动物营养学报２０１４，２６（８）：一?一ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ
一
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６?２６７ｘ．２０１４．０８．０００
不同生长性能猪肠道菌群差异分析
何贝贝一李天天一朱玉华一周天骄一戴兆来一张世海一薛欣合一臧建军一王军军?
（中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京１００１９３）
摘一要：本试验旨在用聚合酶链式反应－变性梯度凝胶电泳（ＰＣＲ?ＤＧＧＥ）技术分析不同生长性能生长猪的肠道菌群差异三试验以３６头体重为（２６．６?２．６）ｋｇ的 杜?长?大 阉公猪为材料，进行４２ｄ单栏饲养（自由采食），每周记录采食量与体重并计算饲料转化率以及平均日增重三试验结束时综合考虑饲料转化率以及平均日增重将３６头猪分为３组：高二中二低生长性能组，每组选择３头进行屠宰（共９头），分别收集回肠二盲肠二结肠食糜以及粪样，通过ＰＣＲ?ＤＧＧＥ技术测定菌群组成三结果表明：与生长性能低的猪相比，生长性能高的猪回肠二结肠二盲肠和粪中细菌的ＤＧＧＥ条带数增加；盲肠中粪球菌二结肠和粪样中罗氏菌属细菌的丰度均升高，并且在个别生长性能高的猪盲肠中罗氏菌属细菌和乳酸菌为优势细菌三因此，猪的肠道微生物组成与猪的生长性能有一定关联；粪球菌二罗氏菌属细菌和乳酸菌在生长性能高的猪肠道中是优势菌三关键词：猪；饲料转化率；平均日增重；肠道微生物组成；ＰＣＲ?ＤＧＧＥ
中图分类号：Ｓ８２８一一一一文献标识码：Ａ一一一一文章编号：１００６?２６７Ｘ（２０１４）０８?００００?００收稿日期：２０１４－０２－２１
基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金（２０１３ＱＪ０７６）；大北农青年学者研究计划（１０４１?２４１３００５）
作者简介：何贝贝（１９９０ ），女，甘肃静宁人，硕士研究生，研究方向为动物营养与生物化学三Ｅ?ｍａｉｌ：Ｂｅｉｂｅｉ＿Ｈｅ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ?通讯作者：王军军，研究员，博士生导师，Ｅ?ｍａｉｌ：ｊｋｙｗｊｊ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
一一我国养猪业经过几十年的发展有了很大的进步，集约化二规模化程度越来越高三然而，在现代化养殖条件下，即使猪群个体之间具有相同的遗传背景和养殖环境，其生长性能依然存在着比较明显的差异，这给规模化养猪生产在圈舍利用二疾病防治二饲粮配制等环节的管理造成了很大的不便，增加了饲养成本三因此，揭示不同生长性能的猪在营养素消化二吸收二代谢二沉积等方面的差异规律及其机制，对于通过亚群体或个性化营养优化，提高养猪业的经济效益具有重要意义三一一评价动物生长性能的主要指标有饲料转化率（ｆｅｅｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏ，ＦＣＲ）二平均日增重（ａｖｅｒａｇｅ
ｄａｉｌｙｇａｉｎ，ＡＤＧ）二出栏时间等，其中，动物将饲粮转化为动物产品的效率对于集约化养殖具有重要意义三动物及人肠道内栖居着丰富的微生物菌群，与肠道环境形成一个相对动态平衡二稳定的微生态系统，对宿主的生长和健康起着重要的作用［１］三近年来的研究表明，肠道微生物对于营养
素的吸收与利用具有重要影响，如Ｄｅｌｚｅｎｎｅ等［２］以人类和大鼠为模型研究了胃肠道菌群对肥胖症的影响，结果表明胃肠道菌群能够调节宿主的能量吸收及营养代谢；单胃动物的盲肠中，微生物可向宿主提供２５％ ３５％因细菌降解多糖而产生的营养物质［３］三
一一在肠道细菌与饲料转化率的关系方面，Ｓｔａｎｌｅｙ等［４］研究发现不同饲料转化率鸡盲肠中的细菌种群存在显著差异；Ｓｉｎｇｈ等［５］应用高通量测序技术鉴定出了不同饲料转化率肉仔鸡粪中丰度存在显著差异的细菌种群；并应用鸟枪测序法二结合ＳＥＥＤ数据库对不同饲料转化率肉鸡粪样中的差异微生物种群进行宏基因组学分析，发现多样性存在显著差异的细菌种群与动物对碳水化合物二氨基酸及其衍生物和蛋白质的代谢有关［６］三Ｈｅｒ?ｎａｎｄｅｚ?Ｓａｎａｂｒｉａ等［７］分别给肉牛饲喂高能与低能饲粮，发现了不同饲粮条件下胃肠道内的一些特定菌群与动物的饲料转化率存在相关关系三这些
网络出版时间：2014-07-31 08:53
网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/e116125512.html,/kcms/doi/10.3969/j.issn.1006-267x.2014.08.000.html
一
动一物一营一养一学一报２６卷
研究都提示胃肠道菌群可能对动物的生长具有重要的影响三但是，对于猪肠道菌群结构与生长性能关系的研究尚未见报道三因此，本研究拟通过对不同生长性能猪不同肠段微生物的组成进行比较分析，从而在胃肠道菌群水平上揭示可能影响猪生长性能的因素三
１一材料与方法
１．１一试验材料１．１．１一试验动物
一一
本试验在国家饲料工程技术研究中心／农业部饲料工业中心丰宁动物试验基地进行三选取３６头体重为（２６．６?２．６）ｋｇ二体质健康的阉公猪（杜?长?大），称重记录耳号与栏号三试验饲粮参照ＮＹ／Ｔ６５ ２００４‘猪饲养标准“，采用玉米－豆粕型饲粮三单栏饲养４２ｄ，不锈钢可调式料槽，乳头式饮水器三粉料饲喂，自由采食和饮水，其他消毒二卫生等常规程序按照猪场日常管理制度进行三１．１．２一主要试剂与仪器
