《Animal Nutrition》：Effects of andrographolide on growth performance, serum indices, and multi-site microbial communities in weaned calves
编辑推荐：
断奶应激常诱发犊牛全身炎症与氧化应激，损害生长性能并增加胃肠与呼吸道疾病易感性。穿心莲内酯（Andrographolide, AG）为穿心莲（Andrographis paniculata）提取的天然活性成分，具有强效抗炎与抗氧化特性，但其对犊牛生理健康及多位
断奶应激常诱发犊牛全身炎症与氧化应激，损害生长性能并增加胃肠与呼吸道疾病易感性。穿心莲内酯（Andrographolide, AG）为穿心莲（Andrographis paniculata）提取的天然活性成分，具有强效抗炎与抗氧化特性，但其对犊牛生理健康及多位点微生物生态的影响尚不明确。本研究旨在评估AG补充对断奶犊牛生长性能、血清抗炎与抗氧化水平及多部位（瘤胃、直肠、鼻腔）微生物群落的影响。18头健康安格斯犊牛（90±3日龄，初始体重88.25±4.98 kg）随机分为3组（n=6）：0 mg/kg AG（CON）、8 mg/kg AG（L-AG）、16 mg/kg AG（H-AG），试验期42 d。结果表明，AG补充线性提高平均日增重（ADG; P=0.011）；L-AG组在后程（21–42 d）增重优势最显著（P=0.026）。血清分析显示AG显著增强抗氧化（如超氧化物歧化酶[SOD]、谷胱甘肽过氧化物酶[GSH-Px]）与抗炎（如白细胞介素[IL]-4、IL-10）能力（P<0.05），同时降低促炎因子（IL-1β、IL-2、IL-6）及氧化应激标志物丙二醛（MDA）（P<0.05）；H-AG组抗炎抗氧化效应最强。微生物组分析显示AG一致重塑各部位群落（P<0.05）：瘤胃中L-AG特异性富集与挥发性脂肪酸（VFA）合成相关有益属Pseudoscardovia、CAG-238、CAG-127、CAG-793（Padj<0.05）；鼻腔中AG显著降低Pasteurella、Moraxella_C、Brevundimonas、Exiguobacterium_A等潜在致病菌（Padj<0.05）；AG增强跨位点互作，跨位点边数为CON=529、L-AG=741、H-AG=866，显著改变网络拓扑结构（P<0.05），提示肠-肺轴强化。综上，断奶期补AG通过多位点微生物调控抑制炎症与氧化应激，改善生长与健康；L-AG优于长期生长（优化瘤胃微生物），H-AG短效抗炎抗氧化更强。
研究背景方面，断奶应激是犊牛快速生长发育阶段的重要挑战，涉及液态向固态饲料转换、社群与环境改变等多重应激，累积诱发炎症与氧化应激，导致免疫紊乱与生长迟缓。犊牛先天免疫不成熟且代谢旺盛致活性氧（ROS）偏高，断奶显著升高H2O2与MDA、抑制GSH-Px与SOD。临床上断奶期易发腹泻与牛呼吸道病（BRD），当前管理依赖抗生素加剧抗微生物耐药（AMR）威胁。肠-肺轴（gut-lung axis）通过短链脂肪酸（SCFA）等介导远端免疫稳态，瘤胃为反刍动物SCFA主产地，提示该轴在反刍动物具独特调控意义。穿心莲内酯（AG）具抗炎、抗氧化、广谱抗菌及高安全性，本研究假设AG可作为阶段性功能添加剂，通过调节肠-肺轴微生物稳态缓解断奶应激。论文发表于《Animal Nutrition》。
