《Plants》：Beyond Antimicrobial Activity: Plant-Derived Bioactive Compounds as Modulators of Antimicrobial Resistance in Broiler Chickens—Mechanisms, Resistome Dynamics, and One Health Implications
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肉鸡生产中的抗菌药物耐药性（AMR）是一个“同一健康”（One Health）层面的关切，其影响不仅限于耐药病原体的出现，还涉及耐药基因（ARGs）在肠道及环境微生物群落中的持久存在、移动性与传播扩散。植物源生物活性化合物日益被视为传统抗菌药物的替代或补充方案
肉鸡生产中的抗菌药物耐药性（AMR）是一个“同一健康”（One Health）层面的关切，其影响不仅限于耐药病原体的出现，还涉及耐药基因（ARGs）在肠道及环境微生物群落中的持久存在、移动性与传播扩散。植物源生物活性化合物日益被视为传统抗菌药物的替代或补充方案；然而，对耐药细菌的抗菌活性本身并不能证明其具有AMR缓解作用。本批判性叙述性综述评估了植物化学物质作为肉鸡耐药性调节剂的作用，区分了直接抗菌效应与抗生素增效作用、耐药机制干扰、ARG及移动遗传元件（MGE）调节、水平基因转移抑制以及群落水平耐药组效应。涉及特定植物源化合物及植物源性制剂的研究报告了其对不同细菌物种和实验模型中抗菌药物敏感性、外排相关活性、耐药酶、质粒转移、ARG转录丰度及耐药组组成的影响。然而，这些发现具有化合物特异性、模型特异性和终点特异性，来自肉鸡的直接证据仍然有限且异质性明显。研究结果强烈依赖于植物化学组成、剂量、制剂形式、肠道暴露水平、禽龄、微生物生态学及分析方法，而重复的亚抑制浓度暴露在某些条件下可能促进耐受性或抗生素交叉耐药性的产生。从“同一健康”视角出发，肠道ARG丰度或耐药菌群的减少应被视为AMR缓解的初步而非确定性证据。未来的进展将需要化学标准化干预措施，并通过整合表型、基因组、转录组及耐药性移动性方法进行评估。此外，还需要跨越家禽生产全链条的纵向研究，以确定这些干预措施能否产生对耐药负担及其传播扩散的持久性削减。
主体内容总结
1. 引言
抗菌药物耐药性（AMR）已成为动物生产、食品安全、环境健康与人类医学交叉领域的重大“同一健康”挑战，家禽生产系统是耐药菌和耐药基因的重要储库与传播途径。2020年全球畜牧抗菌药物使用量估计约99,500吨，按当前趋势预计2030年将超过107,000吨。肉鸡肠道微生物群构成复杂的耐药基因（ARGs）储库，其持久性与传播受细菌宿主组成及质粒、整合子、转座子等移动遗传元件（MGEs）影响。植物源性饲料添加剂因化学多样性及抗菌、抗氧化、抗炎、免疫调节和肠道菌群调节活性而受到关注，但证明其对耐药菌具有抗菌活性并不等于证明其缓解AMR本身。耐药调节活性需要证据表明干预措施改变了耐药表型或其潜在决定因素，而耐药组调节则指ARGs在微生物群落中丰度、多样性、表达、宿主分布或移动性的更广泛变化。
2. 文献检索策略与证据评估