一一本试验ＤＮＡ提取采用的试剂盒为德国Ｑｉａ?ｇｅｎ公司生产的ＱＩＡＡＭＰＤＮＡＳｔｏｏｌＭｉｎｉＫｉｔ；ＰＣＲＭａｓｔｅｒＭｉｘ由Ｐｒｏｍｅｇａ公司提供；琼脂糖胶浓度为１．０％；变性梯度凝胶电泳（ＤＧＧＥ）成套试剂均购自美国Ｂｉｏ?Ｒａｄ公司；ＤＧＧＥ染色溶液用ｐＨ７．０ ８．５的缓冲液按照１００００?１的比例稀释ＳＹＢＲＧｒｅｅｎⅠ浓缩液混匀制成三
一一试验用到的仪器主要有紫外凝胶成像仪（Ｕ?ｎｉｖｅｒｓａｌＨｏｏｄⅡ型，美国Ｂｉｏ?Ｒａｄ公司）二核酸浓度仪（Ｐ３３０型，德国Ｉｍｐｌｅｎ公司）二电泳仪（ＤＹＣＰ－３１ＤＮ型，北京市六一仪器厂）二ＰＣＲ仪（５０２０型，美国ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ公司）二ＤＧＧＥ突变检
测系统（Ｄｃｏｄｅ型，美国Ｂｉｏ?Ｒａｄ公司）三
１．２一动物分组
一一每周以动物个体为单位记录采食量与体重，以计算每周的ＦＣＲ及ＡＤＧ；试验结束日计算整个试验期内的ＦＣＲ以及ＡＤＧ三
一一为了排除猪初始体重对试验结果的影响，用ＳＡＳ９．１．３软件根据初始体重与ＦＣＲ和ＡＤＧ的关系分别做一次回归方程，预测每头猪基于初始体重的ＦＣＲ与ＡＤＧ的值，并与每周实际观测值进行对比，从而得到每周ＦＣＲ二ＡＤＧ的残差值；试验结束日再计算整个试验期内的ＦＣＲ与ＡＤＧ残差值三一一用Ｅｘｃｅｌ软件对每周ＦＣＲ二ＡＤＧ的残差值以及整个试验期残差值按照从高到低进行排序，最后根据总残差的排序（每周残差与整个试验期残差排序）确定不同生长速度猪的生长性能（图１）三ＦＣＲ二ＡＤＧ以及残差的计算公式如下：
ＦＣＲ＝消耗的饲料量／增加的活重；
ＡＤＧ＝（试验结束日重量－试验初始日重量）／饲养天数；残差＝实际观测值－预测值三
一一该试验中，对于ＦＣＲ来说，残差值越低，排序越靠后，证明实际值比预测值越小，即ＦＣＲ值越小；而ＦＣＲ代表消耗的饲料与增加活重的比值，其值越小表示生长性能越高；而对于ＡＤＧ，其残差值越高，排序越靠前，证明实际值比预测值越大，即ＡＤＧ值越大；而ＡＤＧ是指试验期内动物平均每天增加的体重，其值越大表示生长性能越高三即ＦＣＲ总排序越靠后二ＡＤＧ总排序越靠前，表示猪生长性能越好三以ＦＣＲ残差排序为主，ＡＤＧ残差排序作为参考因子，将３６头猪分为生长性能高二中二低３组（ＨＰ二ＭＰ和ＬＰ组），每组选择３头（共
９头，见表１），用于后续分析三
图１一饲料转化率及平均日增重残差总排序Ｆｉｇ．１一ＴｏｔａｌｒａｎｋｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＦＣＲａｎｄＡＤＧ
２
８期何贝贝等：不同生长性能猪肠道菌群差异分析
表１一试验选取的高二中二低生长性能的９头猪的ＦＣＲ与ＡＤＧ残差总排序
Ｔａｂｌｅ１一ＴｈｅｔｏｔａｌｒａｎｋｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＦＣＲａｎｄＡＤＧｏｆｓｅｌｅｃｔｅｄ９ｐｉｇｓｗｉｔｈｈｉｇｈ，ｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
组别Ｇｒｏｕｐｓ猪编号
ＰｉｇＮｏ．
饲料转化率残差
ＲｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＦＣＲ
平均日增重残差
ＲｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＡＤＧ４２４．１７１６．００
ＨＰ１４２５．８３７．１７
３３２８．００１１．８３
６２０．００２２．８３ＭＰ９１７．００１５．１７
１６１８．００７．３３
１２７．５０２８．００ＬＰ１５７．３３２２．８３
２７９．１７２０．００
１．３一样品采集
一一试验最后１ｄ，早上将当日饲料一次性投放，从ＨＰ二ＭＰ二ＬＰ组中各选择３头屠宰后，迅速分离肠段，找到回肠二盲肠二结肠，取各肠段肠道内容物样品分装于灭菌的５ｍＬ离心管中，并于结肠末端取粪样分装于５ｍＬ离心管中三将样品液氮速冻，
－８０?保存三
１．４一细菌总ＤＮＡ的提取
一一采用Ｑｉａｇｅｎ公司ＱＩＡＡＭＰＤＮＡＳｔｏｏｌＭｉｎｉＫｉｔ提取样品细菌基因组ＤＮＡ，操作方法按说明书进行三用核酸浓度测定仪测定总ＤＮＡ浓度并检测其质量后，置于－２０?冰箱保存备用三１．５一１６ＳｒＤＮＡＶ６ Ｖ８区扩增
一一采用１６ＳｒＲＮＡＶ６ Ｖ８区引物（Ｕ９６８?ＧＣ?ｆ二Ｌ１４０１?ｒ）扩增细菌１６ＳｒＲＮＡ基因可变区三上游引物序列为：Ｌ１４０１ｒ（５?－ＣＧＧＴＧＴＧＴＡＣＡＡＧＡＣＣＣ－３?）；下游引物设计为带ＧＣ发夹结构：Ｕ９６８ｆ?ＧＣ（５?－ＣＧＣＣＣＧＧＧＧＣＧＣＧＣＣＣＣＧＧＧＣＧＧＧＧＣＧＧＧＧＧＣＡＣＧＧＧＧＧＧＡＡＣＧＣＧＡＡＧＡＡＣＣＴＴＡＣ－３?）三反应条件参考朱伟云等［８］：上二下游引物（１０μｍｏｌ／Ｌ）各１．０μＬ，２?ＴａｑＭａｓｔｅｒＭｉｘ２５μＬ，总ＤＮＡ（模板）１μＬ，ＰＣＲ水补足至５０μＬ，同时设阴性对照管三ＰＣＲ扩增条件为９４?预变性５ｍｉｎ；９４?变性１０ｓ，５６?退火２０ｓ，６８?延伸４０ｓ，３０个循环；最后６８?延伸７ｍｉｎ三用１．０％琼脂糖凝胶电泳检测ＰＣＲ产物片段大小和浓度，ＰＣＲ产物－２０?保存备用三１．６一聚合酶链式反应－变性梯度凝胶电泳（ＰＣＲ?ＤＧＧＥ）分析
