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抗生素干预对自由活动猫肠道菌群的影响:降低还是重构人畜共患病风险?
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月31日 来源:One Health 4.5
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自由活动猫作为人畜共患病潜在宿主对城市公共卫生构成威胁。研究人员通过16S rRNA扩增子测序和MBPD病原检测技术,对比分析了抗生素处理与非处理猫肠道菌群差异,发现抗生素虽降低ESKAPE病原体丰度,却导致菌群结构异常重组,提出益生菌替代方案可能更可持续。该研究为城市猫科动物管理的"一体化健康"策略提供新思路。
在城市生态系统中,自由活动的猫既是人类亲密的伙伴,也可能是潜在的"生化武器库"。这些毛茸茸的都市居民通过粪便传播病原体,将人畜共患病风险隐藏在看似无害的绿色空间里。尤其令人担忧的是,大学校园这类半封闭环境,学生们对流浪猫的投喂行为创造了频繁的人猫接触机会。传统的"诱捕-绝育-放归"(Trap-Neuter-Return, TNR)项目中常规使用的抗生素,究竟是解决问题的良药,还是打开了潘多拉魔盒?
为回答这个问题,An Xie等研究团队在北京市10所大学校园展开了一项突破性研究。他们采集了29份新鲜粪便样本,分为抗生素处理组(使用长效青霉素类抗生素Shotapen L.A.)和未处理组,通过16S rRNA基因V3-V4区扩增子测序和MBPD多病原检测技术,结合微生物共现网络分析,揭示了抗生素干预对猫肠道菌群的复杂影响。
3.1 潜在人畜共患病病原体的流行与分布
研究鉴定出8种机会性病原体,包括产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)等ESKAPE耐药病原体成员。定量分析显示,未处理组的肠杆菌(Enterobacter cloacae)、肺炎克雷伯菌等4种关键病原体相对丰度显著更高,整体病原体负荷比处理组高3倍。
3.2 自由活动猫的肠道菌群组成与多样性
抗生素处理使微生物α多样性(Shannon指数)从4.1-5.5降至1.9-4.7。有趣的是,未处理组中菌群多样性与病原体丰度呈负相关(R2=0.78),而处理组却呈现正相关(R2=0.37),暗示抗生素破坏了菌群的保护性生态屏障。
3.3 抗生素处理组与非处理组的肠道菌群差异
LEfSe分析显示,未处理组富含γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),尤其是气单胞菌科(Aeromonadaceae);而处理组显著富集厚壁菌门(Firmicutes)的梭菌目成员。这种从"病原型"向"共生型"菌群的结构转变,印证了抗生素对微生态系统的重塑作用。
3.4 抗生素诱导的微生物共现网络改变
网络拓扑学分析揭示,处理组的平均连接度从15.05锐减至2.69,关键病原体节点消失。未处理组中肠杆菌科与艰难梭菌(Clostridium difficile)的正相关关系被破坏,表明抗生素不仅减少病原体,更重构了整个微生物社会的"社交网络"。
这项发表在《One Health》的研究提出了颠覆性观点:抗生素虽能短期压制特定病原体,但造成的菌群紊乱可能适得其反。在未处理猫中,丰富的菌群多样性犹如训练有素的"安保团队",能有效抑制病原体定植;而抗生素处理后,这个防御系统崩溃,反而为病原体再殖创造机会。研究建议将TNR项目中的抗生素替换为益生菌干预,既可避免耐药基因扩散,又能维持菌群的保护功能。
该研究首次系统揭示了城市猫肠道菌群对人畜共患病的调控机制,为"一体化健康"(One Health)实践提供了微生物组层面的决策依据。未来需探索不同抗生素的生态影响,并开发针对性的菌群调控方案,在保障公共卫生的同时,维护城市生态系统的微生物平衡。
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