本综述最初以批判性叙述性综述形式撰写，修订期间于2026年10月13日在PubMed/MEDLINE、Scopus和Web of Science核心合集进行了补充文献检索，共检索到10,326条记录，经自动化整合后获得5,564个暂定独立引文组。证据优先考虑肉鸡体内研究，其次为家禽特异性离体或分离株研究，再次为非家禽系统的机制证据。证据分为四个层级：肉鸡直接体内证据、家禽特异性离体或细菌分离株证据、非家禽细菌系统机制证据、以及更广泛AMR和植物化学研究的概念性或外推性证据。
3. 从抗菌活性到AMR缓解：概念框架
植物源化合物抑制细菌生长的能力本身并不能证明其对AMR有影响。证据沿递进连续体组织：第一层为直接抗菌活性，表明植物化学物质可抑制或杀灭细菌但不证明逆转耐药机制；第二层为耐药调节活性，需证明抗菌药物敏感性改变或对特定耐药决定因素的干扰；第三层涵盖对耐药传播的影响，包括ARG表达、质粒转移、接合或其他MGE相关过程的变化；第四层为群落水平耐药组调节，需证明肠道微生物群落中耐药决定因素组成、丰度、表达、宿主关联或移动性的可测量变化。这些层级不可互换，某一层级的证据不能预测下一层级的效果。
3.1. 对耐药细菌的抗菌活性
植物源生物活性化合物已对多篇原始研究描述为多重耐药（MDR）或广泛耐药（XDR）的家禽相关细菌分离株表现出抗菌活性。百里香精油对40株禽源大肠杆菌（含24株肉鸡分离株，全部归类为MDR）的抗菌活性高于芫荽精油。肉桂精油在七种精油中中位最低抑菌浓度（MIC）最低。大蒜提取物对MDR禽致病性大肠杆菌O78具有广谱体外抗菌活性，日粮补充可增强攻毒肉鸡的细菌清除。包被薰衣草精油对临床大肠杆菌分离株MIC值为1–4%（v/v），补充后降低肠道大肠杆菌和肠杆菌科计数。香茅精油显著减少多重耐药沙门菌海德堡血清型在肉汤和家禽盲肠内容物中的数量，并损害其运动性、生物膜形成及对鸡皮和鸡肉的附着。牛至精油对多重耐药沙门菌白痢和鸡伤寒血清型具有预防和治疗效果。丁香酚与反式肉桂醛联合补充降低了XDR空肠弯曲杆菌攻毒肉鸡的盲肠载菌量并下调多个毒力相关基因。然而，MDR或XDR分离株对植物化学物质的敏感性本身并不证明逆转了潜在耐药表型，耐药病原体数量减少不能确立总肠道耐药组的降低。
3.2. 耐药调节与抗生素增效活性
抗生素增效活性应区别于固有抗菌活性和经机制证实的耐药调节。MIC降低或棋盘法、时间-杀菌曲线鉴定的相互作用仅确立实验条件下的表型效应，不证明对特定耐药机制的逆转或抑制。Zych等人用棋盘法衍生的分级抑菌浓度指数（FICIs）和时间-杀菌实验研究了恩诺沙星与肉桂皮、丁香芽或薰衣草精油对一日龄肉鸡大肠杆菌分离株的相互作用，薰衣草油协同率最高（82.35%），其次为肉桂（64.7%）和丁香油（47.1%）。Kollanoor Johny等人评估了多重耐药沙门菌鼠伤寒DT104在含抗生素和亚抑制浓度反式肉桂醛、百里酚、香芹酚、丁香酚或β-间苯二酸肉汤中的生长。植物化合物增强抗生素活性的机制并不统一。胞内溴化乙锭（EtBr）积累增加并非外排泵抑制的特异性证据，因为染料积累也可能受细菌膜通透性和完整性变化影响，这对百里酚和香芹酚等膜活性化合物尤为相关。水芹提取物和2-苯乙基异硫氰酸酯与抗生素联用对产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌分离株显示增强的体外抗菌活性。Chandar等人将棋盘法与纯化NDM-1活性抑制生化测定相结合，纯化NDM-1抑制提供酶抑制的直接生化证据，而协同作用仅证明表型增效。Wei等人通过MIC测定、棋盘法、时间-杀菌实验、NDM-5酶抑制实验、结合分析和定点突变及小鼠感染模型支持NDM-5抑制。植物化学-抗生素相互作用的解释需明确区分协同、相加、无关和拮抗，协同不独立确立增效，棋盘法和时间-杀菌实验结果不可直接互换。