一一采用Ｂｉｏ?ＲａｄＤｃｏｄｅ进行ＤＧＧＥ三聚丙烯酰胺凝胶浓度为８％，凝胶梯度为３８％ ５５％三采用１?ＴＡＥ作电泳缓冲液，２２０Ｖ预跑１０ｍｉｎ后，在６５Ｖ电压下电泳１６ｈ三电泳结束后用去离子水清洗胶面，放置于ＳＹＢＲＧｒｅｅｎⅠ染色，室温条件下在摇床上摇荡１５ｍｉｎ，在紫外凝胶成像仪下拍照三１．７一ＰＣＲ?ＤＧＧＥ图谱分析
一一采用ＱｕａｎｔｉｔｙＯｎｅ４．６．６软件对胶图的条带进行分析三根据文献［９－１０］从群落多样性二物种丰富程度二群落中个体分布的均匀度及优势种群的优势度等方面对微生物群落进行分析，对每头猪不同肠道菌群ＤＧＧＥ图谱条带数二香农指数与条带相似性指数进行计算，并将相同组的３头猪的数据做平均值用于分析三
香农指数＝－e（Ｎｉ／Ｎ）?ｌｎ（Ｎｉ／Ｎ）三
一一式中：Ｎｉ为单个条带的亮度，Ｎ为所有条带的亮度三
条带相似性指数＝２ｎＡＢ／（ｎＡ＋ｎＢ）三
一一式中：ｎＡ代表泳道Ａ的条带数，ｎＢ代表泳道Ｂ的条带数，ｎＡＢ代表泳道Ａ和Ｂ共有条带数三１．８一肠道差异微生物条带割胶回收和测序
一一对ＤＧＧＥ图谱上共性和差异条带进行割胶测序分析三将切下的胶带回收到装有５０μＬＴＥ缓冲液的离心管中，用枪头捣碎，４?浸泡过夜后取１μＬ上清液作为模板，用不带ＧＣ夹子的引物重新扩增，ＰＣＲ条件同上，扩增产物采用琼脂糖凝胶电泳检测三将切割条带测序（北京擎科新业生物技术有限公司），测序结果用Ｂｌａｓｔ程序与Ｇｅｎ?Ｂａｎｋ数据库中的序列进行比较三
１．９一统计分析
一一试验结果采用ＳＡＳ９．１．３程序中的ＡＮＯＶＡ
３
一
动一物一营一养一学一报２６卷
过程分析，将每１组３头猪作为１个试验单元，Ｐ＜０．０５表示差异显著，Ｐ＜０．０１表示差异极显著三
２一结一果
２．１一肠道菌群１６ＳｒＤＮＡＶ６ Ｖ８区基因片段的ＰＣＲ?ＤＧＧＥ图谱分析
一一由图２可以看出，
粪样以及回肠二盲肠二结肠内容物样品中微生物的１６ＳｒＲＮＡ基因片段经过ＤＧＧＥ分离后均得到了丰富的条带，并且后肠段内容物样品中的ＤＧＧＥ条带数多于前肠段三一一采用ＱｕａｎｔｉｔｙＯｎｅ４．６．６软件对ＰＣＲ?ＤＧＧＥ
条带进行多样性和相似性分析，结果（表２）显示不同生长性能猪各肠段菌群ＤＧＧＥ条带数二香农指数存在差异三与ＬＰ组相比，ＨＰ二ＭＰ组回肠样品ＤＧＧＥ条带数显著增加（Ｐ＜０．０５）；结肠样品ＤＧＧＥ条带数，ＨＰ组与ＭＰ二ＬＰ组相比差异显著（Ｐ＜０．０５）；盲肠与粪样ＤＧＧＥ条带数数值上有提高，但统计学差异不显著（Ｐ＞０．０５）三各肠道内容物样品中ＤＧＧＥ微生物图谱香农指数各组间并无显著差异（Ｐ＞０．０５），但是数值上由ＬＰ组到ＨＰ组呈现增加趋势三
一一ＨＰ二ＭＰ二ＬＰ分别代表高二中二低生长性能组三
一一ＨＰ，ＭＰａｎｄＬＰｒｅｐｒｅｓｅｎｔｈｉｇｈ，ｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｏｕｐｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
图２一不同生长性能猪肠道微生物群落ＰＣＲ?ＤＧＧＥ图谱
Ｆｉｇ．２一ＰＣＲ?ＤＧＧＥｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆｅｎｔｅｒｉｃｍｉｃｒｏｆｌｏｒａｉｎｐｉｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
２．２一ＤＧＧＥ优势条带的回收及其序列分析一一对ＤＧＧＥ优势条带（图２）切胶回收测序，运用Ｂｌａｓｔ程序将ＤＧＧＥ条带切胶测序结果与Ｇｅｎ?Ｂａｎｋ数据库中的序列进行比较，比较结果见表３三一一表３显示切胶回收的条带所代表的细菌与现有数据库中的细菌有很高的相似性三基因测序结果显示，条带２与已鉴定的马犹姆贝梭菌相似性为１００％，条带３二４二５二７二１０分别与已鉴定的Ｔｕ?ｒｉｃｉｂａｃｔｅｒｓａｎｇｕｉｎｉｓ二格氏链球菌二嗜酸乳杆菌二粪球菌属二梭菌属相似性为９９％，条带１２与已鉴定的罗氏菌属Ｍ８８／１相似性为９７％，条带１３二１４分别与已鉴定的腐败梭菌二柔嫩梭菌相似性为９５％，条带６与已鉴定的罗氏菌属４９９相似性为９０％，条带１二８二９二１１属于不可培养细菌三
一一条带５二７分别为嗜酸乳杆菌和粪球菌属，为
ＨＰ组盲肠特有条带，条带亮度较高；条带８所代表的菌群为未培养的罗氏菌属，为ＨＰ二ＭＰ组结肠特有条带，条带亮度高；其他条带所代表的菌群为ＨＰ二ＭＰ二ＬＰ组共有优势条带三
３一讨一论
一一胃肠道菌群在机体的各项生命活动中起着非常重要的作用，不仅对于抵御病原微生物的侵入和免疫系统发育有重要作用［１１］，而且可以帮助宿主消化二吸收营养物质［１２］，通过其代谢产物为机体提供能量［１３］三近些年来的研究表明，胃肠道菌群与动物对营养素的消化二吸收二利用具有重要的关系［４－７］三本研究通过对不同生长性能猪肠道微生物组成进行比较分析发现：与生长性能低的猪相比，生长性能高的猪回肠二结肠二盲肠和粪样中
４
８期何贝贝等：不同生长性能猪肠道菌群差异分析
ＤＧＧＥ条带数增加，香农指数呈现增长趋势，并且
二者盲肠二结肠中相关细菌的丰度也存在显著
差异三
表２一条带数、香农指数及条带相似性指数
Ｔａｂｌｅ２一Ｂａｎｄｎｕｍｂｅｒ，Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘａｎｄｂａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｎｄｅｘ
