《Animals》：Modulation of Cecal Microbiota and Inflammatory-Immune Pathways Underlies the Reduced Eliminations but Unchanged Growth in Broilers Fed a Compound Probiotic
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随着全球范围内限制家禽生产中抗生素生长促进剂的使用，益生菌已成为有前景的替代方案。本研究评估了由唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）和罗伊氏乳杆菌（Lactobacil
随着全球范围内限制家禽生产中抗生素生长促进剂的使用，益生菌已成为有前景的替代方案。本研究评估了由唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）和罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）按38:9:1比例组成的复合益生菌制剂对岭南黄羽肉鸡生长性能和肠道菌群的影响。将700只1日龄肉鸡随机分为对照组（基础日粮）和益生菌组（基础日粮加饮水中1.45 × 109 CFU/L的复合益生菌，于22至63日龄间歇性给药）。测定了生长性能、血清生化参数和肠道形态，并对粪便、回肠和盲肠样本进行了16S rRNA测序。结果表明，益生菌补充未显著影响生长性能、血清生化指标或肠道绒毛形态。然而，益生菌组在43–63日龄及整个试验期间的淘汰率显著降低。16S rRNA测序显示，益生菌组盲肠微生物丰富度显著增加而群落均匀度无变化，同时回肠中乳杆菌（Lactobacillus）丰度降低，盲肠中阿克曼氏菌（Akkermansia）丰度增加。盲肠微生物功能预测显示，84条通路（包括炎症和免疫相关通路如NOD样受体信号通路及多个核心功能类别）显著下调，仅3条通路显著上调。综上，尽管复合益生菌未能改善生长性能，但通过富集有益阿克曼氏菌（Akkermansia）和调节肠道炎症相关通路，有效降低了淘汰率。
一、研究背景与目的
过去几十年，家禽业通过遗传选育、饲养管理和营养调控的持续进步实现了生产效率的显著提升。在此过程中，抗生素作为生长促进剂被广泛添加于家禽饲料中，用以改善生长性能、降低发病率和提高饲料转化效率。然而，长期不合理使用抗生素导致细菌耐药性产生和动物产品药物残留，严重威胁公共卫生安全。2006年欧盟率先禁止在动物生产中使用抗生素生长促进剂，随后许多国家和地区相继采取类似限制措施。抗生素禁令虽在一定程度上缓解了耐药性传播风险，但也带来了生长性能下降和肠道健康问题增多等负面后果。因此，寻找安全、有效且环境友好的抗生素替代方案成为家禽营养领域的关键研究重点之一。
在众多抗生素替代策略中，益生菌因其生产成本低、适用范围广而受到广泛关注。益生菌被定义为"当给予足够数量时能够为宿主带来健康益处的活微生物"。研究表明，益生菌通过多种机制发挥有益作用，包括调节和稳定肠道微生物群落、通过竞争性排斥和产生抗菌代谢物抑制病原菌定植、分泌消化酶增强营养素消化率以及刺激有益发酵过程。此外，益生菌可黏附于肠道黏膜形成物理屏障，并通过调节肠道屏障功能和免疫相关基因表达维持肠道健康。大量研究证实益生菌补充可提高肉鸡的体重增加和饲料转化效率，并通过免疫调节作用增强抗病能力、降低疾病易感性。
在益生菌菌株选择方面，乳杆菌（Lactobacillus）是家禽肠道中的优势菌群之一，也是应用最广泛的益生菌类别。其中唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）、罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）和嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）是研究相对较多的三种乳杆菌。已有大量研究分别报道了这三种乳杆菌各自的益生效果，但关于它们按特定比例组合后对肉鸡的益生作用，尤其是对不同生长阶段和不同肠道位点微生物群落结构和功能的影响，研究仍相对有限。此外，益生菌给药方式（如饮水补充的浓度、频率和周期）与宿主微生物群落调控之间的关系较为复杂，不同研究结果也不一致。
