率低下等问题。更令人担忧的是，随着育种技术提高窝产仔数，这一现象似乎愈演愈烈。传统上，研究者们主要通过出生体重来定义IUGR，但这种方法存在明显局限——它无法区分那些"小而精壮"的健康小猪和真正发育受限的个体。

瑞士农业科学院(Swine Research Unit, Agroscope)的研究团队独辟蹊径，采用计算机断层扫描(CT)技术精确测量新生仔猪的脑部和肝脏体积，创新性地提出用脑肝重量比(BrW/LW)作为IUGR的诊断标准。这一指标背后有着深刻的生物学意义：当胎儿面临营养不足时，会优先保障大脑发育，导致肝脏等器官相对发育不良。研究人员追踪了从出生到屠宰(约162日龄)的整个生长周期，系统分析了粪便微生物组和血浆代谢组的动态变化，相关成果发表在《Animal Microbiome》上。

研究采用了多项关键技术：通过CT扫描测定新生仔猪脑肝体积；使用双能X线吸收仪(DXA)定期监测体成分变化；采用16S rRNA基因测序分析粪便微生物组成；应用核磁共振(1H-NMR)技术检测血浆代谢物。实验设计严谨，选取12头BrW/LW最高的IUGR仔猪和12头BrW/LW最低的正常仔猪进行对照研究。

【生长性能与体成分】数据显示，IUGR仔猪从出生到育成期日均增重(ADG)显著低于正常组，尤其在哺乳期差异最大(0.14 vs 0.26 kg/d)。尽管到育肥期ADG趋于接近，但IUGR猪需要多养18天才能达到相同屠宰体重。体成分分析发现，IUGR猪骨矿物质密度在断奶时反常升高，但在育成期又显著降低，提示IUGR导致骨骼发育异常波动。

【粪便微生物组】α多样性在各时期无显著差异，但β多样性在哺乳期(T1)、育成期末(T2)和育肥期初(T3)均受IUGR显著影响。具体而言：

哺乳期：IUGR组富集梭菌属(Clostridium sensu stricto 1)和罗姆布茨菌属(Romboutsia)，正常组则富含瘤胃球菌属(Ruminococcus)

育成期：IUGR组普雷沃菌科NK3B31群(Prevotellaceae NK3B31 group)和另枝菌属(Alloprevotella)增多，正常组HT002(未培养乳杆菌科成员)占优

育肥期：IUGR组p-2534-18B5肠道菌群增多，正常组普雷沃菌9(Prevotella_9)更丰富

【血浆代谢组】哺乳期未发现显著差异代谢物，但育成期末IUGR猪血浆天冬酰胺(asparagine)浓度显著降低。这一氨基酸参与蛋白质合成和能量代谢，其缺乏可能与IUGR猪生长迟缓相关。

这项研究的重要发现在于揭示了BrW/LW定义的IUGR对猪肠道菌群产生长期而动态的影响，这种影响从哺乳期持续到育肥初期。尽管对血浆代谢组的影响相对有限，但天冬酰胺的降低仍提示代谢异常。Roberta Ruggeri等的研究为理解IUGR导致的生长障碍提供了新视角——不仅考虑营养吸收问题，更要关注"肠-脑-肝"轴的发育异常。这些发现对养猪业具有重要实践价值：通过早期识别BrW/LW异常的仔猪，可以针对性改善其饲养管理；而特定微生物标志物的发现，则为开发微生态制剂改善IUGR猪健康提供了新靶点。未来研究可进一步探索如何通过调控肠道菌群来改善IUGR猪的生长性能，这对提高养猪业整体效益具有重要意义。