项目Ｉｔｅｍｓ
组别Ｇｒｏｕｐｓ
ＬＰＭＰＨＰ
ＳＥＭ
Ｐ值
Ｐ?ｖａｌｕｅ
回肠Ｉｌｅｕｍ
条带数Ｂａｎｄｎｕｍｂｅｒ７．００ｂ１１．６７ａ１２．３３ａ１．３２０．０５
香农指数Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘ１．００１．２０１．２５０．１１０．３０
条带相似性指数Ｂａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｎｄｅｘ／％７２．９５６７．６９６２．８９５．１６０．４４
盲肠Ｃｅｃｕｍ
条带数Ｂａｎｄｎｕｍｂｅｒ２０．３３２１２１．６７１．０９０．７０
香农指数Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘ１．６５１．６２１．７８０．０９０．４６
条带相似性指数Ｂａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｎｄｅｘ／％５９．３６０．５２６３．７８１．４２０．１５
结肠Ｃｏｌｏｎ
条带数Ｂａｎｄｎｕｍｂｅｒ２１．００ｂ２０．３３ｂ２４．３３ａ０．８６０．０３
香农指数Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘ１．６１１．６７１．７３０．１１０．７８
条带相似性指数Ｂａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｎｄｅｘ／％６１．０５ｂ６７．０６ａ６４．７８ａ０．９２０．０１
粪样Ｆｅｃａｌｓａｍｐｌｅ
条带数Ｂａｎｄｎｕｍｂｅｒ１９．６７２１．３３２２．００１．５５０．５８
香农指数Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘ１．５８１．３１１．６４０．０９０．０７
条带相似性指数Ｂａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｎｄｅｘ／％５６．９７６１．４１５９．７１２．０５０．３７
一一同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著（Ｐ＞０．０５），不同小写字母表示差异显著（Ｐ＜０．０５）三
一一Ｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗ，ｖａｌｕｅｓｗｉｔｈｎｏｌｅｔｔｅｒｏｒｔｈｅｓａｍｅｌｅｔｔｅｒｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔｓｍｅａｎｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ＞０．０５），ｗｈｉｌｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｌｅｔｔｅｒｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ＜０．０５）．
表３一ＰＣＲ?ＤＧＧＥ分离获得的细菌１６ＳｒＤＮＡＶ６ Ｖ８区序列
Ｔａｂｌｅ３一Ｂａｃｔｅｒｉａ１６ＳｒＤＮＡＶ６ｔｏＶ８ｓｅｑｕｅｎｃｅｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＰＣＲ?ＤＧＧＥ
组别Ｇｒｏｕｐｓ条带编号
ＢａｎｄＮｏ．
最相似序列
Ｔｈｅｃｌｏｓｅｓｔｒｅｌａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅ
序列长度
Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓｉｚｅ／ｂｐ
序列号
ＡｃｃｅｓｓｉｏｎＮｏ．
相似性
Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ／％
回肠Ｉｌｅｕｍ
ＨＰＭＰＬＰ１未培养梭状芽孢杆菌克隆ＢＢＣ５１７
ＵｎｃｕｌｔｕｒｅｄＣｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｓｐ．ｃｌｏｎｅＢＢＣ５１７４４３ＧＱ８６８４３９．１９６
ＨＰＭＰＬＰ２
马犹姆贝梭菌部分１６ＳｒＲＮＡ基因，模式菌株ＤＳＭ６５３９Ｔ
Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｍａｙｏｍｂｅｉｐａｒｔｉａｌ１６ＳｒＲＮＡｇｅｎｅ，
ｔｙｐｅｓｔｒａｉｎＤＳＭ６５３９Ｔ
４５１ＦＲ７３３６８２．１１００
ＨＰ
ＭＰ
ＬＰ
３Ｔｕｒｉｃｉｂａｃｔｅｒｓａｎｇｕｉｎｉｓｓｔｒａｉｎ１１１７３２／２０１０４５０ＨＱ６４６３６４．１９９
ＭＰ４格氏链球菌部分１６ＳｒＲＮＡ基因，克隆Ｃｏｌ３１
Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓｇｏｒｄｏｎｉｉｐａｒｔｉａｌ１６ＳｒＲＮＡｇｅｎｅ，ｃｌｏｎｅＣｏｌ３１４５１ＡＪ２４１７４２．１９９
盲肠Ｃｅｃｕｍ
ＨＰ５嗜酸乳杆菌３０ＳＣ
Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ３０ＳＣ４３８ＮＲ＿０７５０４９．１９９
５
一
动一物一营一养一学一报２６卷续表３
组别Ｇｒｏｕｐｓ条带编号