基于上述背景，本研究以岭南黄羽肉鸡为试验动物，将唾液乳杆菌、嗜酸乳杆菌和罗伊氏乳杆菌按活菌数38:9:1的比例配制成复合益生菌制剂，从22日龄起通过饮水间歇性给药直至63日龄屠宰。研究旨在系统评估该复合益生菌制剂对肉鸡生长性能、肠道微生物群落多样性和结构、肠道形态以及肠道KEGG功能通路的影响，为复合乳杆菌制剂在肉鸡生产中的合理应用提供科学依据。
二、主要技术方法
研究人员选用700只1日龄健康岭南黄羽肉鸡（快大型，公母各半），随机分为对照组和益生菌组，每组5个重复，每重复70只。益生菌组自22日龄起在饮水中添加终浓度为1.45 × 109 CFU/L的复合益生菌，采用连续给药4天停药3天的间歇性给药模式。在31日龄和63日龄采集粪便样本，63日龄采集回肠和盲肠内容物样本，共60个样本进行16S rRNA基因V4区高通量测序。同时测定生长性能参数、血清生化指标（尿素氮、肌酐、甘油三酯、总胆固醇）和肠道形态学指标（绒毛高度、隐窝深度及绒毛/隐窝比值）。微生物数据分析采用QIIME 2、Uparse、LEfSe等工具进行α多样性、β多样性、群落组成差异和KEGG功能预测分析。
三、研究结果
3.1 生长性能
益生菌组在22–42日龄期间日均增重（ADG）数值上低于对照组（25.78 vs. 27.34 g/d），但差异未达显著水平（p = 0.0548）。各阶段及全期的ADG、总增重（TWG）、日均采食量（ADFI）、总采食量（TFC）和饲料转化率（FCR）均无显著差异。存活率（SR）在各阶段也无显著差异。然而，益生菌组在43–63日龄期间的淘汰率（ER）显著低于对照组（4.190 ± 1.347% vs. 6.793 ± 0.8786%，p = 0.0068），整个试验期的淘汰率同样显著降低（4.857 ± 1.629% vs. 7.143 ± 1.010%，p = 0.0285）。所有被淘汰个体均表现为持续采食减少、进行性体重下降和精神萎靡。血清生化指标（尿素氮、肌酐、甘油三酯、总胆固醇）在两组间无显著差异。益生菌组空肠和回肠绒毛/隐窝比值略高于对照组，但绒毛高度和隐窝深度均无显著差异。
3.2 肠道微生物丰富度和多样性
共获得9,845,279条有效序列，平均每样本164,088条。稀释曲线和等级丰度曲线均趋于饱和，表明测序深度足以覆盖肠道绝大多数微生物类群。主坐标分析（PCoA）显示，中期粪便样本两组群落高度混合（R2 = 0.0915，p = 0.674），63日龄粪便样本呈现分化趋势但未达显著（R2 = 0.131，p = 0.273），回肠微生物在两组间始终不可区分（R2 = 0.0304，p = 0.781）。值得注意的是，63日龄盲肠内容物中两组群落组成出现显著分离（R2 = 0.0805，p = 0.048），表明盲肠菌群是对益生菌干预最敏感的肠道区段。α多样性分析显示，益生菌组盲肠的Richness和Chao1指数显著高于对照组（p < 0.05），而Shannon指数无显著差异，表明菌群丰富度增加但均匀度未变。其他样本类型的α多样性指标均无显著差异。
3.3 肠道微生物组成
属水平群落组成分析显示，粪便样本中最丰富的三个属为不动杆菌属（Acinetobacter）、Jeotgalibaca和棒状杆菌属（Corynebacterium）；回肠内容物中最丰富的三个属为乳杆菌属（Lactobacillus）、Candidatus Arthromitus和肠球菌属（Enterococcus）；盲肠内容物中最丰富的三个属为Clostridia_UCG-014、未培养毛螺菌科（uncultured Lachnospiraceae）和Akkermansia。组间差异分析显示，中期粪便样本中益生菌组未培养黄单胞菌科、埃希氏菌-志贺氏菌属（Escherichia-Shigella）和丹毒丝菌属（Erysipelothrix）显著增加，副球菌属（Paracoccus）显著降低。63日龄粪便样本中益生菌组不动杆菌属、鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）、Oceanimonas和埃希氏菌-志贺氏菌属显著增加，棒状杆菌属和Facklamia显著降低。回肠内容物中益生菌组埃希氏菌-志贺氏菌属显著增加，乳杆菌属和Candidatus Arthromitus显著降低。盲肠内容物中益生菌组Akkermansia和未培养细菌显著增加，Clostridia_UCG-014、未培养毛螺菌科和Phascolarctobacterium显著降低。