3.3. 耐药基因与水平基因转移
在遗传层面，AMR缓解需要超越抑制耐药菌生长或恢复抗生素敏感性。ARGs编码特定耐药功能，其持久性和传播受质粒、转座子、插入序列和整合子相关基因盒等MGEs影响。肉鸡研究提供了新兴但异质的证据。Saliu等人使用含香芹酚、肉桂醛和丁香酚的商业植物源性饲料添加剂，观察到补充肉鸡中产ESBL肠杆菌科细菌流行率降低，但离体质粒接合效应不太一致。鸟枪法宏转录组学显示植物源性补充降低了肉鸡肠道ARG转录丰度。心叶黄皮叶提取物改变了盲肠内容物和粪便中选定的ARGs、MGEs及其与潜在细菌宿主的关联。白头翁皂苷联合草药制剂降低了多重耐药相关ARGs的丰度和多样性。在接合转移抑制方面，反式肉桂醛、香芹酚、β-间苯二酸和辛酸降低了blaTEM携带质粒在多重耐药沙门菌海德堡与大肠杆菌之间的转移，饲料补充反式肉桂醛也降低了肉鸡盲肠内容物离体的转移频率。芳樟醇使pKM101质粒在大肠杆菌菌株间的转移减少约84%。含鼠尾草或乳香精油的纳米结构脂质载体显著降低了含鸡肉来源材料的实验食品基质中blaTEM相关耐药的接合。香芹酚和百里酚在亚抑制浓度下降低blaNDM阳性IncX3质粒的属内和属间转移，与ATP可用性降低、膜通透性改变及活性氧产生和SOS反应通路下调相关。黄酮类化合物筛选鉴定出广泛的抗接合活性，黄芩素通过破坏铁稳态、诱导锌响应包膜应激、改变氧化还原代谢及降低细菌黏附聚集来抑制质粒转移。然而，离体实验与体内实验需明确区分，非家禽动物模型提供机制原理证据而非肉鸡生产中的有效性证据。
3.4. 群落水平耐药组效应
群落水平耐药组分析评估肠道微生物群落中耐药决定因素的组成、多样性、丰度、表达和生态分布。肉鸡研究显示植物源性干预可改变耐药组结构，但反应具有异质性。富含酚类的蓝莓和黑莓果渣提取物产生的盲肠耐药组谱与抗生素促生长组不同。蔓越莓和蓝莓果渣研究报道了处理相关的ARG丰度和多样性变化，但效应具有基因特异性而非一致抑制性。宏转录组分析显示商业植物源性饲料添加剂降低了ARG转录丰度。白头翁皂苷联合草药补充与多重耐药相关ARGs丰度和多样性降低相关。相反，一项检测823个ARGs的鸟枪法宏基因组研究发现精油混合物对耐药组α或β多样性无显著影响，而禽龄对耐药组结构的影响显著更强。相对ARG丰度变化可能反映携带ARG的细菌种群变化或方法学变异而非耐药决定因素的消除。
4. 耐药调节活性的植物化学决定因素
4.1. 主要植物化学类别与构效关系
植物源化合物的耐药调节潜力不能仅从植物学来源或宽泛植物化学类别预测，而取决于分子特征、取代模式、亲脂性、电离状态和极性表面积。酚类单萜香芹酚和百里酚具有疏水芳香骨架和酚羟基，与膜扰动、抗生素增效和EtBr积累变化相关，但不能在无膜通透性对照的情况下归因于外排泵抑制。黄酮类化合物C5、C7、C3′和C4′羟基化及特定位置异戊烯化或香叶基化与抗菌活性增加相关，而某些甲氧基化模式可降低活性。Irianti等人对37种异戊烯化（异）黄酮建立了环丙沙星增效和EtBr积累的二元定量构效关系（QSAR）模型，留一交叉验证准确率为78%，但未进行独立外部验证。小檗碱易被细菌多药外排系统挤出，小檗属中共存的5′-甲氧基hydnocarpin抑制NorA外排泵并显著增加小檗碱的胞内积累和抗菌活性。表没食子儿茶素没食子酸酯通过影响细胞壁完整性和肽聚糖而非抑制mecA编码的PBP2a表达来增强β-内酰胺对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的活性。