ＢａｎｄＮｏ．
最相似序列
Ｔｈｅｃｌｏｓｅｓｔｒｅｌａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅ
序列长度
Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓｉｚｅ／ｂｐ
序列号
ＡｃｃｅｓｓｉｏｎＮｏ．
相似性
Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ／％
ＨＰＭＰＬＰ６罗氏菌属４９９
Ｒｏｓｅｂｕｒｉａｓｐ．４９９４５３ＪＸ６２９２５９．１９０
ＨＰ
ＭＰ７
粪球菌属ＧＤ／７
ＣｏｐｒｏｃｏｃｃｕｓｃａｔｕｓｓｔｒａｉｎＧＤ／７４５１ＥＵ２６６５５２．１９９
结肠Ｃｏｌｏｎ
ＨＰ
ＭＰ８
未培养罗氏菌属细菌克隆Ｍ３?７
ＵｎｃｕｌｔｕｒｅｄＲｏｓｅｂｕｒｉａｓｐ．ｃｌｏｎｅＭ３?７４４６ＥＵ５３０３００．１９４
粪样Ｆｅｃａｌｓａｍｐｌｅ
ＨＰ
ＭＰ
ＬＰ
９ＵｎｃｕｌｔｕｒｅｄＴｕｒｉｃｉｂａｃｔｅｒｓｐ．ｃｌｏｎｅ６９２４３７ＪＮ１７３１７２．１９４
ＨＰＭＰＬＰ１０梭菌属细菌
Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｓｐ．ｂａｃｔｅｒｉｕｍ４５０ＪＮ３８１５０５．１９９
ＨＰＭＰＬＰ１１
从Ｅｒｅｃ?１２ＤＧＧＥ条带上分离出的未培养梭菌目细菌
ＵｎｃｕｌｔｕｒｅｄＣｌｏｓｔｒｉｄａｌｅｓｂａｃｔｅｒｉｕｍｉｓｏｌａｔｅｄ
ｆｒｏｍＤＧＧＥｂａｎｄＥｒｅｃ?１２
４５４ＥＵ８２７５５０．１１００
ＨＰＭＰＬＰ１２罗氏菌属Ｍ８８／１
ＲｏｓｅｂｕｒｉａｆａｅｃｉｓｓｔｒａｉｎＭ８８／１４４６ＡＹ８０４１５０．１９７
ＨＰＭＰＬＰ１３腐败梭菌ＪＣＭ７２７８
ＣｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｓｅｐｔｉｃｕｍｓｔｒａｉｎＪＣＭ７２７８４４５ＡＢ５５８１６３．１９５
ＨＰＭＰＬＰ１４柔嫩梭菌
Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｌｅｐｔｕｍ４４５ＡＦ２６２２３９．１９５
一一ＤＧＧＥ图谱中不同位置条带代表着不同的细
菌种群，电泳条带数和位置的复杂性代表了菌群
的多样性，条带信号越强表示该条带代表的相应
细菌数量较多且为优势菌［１４］三本试验中不同生长性能组回肠二盲肠二结肠和粪样ＤＧＧＥ图谱条带数
均存在差异，这充分反映了肠道微生物菌群的多
样性三此外，ＨＰ组回肠二结肠和盲肠ＤＧＧＥ条带
数都高于ＬＰ组，说明生长性能高的猪肠道菌群丰
度二优势菌丰度更高三ＤＤＧＥ条带数反映肠道微
生物中的优势菌群，条带数越多，有益微生物菌群
可能就越多，这对肠道屏障二免疫二营养物质消化
吸收等具有重要作用［１５］三
一一香农指数常用于评价群落的多样性，能体现
群落内种群数和种群间个体分配的均匀度，并且
该指数反映了群落中的常见种群［１６］三肠道微生物种群数越多二分配的均匀度越高，菌种之间的相互
依赖和制约能力就越强，当机体遭受应激刺激或
者外界环境波动较大时菌群能更好地保持动态平
衡，从而增加机体应对不良因素的能力［１７－１８］三本试验中ＨＰ组回肠二盲肠二结肠和粪样ＤＧＧＥ微生
物图谱香农指数数值上均大于ＬＰ组，表示细菌群
落在优势度二丰度和均匀度方面较好，证明了猪生
长性能与肠道微生物群落多样性具有直接关系三一一通过对切胶回收的条带进行测序及与ＤＧＧＥ图谱对比发现，ＨＰ组盲肠中的乳酸杆菌和粪球菌较为丰富，Ｗａｎｇ等［１９］认为乳酸杆菌可以调节仔猪肠道菌群平衡，抑制肠道不良微生物的增殖；Ｈｏｌｄｅｍａｎ等［２０］研究报道粪球菌属细菌可以发酵碳水化合物，利用甲酸和丙酸产生丁酸二醋酸三ＨＰ二ＭＰ组结肠中罗氏菌属细菌丰度较高，有研究
６
８期何贝贝等：不同生长性能猪肠道菌群差异分析
报道表明，罗氏菌属细菌可以合成丁酸供机体利用，丁酸不仅可以抵抗致病微生物入侵，增强肠道的屏障功能［２１－２２］，而且可以降低肠段食糜流通速率从而提高机体对于营养物质的吸收利用［２３－２４］三
４一结一论
一一本试验结果表明生长性能高的猪其肠道菌群的丰度二肠道菌群分配的均匀度二肠道菌群相似度更高，并且粪肠菌二罗氏菌属细菌以及乳酸菌在生长性能高的猪肠道中丰度也较高三
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７
一
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?Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｅ?ｍａｉｌ：ｊｋｙｗｊｊ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
（编辑一陈一鑫）
ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｔｅｓｔｉｎａｌＭｉｃｒｏｆｌｏｒａｉｎＰｉｇｓｗｉｔｈ
ＤｉｆｆｅｒｅｎｔＧｒｏｗｔｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ＨＥＢｅｉｂｅｉ一ＬＩＴｉａｎｔｉａｎ一ＺＨＵＹｕｈｕａ一ＺＨＯＵＴｉａｎｊｉａｏ一ＤＡＩＺｈａｏｌａｉ一ＺＨＡＮＧＳｈｉｈａｉ一
ＸＵＥＸｉｎｈｅ一ＺＡＮＧＪｉａｎｊｕｎ一ＷＡＮＧＪｕｎｊｕｎ?