关键技术方法方面，研究人员于2024年10–12月广东梅州规模化肉牛场选取18头约90日龄安格斯犊牛，完全随机区组分为CON、L-AG（8 mg/kg）、H-AG（16 mg/kg）三组（n=6），胶囊口服AG 42 d。生长与卫生评分每日记录；d21与d42尾静脉采血分离血清测生化、抗氧化及ELISA炎症因子；试验末按序采鼻腔拭子、直肠拭子与瘤胃液（胃管法），瘤胃VFA用气相色谱测定；样本提DNA扩V3–V4区16S rDNA，NovaSeq 6000测序，QIIME2+DADA2获ASV，Greengenes2注释；差异属用DESeq2（FDR校正Padj<0.05）；表型-微生物关联用db-RDA（vegan）；跨位点共现网络用SpiecEasi+igraph，Bootstrap KS检验拓扑偏移；统计用SAS 9.4混合模型与GLMM。
研究结果方面，3.1生长与健康：AG线性提升d42体重（P=0.036）与全期ADG（P=0.011），L-AG在21–42 d ADG显著高于CON（P=0.026），L-AG粪便评分（P=0.030）与咳嗽评分（P=0.020）更低，提示后期生长与腹泻/咳嗽缓解最优。3.2血清指标：AG升GLU（P=0.027）、降UA（P=0.003）与CREA（P=0.002）；免疫上IgA、IL-4、IL-10升高，IL-1β、IL-2、IL-6、IFN-γ、TGF-β1、CRP下降；抗氧化上SOD、GSH-Px、CAT、GSH升，MDA与MPO降，呈剂量或时序交互，H-AG抗炎抗氧化最强。3.3瘤胃发酵：乙酸与乙酸/丙酸（A:P）呈二次效应（P=0.030、0.027），L-AG乙酸与A:P趋降，总VFA未变。3.4瘤胃微生物：β多样性分离（PERMANOVA P=0.001），L-AG富集Pseudoscardovia、CAG-238、CAG-127、Sodaliphilus等VFA相关属，抑Limimorpha、UBA1711、Parafannyhessea等乙酸产生菌，并富集Intestinibaculum（抑甲烷）而抑Tenuifilum（产甲烷）。3.5直肠微生物：β多样显著但仅H-AG抑Phascolarctobacterium_A，α多样组间无差。3.6鼻腔微生物：β多样CON与AG组分离（P=0.001），AG降Pasteurella、Moraxella_C、Brevundimonas、Exiguobacterium_A等潜在病原，L-AG对Corynebacterium与Pasteurella抑制更强，H-AG对Moraxella_C与Ureaplasma更强；鼻腔富集瘤胃共有属Unclassified_f_Muribaculaceae与CAG-269。3.7多位点关联：db-RDA显示表型显著解释瘤胃（P=0.004）与鼻腔（P=0.033）群落变异，直肠不显著（P=0.338）；咳嗽评分与IL-6关联CON簇，IL-4与CAT/GSH-Px关联AG簇。共现网络总边数CON=2827、L-AG=3695、H-AG=4026，跨位点边CON=529、L-AG=741、H-AG=866，Bootstrap KS证实度分布偏移（P=0.033、0.013），拓扑强化提示肠-肺轴连通性提升。
讨论与结论翻译方面，研究人员指出AG通过抑制全身炎症（降IL-1β、IL-2、IL-6、TGF-β1）与增强抗氧化（升SOD、GSH-Px、CAT）改善生理稳态，减少免疫耗能从而促进ADG。L-AG瘤胃乙酸与总VFA偏低并非发酵减弱，而是因富集Pseudoscardovia、CAG-127、Sodaliphilus等高效丙酸/乙酸产生属并抑UBA1711，伴随Suttonella富集促瘤胃上皮发育，推断发酵由乙酸型转向高效丙酸型、吸收率提升，血清GLU最高间接支持该“VFA悖论”。L-AG还抑产甲烷Tenuifilum、富集聚Intestinibaculum，提高能量利用率。鼻腔病原减量降低BRD风险，跨位点网络边数与拓扑改变表明AG强化肠-肺轴。结论：断奶期补AG有效抑制炎症与氧化应激，通过多位点微生物调控改善生长性能与健康；L-AG借优化瘤胃微生物利于长期生长，H-AG凭更强抗炎抗氧化获短期改善。该研究为减少肉牛业抗生素依赖提供植物添加剂新策略。
