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这篇综述系统阐述了犬肠道微生物组(Gut Microbiome)的组成特征(如Firmicutes/Bacteroidetes等核心菌门)、生理功能(如短链脂肪酸(SCFAs)代谢、免疫调节),及其通过肠-脑轴(Gut-Brain Axis)、肠-皮肤轴(Gut-Skin Axis)影响宿主体重、行为、皮肤病和代谢疾病(如炎性肠病(IBD)、糖尿病)的机制。文章强调年龄、饮食(高蛋白/高纤维)、抗生素使用及环境压力等因素对微生物平衡(eubiosis/dysbiosis)的影响,并提出益生菌/益生元干预、粪便微生物移植(FMT)等定制化干预策略,为改善伴侣犬健康提供理论依据。
犬肠道微生物组的多样性与功能全景
引言
作为人类数千年的伴侣,犬类健康日益受到关注。肠道微生物组通过调控消化、免疫、能量代谢甚至行为,成为维持其健康的核心因素。健康犬的肠道菌群以厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为主导,形成动态生态系统。
肠道微生物的分布与功能
不同肠段因pH值、氧含量和营养差异呈现特异性菌群分布:
- 十二指肠:厚壁菌门(46.4%)、变形菌门(26.6%)和螺杆菌属(Helicobacter,29.27%)为主,参与尿素降解和pH调节。
- 空肠:变形菌门(46.7%)和乳酸杆菌属(Lactobacillus,10.24%)富集,促进碳水化合物发酵。
- 回肠:厚壁菌门(59.32%)和支原体属(Mycoplasma,15.95%)主导,产生丁酸(butyrate)保护肠黏膜。
- 结肠与粪便:厚壁菌门(15.8–75%)、拟杆菌门(30–36.75%)及关键属如梭杆菌属(Fusobacterium,7–49.2%)、普雷沃菌属(Prevotella,4–28.1%),通过SCFAs(如乙酸盐、丁酸盐)调节能量代谢、抑制病原体并维持免疫稳态。
表1 犬肠道关键菌群的功能
| 关键菌群 | 功能 |
|---|
| 厚壁菌门 | SCFAs生产、免疫调节 |
| 乳酸杆菌属 | 乳酸生产、抑制病原体 |
| 普雷沃菌属 | 碳水化合物降解、SCFAs生成 |
| 双歧杆菌属 | 屏障保护、免疫增强 |
| 梭杆菌属 | 氨基酸发酵、炎症调控 |
影响微生物平衡的关键因素
- 生理与遗传:
- 年龄:幼犬菌群多样性低且富集母乳相关菌(如乳酸杆菌),老年犬厚壁菌减少而变形菌增加,导致消化功能下降。
- 体型:大型犬因肠道滞留时间长,SCFAs产量高(厚壁菌占比高),抑制致病菌;小型犬中性环境利于变形菌增殖。
- 品种:马耳他犬梭杆菌门丰度高,德国牧羊犬微生物多样性显著(P < 0.05),近交品种易出现菌群失衡(如链球菌过度增殖)。
-
饮食与药物:
- 膳食成分:高蛋白饮食(生肉)增加梭杆菌和梭菌属,高纤维饮食(菊粉)促进双歧杆菌(Bifidobacterium)和普雷沃菌属生长。
- 抗生素:甲硝唑(metronidazole)减少产SCFAs菌(如Faecalibacterium),泰乐菌素(tylosin)升高肠球菌(Enterococcus),导致持续4–6周的菌群紊乱。
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压力与环境:
- 应激激素(如皮质醇)增加变形菌门丰度(P < 0.001),降低微生物α多样性(P < 0.05),引发肠屏障损伤。
- 城市犬因接触多样微生物,菌群丰富度(香农指数3.36)高于乡村犬(2.91)。
微生物失衡与疾病的关联
-
代谢疾病:
- 肥胖:厚壁菌门/拟杆菌门比值升高,增强能量提取效率,SCFAs过量促脂肪积累。乳酸鼠李糖(L. rhamnosus)通过激活AMPK通路抑制体重增长。
- 糖尿病:念珠菌(Candida)和艰难梭菌(C. difficile)丰度增加,加剧炎症和胰岛素抵抗。
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炎性疾病:
- IBD:拟杆菌门减少、大肠杆菌(E. coli)增殖引发肠屏障损伤,FMT可恢复菌群平衡并缓解症状。
- 皮肤病:特应性皮炎犬的梭杆菌属降至0.06%(健康犬20.6%),大肠杆菌增多,益生菌(如L. rhamnosus)通过调节Th-2免疫减轻炎症。
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行为异常:
- 攻击性犬的巨单胞菌属(Megamonas)丰度升高,伴随γ-氨基丁酸(GABA)信号紊乱,益生菌可降低皮质醇水平并稳定情绪。
维持菌群平衡的策略
- 益生菌与益生元:
- 乳酸杆菌和双歧杆菌增强屏障功能;菊粉(inulin)提升双歧杆菌并抑制产气荚膜梭菌(C. perfringens)。
- 膳食干预:
- 抗生素后管理:
- 抗生素治疗后补充合生制剂(synbiotics),加速有益菌(如C. hiranonis)恢复。
- 粪便微生物移植(FMT):
结论
犬肠道微生物组是宿主健康的“隐形守护者”,其平衡受多维度因素调控。精准管理菌群(如定制饮食、靶向益生菌)可改善犬类生活质量,并为人类微生物研究提供跨物种参考。