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｐｉｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｂｙｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ?ｄｅｎａｔｕｒｉｎｇｇｒａｄｉｅｎｔｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（ＰＣＲ?ＤＧＧＥ）．Ｔｈｉｒｔｙ?ｓｉｘｂａｒｒｏｗｓ（Ｄｕｒｏｃ?Ｌａｎｄｒａｃｅ?Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ）ｗｉｔｈａｓｔａｒｔｉｎｇｂｏｄｙｗｅｉｇｈｔｏｆ（２６．６?２．６）ｋｇｗｅｒｅｒａｉｓｅｄｆｏｒ４２ｄａｙｓ（ａｄｌｉｂｉｔｕｍ）ｗｉｔｈｉｎｓｉｎｇｌｅｂａｒ．Ｆｅｅｄｉｎｔａｋｅａｎｄｂｏｄｙｗｅｉｇｈｔｏｆｅａｃｈｐｉｇｗｅｒｅｒｅｃｏｒｄｅｄｅｖｅｒｙｗｅｅｋｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｆｅｅｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅａｎｄａｖｅｒａｇｅｄａｉｌｙｇａｉｎ．Ａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｆｅｅｄｃｏｎｖｅｒ?ｓｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄａｖｅｒａｇｅｄａｉｌｙｇａｉｎｗｅｒｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｏｄｉｖｉｄｅｔｈｅｐｉｇｓｉｎｔｏ３ｇｒｏｕｐｓ，ｎａｍｅｌｙ，ｈｉｇｈｇｒｏｗｔｈｐｅｒ?ｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｏｕｐ，ｍｉｄｄｌｅｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｏｕｐａｎｄｌｏｗｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｏｕｐ．Ｔｈｒｅｅｓｅｌｅｃｔｅｄｐｉｇｓｆｒｏｍｅａｃｈｇｒｏｕｐｗｅｒｅｋｉｌｌｅｄｔｏｃｏｌｌｅｃｔｇｕｔｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｆｅｃｅｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＤＧＧＥｂａｎｄｎｕｍｂｅｒｓｏｆｉｌｅｕｍ，ｃｏｌｏｎ，ｃｅｃｕｍａｎｄｆｅｃａｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｓｐｅ?ｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆＣｏｐｒｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．ｉｎｃｅｃｕｍ，Ｒｏｓｅｂｕｒｉａｓｐ．ｉｎｃｏｌｏｎａｎｄｆｅｃａｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｉｎｈｉｇｈｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｏｕｐｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｌｏｗｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｏｕｐ，ｗｈｉｌｅＲｏｓｅｂｕｒｉａｓｐ．ａｎｄＬａｃ?ｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｓｐ．ｗｅｒｅａｂｕｎｄａｎｔｉｎｔｈｅｇｕｔｏｆｓｏｍｅｈｉｇｈｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｉｇｓ．Ｉｎｓｕｍｍａｒｙ，ｔｈｅｒｅｉｓａｃｏｒｒｅｌａ?ｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｉｇｇｕｔｍｉｃｒｏｂｉｏｔａｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｉｇｓ．ＢａｃｔｅｒｉａｂｅｌｏｎｇｔｏｔｈｅｇｅｎｕｓｏｆＣｏｐｒｏｃｏｃｃｕｓ，Ｒｏｓｅｂｕｒｉａ，Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｃａｎｓｅｒｖｅａｓｔａｒｇｅｔｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｈｅａｌｔｈａｎｄｇｒｏｗｔｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｉｇｓ．［ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，２０１４，２６（８）：一?一］
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｉｇ；ｆｅｅｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏ；ａｖｅｒａｇｅｄａｉｌｙｇａｉｎ；ｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＣＲ?ＤＧＧＥ
８
