综述:仔猪肠道微生物定植的决定因素:遗传、营养、治疗的作用及PEDV等肠道病原体的影响

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4.8

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  这篇综述系统探讨了仔猪肠道菌群定植的影响因素(包括遗传、营养、药物干预)及猪流行性腹泻病毒(PEDV)对肠道微生态的破坏机制,重点分析了中草药复方(如芪温黄柏散)通过调节菌群平衡、修复肠屏障和增强免疫的潜在应用价值,为构建以中草药为核心的PEDV综合防控策略提供了科学依据。

  

微生物在仔猪肠道中的定植

仔猪肠道菌群对其健康和免疫发育至关重要。从出生到断奶,菌群经历三个阶段:初始阶段(母源微生物为主)、过渡阶段(乳酸菌和双歧杆菌成为优势菌群)和稳定阶段(菌群结构个体化)。不同肠段菌群功能各异,如小肠以乳酸菌为主,而结肠和盲肠中的拟杆菌和梭菌通过发酵膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs),为宿主供能并调节免疫。值得注意的是,菌群定植可能始于胎儿期,胎盘-羊膜腔途径可能参与这一过程,但这一“宫内定植假说”仍存争议。

影响肠道菌群定植的关键因素

遗传与母猪因素:不同猪种肠道菌群存在显著差异,如杜洛克猪与约克夏猪的微生物组成和代谢功能各异。母猪通过分娩、哺乳等途径将自身菌群垂直传播给仔猪,其中乳酸菌等有益菌占比高达31.68%。

环境与管理:卫生条件差或高湿度环境会增加病原体感染风险,而低卫生条件下饲养的仔猪菌群多样性更高。断奶应激导致菌群剧烈更替,此时添加益生菌(如植物乳杆菌PFM 105)可改善肠道健康。

病原体与共生菌:产肠毒素大肠杆菌(ETEC)等病原体破坏肠屏障,而共生菌(如乳酸菌)通过竞争性排斥和分泌抗菌物质(如细菌素)抑制病原体定植。SCFAs(如丁酸)通过激活GPR43受体增强屏障功能。

营养与药物:母乳中的低聚糖和抗菌肽促进有益菌增殖,而抗生素滥用会破坏菌群平衡。相比之下,中草药(如桂枝理中汤)通过多靶点调节菌群,提高消化酶活性并降低腹泻率。

PEDV对仔猪肠道菌群的影响

PEDV感染导致肠道菌群紊乱,表现为厚壁菌门减少、变形菌门增加,并伴随肠屏障损伤:

  • 物理化学屏障破坏:病毒减少杯状细胞数量和黏蛋白MUC2分泌,削弱黏液层;紧密连接蛋白(如ZO-1)表达下降,增加肠通透性。

  • 免疫失衡:PEDV激活炎症小体通路,引发细胞焦亡(Pyroptosis),释放IL-1β等促炎因子,同时降低抗炎因子IL-10水平。

  • 菌群代谢物调控:微生物衍生的次级胆汁酸(如石胆酸LCA)和SCFAs(如丁酸)通过GPR43受体抑制病毒复制,而中草药(如芪温黄柏散)可恢复SCFAs产量,缓解氧化应激。

中草药调控肠道菌群的潜力

中草药复方和单药通过多途径发挥作用:

  • 复方应用:白头翁散增加有益菌丰度,抑制有害菌;芪温黄柏散通过TLR4/NF-κB通路下调炎症因子,提升sIgA分泌。

  • 单药机制:黄芪多糖促进丁酸菌增殖,黄连素通过调节菌群动态平衡增强抗病力。

  • 活性成分:黄酮类(如槲皮素)阻断病毒3CLpro活性,多糖类(如黄芪多糖)通过TLR4/MAPK通路抑制病毒入侵。

挑战与展望

当前研究需解决以下瓶颈:明确菌群变化与PEDV感染的因果关系,量化丁酸-GPR43-IFN通路的作用阈值,以及优化中草药-益生菌联用时序。尽管中草药存在起效慢、质量控制难等问题,但其在菌群调控和免疫增强方面的独特优势为PEDV绿色防控提供了新方向。未来可通过结合粪菌移植(FMT)和个性化用药策略,构建更高效的防控体系。

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