3.4 肠道微生物功能预测
中期粪便样本和63日龄回肠内容物中，两组间未观察到任何功能通路的显著差异。63日龄粪便样本中，益生菌组有3条通路显著上调，包括铁载体组非核糖体肽生物合成、氰氨基酸代谢和鞭毛组装。63日龄盲肠内容物中，益生菌组仅3条通路显著上调（II型聚酮化合物生物合成、聚酮糖单元生物合成和类固醇生物合成），而多达84条通路显著下调，涵盖碳水化合物代谢（糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢、磷酸戊糖途径）、氨基酸代谢（丙氨酸/天冬氨酸/谷氨酸代谢、精氨酸/脯氨酸代谢、甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢）、脂质代谢（脂肪酸生物合成、甘油磷脂代谢、亚油酸代谢）、核苷酸代谢（嘌呤代谢、嘧啶代谢）、能量代谢（氮代谢）、辅因子和维生素代谢（烟酸/烟酰胺代谢、泛酸/辅酶A生物合成、核黄素代谢）、遗传信息处理（DNA复制、碱基切除修复、核糖体）、环境信息处理（磷酸转移酶系统、细菌趋化性、双组分系统）、外源物降解与代谢（苯甲酸降解、双酚降解、氯烷烃/氯烯烃降解）以及细胞过程和信号转导（NOD样受体信号通路、胰岛素信号通路）等核心功能类别。
四、讨论与结论
讨论部分指出，益生菌对肉鸡生长性能的促进作用在不同生长阶段差异显著。荟萃分析显示乳杆菌在早期生长阶段的促生长作用强于后期阶段，其机制可能在于幼龄肉鸡肠道菌群尚处于建立期，更易受外界干扰，此窗口期补充益生菌有助于维持肠道微生态平衡。本研究中益生菌首次给药时间为22日龄，此时肠道菌群已形成相对稳定结构，外源益生菌的定植空间和定植效率受限，从而削弱了促生长效果。给药方式也是影响益生菌效果的关键因素，本研究采用间歇性饮水给药模式虽便于农场管理，但可能导致肠道内活菌浓度周期性波动，无法维持稳定的益生效果。多菌株复合益生菌的协同优势已被多项研究证实，但菌株间可能存在拮抗作用，本研究选用的菌株比例、剂量和宿主品种可能限制了促生长潜力的充分发挥。
盲肠菌群功能预测显示84条KEGG通路显著下调，包括碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂质代谢、核苷酸代谢和遗传信息处理等核心功能类别，表明盲肠微生物群落的整体代谢功能受到广泛抑制。盲肠菌群发酵非淀粉多糖产生短链脂肪酸，可降低后肠pH、抑制病原菌、为肠上皮细胞供能并促进营养素吸收，微生物代谢功能的普遍抑制会减少微生物发酵带来的营养和能量贡献，这可能是生长性能未获改善的另一解释。
然而，益生菌的健康保护效应与促生长效应可被解耦。本研究虽未改善生产性能，但显著降低了43–63日龄及全期的淘汰率。被淘汰个体均表现为持续采食减少、进行性消瘦和精神萎靡，这些是亚临床肠道功能障碍和营养吸收受损的典型临床表现。盲肠中Akkermansia的显著富集可能部分解释了淘汰率的降低。Akkermansia muciniphila是一种新型黏液降解厌氧菌，已被证实对肠道完整性维持、炎症缓解和代谢调节有益。此外，盲肠中NOD样受体信号通路的显著下调提供了另一个潜在机制。NOD样受体信号通路的过度激活与肉鸡炎症反应加剧、肠道组织损伤和死亡率升高密切相关，而适度下调该通路有助于减轻炎症损伤和降低死亡风险。研究推测益生菌补充可能通过增强肠道屏障功能和缓解肠道炎症，从而降低肉鸡后期饲养阶段因炎症相关疾病导致的淘汰风险。但该推断基于宏基因组功能预测而非免疫学指标的直接测定，未来研究需通过直接检测肠道和全身炎症标志物来验证这一解释。
结论部分指出，复合益生菌未能改善岭南黄羽肉鸡的生长性能，可能归因于益生菌启动时机、间歇性饮水给药方式、菌株比例、剂量与该肉鸡品种之间的不匹配。同时，回肠乳杆菌丰度降低和盲肠菌群84条核心功能通路的显著下调进一步限制了其促生长效果。然而，该益生菌显著降低了肉鸡淘汰率，可能与盲肠有益Akkermansia的富集和NOD样受体信号通路等炎症-免疫通路的下调从而增强肠道健康韧性有关，表明其在无抗家禽生产中作为健康调节剂的潜力。