猪肠道的免疫功能及其调整 1、肠道的免疫功能 肠道黏膜是动物体内最大的黏膜免疫器官。机体有70％的感染发生在黏膜上。黏膜接触抗原后局部可产生各类抗体并分泌于分泌液中，其中起防御作用的是免疫球蛋白A(SIgA)。SIgA存在于肠道、呼吸道、鼻腔等表面黏膜，是分泌型免疫球蛋白，对机体局部免疫及保护呼吸道黏膜有重要作用。可阻止或抑制病原微生物粘附，可与溶菌酶共同作用溶解细菌、中和病毒以及免疫排除作用。支原体主要寄生于呼吸道上皮细胞但不进入血液，引起呼吸道纤毛脱落，肺部粘液无法排除，继而加重呼吸道病情。肠道黏膜和呼吸道黏膜产生的SIgA抗体具有阻止支原体吸附的作用。 肠道功能与局部(滴鼻)免疫也有着重要联系。滴鼻免疫可封锁感染路径且不受母源抗体干扰，是近年来免疫猪伪狂犬疫苗(gE基因缺失株)、蓝耳病疫苗(R98株)等免疫的重要手段。SIgA和微褶皱细胞(M细胞)在局部免疫中发挥重要作用。M细胞是散布肠道黏膜上皮细胞间的特化的抗原运转细胞，其作用是通过运输抗原和微生物至基底淋巴细胞组织而激发免疫反应。M细胞将抗原传给巨噬细胞，然后提呈给T细胞和SIgA—B细胞，引起免疫反应。肠道细菌能通过黏膜屏障易位固有层与免疫细胞相互接触，激活穿越上皮细胞的运输通路和持续刺激黏膜免疫系统。M细胞和SIgA的产生依赖自身、本原健康的肠道菌群和黏膜组织。 肠道具有免疫作用和吸收作用。母猪的肠道免疫功能与下代有遗传联系和供长特性。即使胎儿阶段肠道是无菌的，但后天建立的肠道菌群取决于胚胎时期肠道的健康形成。现代化养猪生产中较大的障碍是便秘，便秘可直接造成母猪情绪低落、采食量低、泌乳量少、产程长、不发情等繁殖问题。便秘过程中，肠道在吸收营养的同时吸收宿便中的的毒素，导致肝脏中毒和肾脏的排毒障碍，毒素随之进入血影响母乳的乳质，哺乳仔猪腹泻的治疗难度增大，畜主在患有便秘的病猪的馈料中添加钠、钾等盐类轻泻剂防治，虽然有效但损害猪的肠道免疫功能，导致猪的消化功能紊乱。 2、肠道菌群的调整 肠道菌群失衡可导致便秘、腹泻甚至腹泻和便秘交替的肠应激综合征。有益菌分为原籍菌和外来菌，原籍菌就定制力能够长期粘附在肠道黏膜上，而外来菌在肠道内不具有定制力，在肠道内存活时间一般不超过7天。有益菌是按照属、种、株3个层次划分的，每种动物肠道内的有益菌群结构都不尽相同，找到适合猪肠道菌群生长的有益菌来补充可用于暂时辅助性调节肠道菌群失衡。市场上虽然有很多含有益菌类的饲料添加剂，但并非都具有调节肠道菌群的功效。因为胃酸具有很强的杀菌功能，90％益生菌在经过食道、胃部时会被杀死，剩余的益生菌能到达肠道。无论是便秘或腹泻所引起的肠道菌群失衡对肠道健康都有着不可逆转的伤害。 3、肠道内环境的调整 健康肠道的调节需从猪的饮食入手，提供全价饲料、适量的粗纤维和优质的维生素，同时可采取一些辅助性的调整肠道功能的方法，如饲料中添加酶制剂、酸化剂及中草药。酶制剂可有效的降低食糜粘度，预防母猪便秘，促进消化吸收，提高商品猪生长速度。酶制剂的缺点是见效较慢，常常影响整体应用效果。酸化剂(如柠檬酸)是添加于饲料中物质，用于调整胃微生态系统，补充仔猪胃液分泌不足或胃酸分泌力下降，保持胃内pH值稳定，可有效激活消化酶，提高饲料利用率。日粮中添加1.5％的柠檬酸时，胃肠道大肠杆菌的生长受到抑制，乳酸杆菌的繁殖显著增加。仔猪从出生后开始其胃酸分泌能力是需要一段时间逐渐达到正常水平的，胃酸分泌不足或分泌紊乱可以导致消化道其它部位的异源菌，如葡萄球菌、克雷伯氏菌等在胃内的定植，造成胃微生态平衡失调。酸化剂通过补充胃酸分泌不足，使胃提早酸化的作用，降低胃内pH值，促进有益菌大量繁殖并形成优势菌群，抑制或杀灭有害
肠道菌群研究的主要方法 长期以来，为了研究肠道菌群的成员及其功能，科学家们建立和发展了众多技术 手段。经典的微生物学研究方法主要通过对细菌进行纯培养，然后在不同的培养条件下对细菌的生理活性进行研究。而随着分子生物学技术的飞速发展，在对环境中的复 杂微生物群落进行研究时，科学家们越来越多地运用不依赖于培养的方法，全面分析 各种微生物在环境中的活动和对环境的影响。 基于分离培养的方法 在肠道微生物学研究中，科学家们通常使用一定的选择性液体或固体培养基，对 粪便或肠道粘膜、肠道内容物等样本进行培养和富集，并对培养得到的细菌种类进行分析。根据肠道细菌的特性，对肠道菌进行培养通常需要在厌氧的条件下进行，严格 的厌氧和培养基的选择对于肠道菌的分离和生长非常重要。但是，局限于纯培养的方法具有很多不足之处。首先，体外培养体系难以模拟微生物在肠道中自然生长繁殖的条件，因此绝大多数的肠道微生物都还不能通过纯培养的方法得到分离；其次，仅仅依靠形态学和生理生化检测也不能对菌株进行准确的鉴定。因此，在研究肠道菌群结构和功能的研究中，研究者们通常结合分离培养方法和分子生物学方法，对感兴趣的细菌种类进行研究。 二．分子生态学研究方法 分子生态学方法通常以环境中各种微生物的基因组核酸（DNA 或RNA）为研究 对象。在以肠道菌群为对象的分子生态学研究中，研究者们最常使用核糖体小亚基 RNA 基因（细菌中的16S r RNA 基因）的全部或部分序列作为分子标签来代表物种，以基 因序列的多样性代表物种的多样性，从而对菌群的组成结构进行分析。细菌16S r RNA 基因具有广泛性、进化变异小、具备高保守区和高变区（V 区）等特点，同时序列还具有信息 量巨大且更新迅速的公开数据库，如Database Project（RDP）、SILVA 、Greengenes 等等，研究者们可以方便地将自己研究中的16S r RNA基因序列与数据库进行比对，确定细菌的分类地位。类似的，为了对肠道菌群中具有特定功能的类群进行检测，研究者们也建立了以功能基因片段为分子标签的分析方法。 常用的分子生态学分析方法分为两大类：基于DNA 指纹图谱的分析方法和基于DNA 测序技术的分析方法。除此之外，可用于实时定量的荧光定量PCR（Real time quantitative PCR）和荧光原位杂交技术（Fluorescence in situ hybridization, FISH）也是常用的分析手段。DNA 指纹图谱技术依据分子大小、核酸序列等特征的不同，将代表微生物群落中各物种的 DNA 分子标记物在凝胶上进行电泳分离，使代表不同物种的分子标记迁移到胶上的不同位置，最终得到的电泳图谱用于显示群落的组成结构。DNA 指纹图谱的最大优点是方便、快速、直观，常用于检测微生物群落结构的动态变化或比较不同群落之间的结构差异。最常用的DNA 指纹图谱技术包括变性梯度凝胶电泳（Denatured gradient gel electrophoresis，DGGE）和末端片段长度多态性（Terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP）等。 不同于指纹图谱技术，DNA 测序技术的目的在于通过直接获取序列核酸信息的方法， 对群落中各物种的进化地位作出判断。基于单克隆质粒、转化细胞构建和桑格（Sanger）双脱氧法测序的16S r RNA 基因克隆文库长期以来广泛用于研究群落中微生物组成的方法，已被多次应用于人体肠道菌群的多样性分析，并获得了在物种检测深度和物种鉴定水平上均远远优于DNA 指纹图谱技术的结果 肠道菌群与健康相关研究中的应用