4.2. 提取、标准化、制剂、稳定性与肠道暴露
提取溶剂、温度、时间、粒径及常规与辅助提取程序可显著改变提取物的定性和定量植物化学谱。精油组成受基因型或化学型、地理来源、环境条件、物候阶段、收获时间、储存和蒸馏程序影响。不同百里香物种和地理来源的精油在百里酚、香芹酚、对伞花烃和芳樟醇比例上差异显著。制剂引入额外变异来源，许多生物活性成分具有挥发性、疏水性、水溶性差且在加工、储存和胃肠道通过中易降解。包封、脂质体递送、纳米乳等载体系统可提高稳定性和生物利用度。低系统生物利用度不一定是肠道定向干预的局限，肠道局部暴露而非系统生物利用度应作为评估植物化学物质对肠道AMR影响的关键。肉鸡中基质包封的含香芹酚、百里酚和柠檬烯植物源性添加剂与含薄荷醇和茴香脑的粉状制剂产生不同生物学反应。可重复性需要报告植物学身份和植物部位、提取程序、主要成分分析表征、浓度和给药剂量、制剂或载体系统以及稳定性和胃肠道释放特性。饲料添加水平不能确定活性化合物是否以有效浓度、足够持续时间和适当化学形式到达相关肠道区室。
5. 细菌对植物源抗菌药物的适应：耐受性与交叉耐药
尽管植物源抗菌药物的多靶点活性常被认为比常规抗生素的特定作用模式更不易产生耐药性，但细菌对植物化学物质的适应不能排除。亚抑制浓度重复暴露可能产生瞬时生理适应或耐受而不显著增加MIC，而长期选择在某些条件下可产生稳定遗传耐药。交叉耐药是更大的AMR关切，因为对植物化学物质的适应可能同时改变对抗生素或无关环境胁迫的敏感性。沙门菌鼠伤寒在亚致死百里酚、香芹酚、柠檬醛或丁香酚中生长诱导膜脂肪酸组成重塑并增加对过氧乙酸和双癸基二甲基溴化铵的耐受性。大肠杆菌O157:H7适应亚致死百里酚、香芹酚或反式肉桂醛后对后续致死暴露产生抗性，并对热和氧化应激产生交叉保护。然而，沙门菌鼠伤寒暴露于亚抑制牛至精油或香芹酚后几乎没有获得直接耐受或对热、酸、渗透压胁迫的交叉保护。更令人担忧的是，沙门菌鼠伤寒循环暴露于香芹酚选择了稳定耐药变体，一个进化谱系还表现出对多种抗生素类别敏感性降低，全基因组测序鉴定了影响应激反应调控的突变。lon和rob突变被实验证实与香芹酚耐药性增加和多种抗生素敏感性降低相关。实验室进化谱系中抗生素MIC增加不一定表示临床相关耐药，临床耐药必须使用经过验证的菌株-抗生素特异性临床折点解释。现有证据既不支持植物源抗菌药物耐药性不太可能进化的假设，也不支持植物化学物质使用必然选择抗生素耐药的相反假设，结果取决于化合物结构、浓度、暴露持续时间和模式、细菌基因型和环境基质。
6. “同一健康”意义：从肉鸡肠道到环境与食物链
肉鸡生产连续体将肠道耐药组与粪便、垫料、农场粉尘、周围土壤、加工环境、粪肥改良农田、水及潜在植物相关微生物组联系起来。对26个商业家禽养殖场和一个加工厂的鸟枪法宏基因组分析在整个垂直整合生产系统中鉴定了数千个ARGs，但农场到餐桌直接传播的证据有限。欧洲肉鸡养殖场农场粉尘宏基因组学证明了一个与粪便来源和场内抗菌药物使用部分相关的多样化耐药组。肉鸡垫料可在储存期间保留耐药菌、ARGs和MGEs，但其微生物组和耐药组随堆肥龄和空间条件显著变化。实地和实验研究报道了家禽垫料、农业土壤和植物相关区室中ARG富集和重叠检测，但检测到同一ARG在两个区室并不证明水平基因转移或农场到餐桌传播。家禽粪肥改良与生菜根际、根内生和叶际群落ARG丰度增加相关。家禽垫料改良改变了土壤微生物组并富集多种耐药类别。然而，环境传播并非一致：一项美国东南部家禽生产场所的宏基因组调查在垫料施用数月后未在邻近土壤和下游水域检测到垫料相关微生物或ARGs的可检测持久性。肠道ARG丰度降低本身不能证明向环境传播或向人类传播的减少。
