《The FASEB Journal》：Effects of Defined Pig Microbiota on Acute Salmonellosis in Gnotobiotic Piglets
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本综述通过无菌（GF）仔猪模型，系统阐述了预先定植定义猪微生物群（DPM）对沙门氏菌鼠伤寒血清型（S. Typhimurium）LT2株感染的防护效应。研究表明，DPM能显著减轻感染导致的肠炎症状、肠道屏障损伤及全身性炎症反应，并揭示其通过调控Toll样受体4（TLR4）信号通路（包括MD-2、LBP、CD14、MyD88等关键分子）和细胞因子（如IL-1β、IL-8、HMGB1）表达以增强宿主防御能力的分子机制，为新生儿及幼畜肠道菌群干预策略提供重要理论依据。
引言
高等生物（宿主）在进化过程中与微生物形成复杂的共生关系。新生儿胃肠道（GI）的初始微生物定植对宿主健康至关重要。剖宫产（CS）分娩的新生儿可能被环境中的多重耐药菌定植，增加感染风险。沙门氏菌鼠伤寒血清型（S. Typhimurium）是一种常见的人畜共患病原体，可导致肠结肠炎。本研究利用无菌（GF）仔猪模型，探讨预先定植定义猪微生物群（DPM）对急性沙门氏菌感染的免疫调节作用。
材料与方法
实验选用24只无菌迷你猪，随机分为四组：GF组（全程无菌）、LT2组（7日龄时感染S. Typhimurium LT2）、DPM组（定植DPM）、DPM+LT2组（定植DPM后感染LT2）。DPM由9种具有抗沙门氏菌潜能的猪共生菌组成。通过临床观察、细菌负荷检测、组织学分析、实时荧光定量PCR（qPCR）、酶联免疫吸附试验（ELISA）和多重免疫分析（Luminex）等方法，评估肠道屏障功能、炎症因子表达及TLR4信号通路相关分子的变化。
结果
临床症状与细菌定植
LT2感染组仔猪出现典型沙门氏菌病症状（腹泻、发热、厌食），肠道内容物中LT2菌落形成单位（CFU）显著升高，并转移至肠系膜淋巴结（MLN）、肝脏、脾脏和血液。DPM预定植组（DPM+LT2）临床症状显著减轻，肠道及器官中LT2载量明显降低。
肠道结构与屏障功能
组织学显示，LT2感染导致回肠绒毛萎缩、杯状细胞密度下降及结肠炎症渗出。DPM定植 alone 未引起病理变化，且能缓解LT2引起的肠道损伤。免疫荧光显示，LT2感染破坏结肠细胞顶端的Villin蛋白表达，而DPM+LT2组Villin分布接近正常。qPCR分析表明，LT2感染上调回肠和结肠中Claudin-1 mRNA表达，而下调Occludin mRNA；DPM预定植可部分逆转这些变化。
免疫应答与信号通路
LT2感染显著升高回肠和结肠中脂多糖（LPS）水平及TLR4、MD-2、LBP、CD14、MyD88的mRNA表达，而DPM预定植抑制了结肠中MD-2、CD14、MyD88和TRIF的上调。炎症因子检测显示，LT2感染诱导回肠和结肠中IL-1β、IL-6、IL-8、IL-12/23p40、TNF-α和HMGB1显著升高，DPM预定植后多数细胞因子水平恢复至基线，但IL-8和HMGB1仍较高。可溶性TLR4、TLR2和CD14在感染组肠道 lavage 中升高，DPM预定植调控其表达模式。
讨论
DPM通过竞争性排斥抑制沙门氏菌定植，并调节宿主先天免疫应答。DPM预定植维持了肠道屏障完整性，减轻了TLR4/MD-2通路过度激活导致的炎症风暴。IL-8和HMGB1的持续性升高可能反映DPM诱导的免疫训练效应，但其长期保护效果需进一步研究。可溶性TLRs（如sTLR4）可能作为“诱饵受体”参与炎症负调控。
结论
DPM预定植能有效缓解无菌仔猪急性沙门氏菌感染的严重程度，其机制涉及微生物竞争、屏障功能维护及TLR4通路调控。该研究为通过定向微生物干预增强幼畜抗病能力提供了实验依据。