7. 肉鸡特异性AMR调节证据
将证据基础限制在肉鸡时，直接证明AMR修饰的研究数量远少于描述植物源性干预抗菌或微生物组调节效应的更广泛文献。一项最有信息量的体内研究评估了包被肉桂醛和柠檬醛在肉鸡中的作用，结合表型药敏试验和全基因组测序。肉桂醛单独或与柠檬醛联合与对照组或杆菌肽处理相比，多种β-内酰胺、庆大霉素和磺胺类药物耐药频率降低，部分ARGs和质粒在回收分离株中流行率也较低。然而，耐药流行率随禽龄在所有处理中下降，强调需区分日粮效应与正常时间演替。含香芹酚、肉桂醛和丁香酚的植物源性产品降低了肉鸡中产ESBL肠杆菌科细菌的流行率，但离体质粒接合影响不一致。宏转录组分析显示植物源性补充后肉鸡肠道耐药组在转录水平发生变化。白头翁皂苷联合草药补充与多种多重耐药相关ARGs丰度和多样性降低相关。浆果来源的富含多酚干预产生可测量的盲肠耐药组谱变化，而一项最近的鸟枪法宏基因组研究发现精油混合物对整体耐药组α或β多样性无持久影响，禽龄是耐药组结构的更强决定因素。植物源化合物在家禽相关基质和肉鸡盲肠内容物离体中降低了接合转移，但在完整肉鸡肠道生态系统内持续抑制水平基因转移的证明仍然缺乏。更大体量的家禽特异性证据涉及对耐药细菌靶标的活性而非耐药性本身的修饰。大蒜素和肉桂油抑制了患病肉鸡分离的MDR大肠杆菌并降低intI1、fimH和luxS基因表达。含百里酚、薄荷醇、芳樟醇、反式茴香脑、1,8-桉叶素及相关萜类的植物生素混合物对肉鸡源APEC和其他大肠杆菌菌株包括黏菌素耐药分离株具有活性。辛酸补充使MDR沙门菌海德堡盲肠定植减少约3.6 log10 CFU/g。包被反式肉桂醛在体外显示显著抗弯曲杆菌活性但未能减少肉鸡盲肠中空肠弯曲杆菌定植。含香芹酚、百里酚、桉叶素和柠檬成分的精油混合物减少了作物中沙门菌海德堡定植但未减少盲肠定植或粪便排菌。反式肉桂醛和丁香酚使幼龄肉鸡盲肠沙门菌肠炎血清型种群减少至少3 log10 CFU/g。这些对比结果强化了本综述的核心结论：直接肉鸡证据涵盖从病原体抑制到ARG和耐药组调节的连续体，但相对较少研究同时评估耐药表型、ARG丰度或表达、MGEs、基因移动性和群落水平耐药组动态。
8. 方法学优先事项与未来研究
未来研究应超越单终点评估，采用整合实验设计，将植物化学表征与抗菌表型、微生物组结构、耐药组组成和耐药移动性联系起来。干预措施应进行化学表征、以定义且生物学相关剂量给药、并使用年龄匹配对照进行纵向评估，因为禽龄本身对耐药组结构的影响可能强于日粮处理。相对ARG丰度不足以区分耐药决定因素的真实丧失与群落组成变化，因此绝对定量方法包括内标或加标策略应日益补充常规相对宏基因组分析。第二个优先事项是加强耐药基因检测、遗传背景、表达和表型之间的关联。宏转录组学可增加ARG转录信息，长读长测序可改善质粒和ARG-MGE-宿主关联的重建，Hi-C测序可进一步解析复杂微生物群落中ARGs、质粒和细菌宿主之间的物理关联。主动水平转移的主张最终应通过纵向追踪或功能性接合实验支持，因为MGE检测指示转移潜力而非转移本身。未来肉鸡研究应将采样扩展到肠道区室之外，从化学表征的饲料添加剂通过盲肠和粪便微生物组及垫料或粪肥到选定环境区室，同时评估耐药菌表型、绝对ARG丰度、ARG表达、MGE连锁和转移潜力。跨生产周期的重复采样有助于区分处理效应与年龄相关生态演替。研究还应包括重复亚抑制暴露实验，特别是对拟长期日粮使用的化合物，以确定AMR缓解是否伴随植物化学耐受性或抗生素交叉耐药性的选择。
9. 肉鸡生产中实施的转化与监管考量
植物化学介导的AMR调节从实验模型向商业肉鸡生产转化要求生物学活性与实际肠道作用位点暴露相关联。饲料中名义添加浓度是不完整的生物学相关暴露度量，因为挥发性、饲料加工、储存、载体系统、与日粮基质相互作用、胃肠道吸收和区域分布可显著改变到达细菌群落的活性化合物量。一项部分微囊化百里香和八角基饲料添加剂评估显示，制粒和后续储存期间百里酚和反式茴香脑发生可测量损失。肉鸡中植物化学分布直接测量提供了暴露梯度的证据：日粮补充后反式肉桂醛在整个胃肠道包括盲肠和结肠中保持可检测，而辛酸在这些远端区室中未检测到。欧盟饲料添加剂根据法规（EC）No 1831/2003授权并根据预期功能分类，EFSA指南要求对添加剂、活性成分、使用条件、安全性和与声称功能相关的有效性证据进行适当表征。EFSA对拟用于家禽的牛至精油评估因制剂中相当部分化学未表征而无法完成靶动物、消费者和用户的风险评估。植物化合物可作为感官添加剂基于其调味功能获得授权，这不暗示其作为耐药调节剂的有效性。安全性评估必须超越植物来源意味着固有低风险的假设。在肉鸡中，百里香精油分级浓度下百里酚在胸肌中沉积最低，但在血浆和肾脏中增加，并在最高日粮浓度下在肝脏和肌肉中可检测。剂量选择应平衡足够肠道暴露与靶动物耐受性和消费者安全。四个涉及包被肉桂醛产品的大型商业农场试验证明植物源性补充可纳入颗粒日粮并在涉及不同肉鸡群和生产应激源的田间条件下评估。商业规模研究通常聚焦生长、肠道健康、病原体控制或产品质量而非耐药表型、ARG负担、MGE移动性或耐药组结构。下一步转化步骤应是在商业现实剂量下使用化学标准化制剂进行多鸡群且优选多场址试验，同时纳入纵向AMR特异性终点、暴露测量、安全性结果和生产性能。植物源性干预作为AMR缓解工具的商业采用最终应取决于可重复证据证明特定产品在现实家禽生产条件下产生有意义的耐药风险降低，而非其作为“天然抗生素替代品”的称号。
10. 结论
植物源生物活性化合物代表肉鸡生产中抗菌药物耐药性管理的有前景工具，但现有证据清楚表明对耐药细菌的抗菌活性不应等同于AMR缓解。更强证据需要证明抗菌药物敏感性改变、对特定耐药机制的干扰、ARGs和MGEs的调节、水平基因转移抑制或群落水平耐药组的可重复变化。肉鸡特异性研究在这些终点上提供了令人鼓舞的实例，但反应仍具异质性并强烈受植物化学组成、剂量、制剂、肠道暴露、禽龄、微生物生态学和分析方法影响。体内有效性的不一致以及重复亚抑制暴露后适应的可能性进一步反对假设植物源性干预固有地具有耐药抑制性。未来价值将取决于从原理验证性抗菌效应转向化学标准化、生物学相关干预措施，证明在现实肉鸡生产条件下耐药表型、ARG负担或移动性及传播潜力的持久性降低。整合纵向研究结合表型药敏试验、定量耐药组分析、ARG-宿主-MGE解析、功能性转移实验以及垫料和环境区室的后续追踪，对于确定肠道效应是否转化为有意义的“同一健康”效益至关重要。