1代谢作用 ? 提供热量 ? 生产短链脂肪酸 ? 合成维生素K 和叶酸 ? 胆汁酸的分泌 ? 参与药物代谢 2. 免疫效果：正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能 ? 刺激免疫球蛋白A （IgA ）的生产 ? 促进抗炎细胞因子的分泌和下调促炎细胞因子 ? 诱导调节性T 细胞 3. 预防病原体入侵：正常菌群在人体某一特定位粘附，定植和繁殖，形成一层菌膜屏障。通过菌群间存在的生物拮抗作用，抑制并排斥病原体的入侵和群集，调整人体与微生物之间的平衡状态 人类肠道菌群 什么是肠道菌群？ 人的肠道内寄居着种类 繁多的微生物，这些微生物 称为肠道菌群。肠道菌群按 一定的比例组合，各种菌间 互相制约，互相依存，它们 与宿主存在着共生关系，共 同维护着宿主的生理平衡。 肠道菌群并非是生来就 有的，当胎儿还在母体子宫 内时，胎儿所处的环境几乎 是无菌的，因此胎儿肠道内 是无菌的，婴儿出生时迅速暴露在母体阴道或皮肤的微 生物下，随着从婴儿到老年 的发展变化，我们的肠道菌 群在出生后几个月迅速增多， 多样性增加，到成年后达到 稳定状态，之后老年时期多 样性渐渐减少[1]。这些微小 的生物群体就这样不知不觉 伴随着我们的一生。 肠道菌群的数量和分类 据推测，正常健康成人 肠道菌群总数高达1×1014， 种类超过1000种，而一个成 年人自身的细胞数量约为 1×1013个，也就是说居住在 我们肠道内的菌群数量是人 体细胞总和的10倍。在胃和 小肠中，细菌的种类相对较少。结肠中，每克肠道内容 物存在1012个细菌细胞，细 菌种类达300-1000种，而其中99%的细菌来自于其中30-40种[2] 。 正常人肠道中包括四种主要的细菌门类：厚壁菌门 Firmicutes （约50-75%，包 括梭菌属），拟杆菌门Bacteroidetes （约10-50%， 包括拟杆菌属、普氏菌属和卟啉单胞菌属），放线菌门 Fusobacteria （约1-10%，包括双歧杆菌），变形菌门 Proteobacteria （常常约少于1%，包括大肠杆菌），其中厚壁菌门和拟杆菌门是人类肠道菌群的主要组成部分。大多数细菌属于拟杆菌属、梭菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、双歧杆菌属。其他属，如埃希氏菌属和乳杆菌属较少。拟杆菌属约占肠道中所有细菌的30%[][3]。 我国科学家在健康年轻人体内观察到的9个属的细菌广泛存在，分别为厚壁菌门的考拉杆菌属、罗氏菌属、Blautia 、 Faecalibacterium 、梭菌属、Subdoligranulum 、瘤胃球菌属和粪球菌属以及来自拟杆菌门的拟杆菌属。这9个属的细菌均具有在人体肠道内发酵产生短链脂肪酸的能力，而短链脂肪酸具有维持人体健康的多重作用，例如充当肠道上皮特殊营养和能量组分，保护肠道黏膜屏障，降低人体炎症水平和增强胃肠道运动机能等[4] 。 Phylum Proporti on （%） [3] 厚壁菌门 Firmicutes 50-75% 拟杆菌门 Bacteroidetes 10-50% 放线菌门 Fusobacteria 1-10% 变形菌门Proteobacteri a 少于1% 肠道菌群的作用 正常肠道菌群具有重要 的自我平衡功能[5]。 肠型 未来某一天，当你走进 医院的时候，医生可能不仅 会询问你的过敏史、血型， 还会问到你的肠型。 来自德国海德堡欧洲分 子生物学实验室（EMBL ） 的科学家们提出了这个概念 ——肠型，他们通过全球性实验国际人体肠道元基因组研究计划，发现以肠道内的 细菌种类和数量划分，人类拥有三种肠型，研究人员把这3种肠型命名为拟杆菌型 （Bacteroides ）（肠型Ⅰ）、普雷沃氏菌型（Prevotella ）（肠型Ⅱ）和瘤胃球菌型 （Ruminococcus ）（肠型Ⅲ），
消化道微生物群落分布及构成具有空间特异性。纵向来看，食管、胃、十二指肠、回肠、空肠和结肠的细菌群落构成及菌量存在差异，各部位细菌数目分别为101~2、104~5、106~7、107~8和1010~12CFU/ml；横向来看，胃液与胃黏膜菌群、粪便与大肠黏膜的菌群构成及数量不尽相同。 消化道真菌群落虽然含量远远低于细菌群落，但同样是消化道微生物群落的重要组成部分。正常情况下，粪便中真菌细胞数为10~103个/g，相应细菌群落含量较高，为1011~1012个/g。人类出生后数天或数周消化道内即出现真菌定植。早期基于培养方法的研究认为，70%健康人消化道内存在真菌，其中大部分为念珠菌和酵母菌等。因受到分类和鉴定方法的限制，有大量与人体相关的真菌仍然未知。 一、食管 早期基于细菌培养的研究认为，食管无菌或仅有少量暂住菌。目前少量针对食管细菌群落高通量测序分析的研究报道，正常食管菌群主要以链球菌属、普里沃菌属和韦荣球菌属为主，多来自于口咽部的定植细菌；食管菌群构成虽复杂但相对稳定，大部分食管内细菌已知并可培养。 有学者将食管菌群构成分两型：Ⅰ型，见于正常食管黏膜，以链球菌属为主；Ⅱ型，见于食管炎和Barrett's食管，以普里沃菌属、拟杆菌属、嗜血菌属和韦荣球菌属等革兰阴性厌氧菌/微需氧菌为主。Ⅰ型至Ⅱ型的转变可能导致食管炎症和肠化。 二、胃、十二指肠 胃酸的酸度很高（pH2-3），以前认为胃内基本无活菌。但是目前少量基于微生物高通量测序的研究证实，胃内除幽门螺杆菌（）之外仍有大量其他细菌种属，常见有链球菌、奈瑟球菌和乳酸菌属等。与胃内其他菌群相互影响、相互作用，如乳杆菌、双歧杆菌和酵母菌属等益生菌种可以阻止在胃黏膜的定植、黏附和生长。十二指肠内的细菌与胃类似。 三、结肠、直肠 结肠和直肠则有大量细菌，主要是类杆菌（Bacteroides）、双歧杆菌（Bifidobacterium）、大肠埃希氏菌、乳杆菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌（Proteus）、梭菌（Clostridium）等。1克干粪含菌总数在4千亿个左右，约占粪重的40%，其中99%以上是厌氧菌。肠道菌群受饮食、年龄等因素影响很大。多食蛋白质的人，大肠埃希氏菌生长旺盛；以吃淀粉为主的人，乳杆菌较多。哺乳期婴儿的肠道菌群主要是双歧杆菌，占总菌数的90%左右；随着成长，双歧杆菌下降，类杆菌、乳杆菌、梭菌等逐渐增多。婴儿刚出生时肠道是无菌的，1-2小时后就有菌出现。开始时菌种和数量少，随后逐步增多。先定殖的是需氧菌，然后是厌氧菌。因前者生长繁殖需消耗周围微环境中的游离氧，这有利于厌氧菌的繁殖。此过程约1周左右。
猪胃肠道菌群的作用、影响因素及调控措施 猪正常的胃肠道微生物菌群对猪的营养健康，防病能力以及免疫能力等发挥着重要的作用。 在正常情况下猪的胃肠道微生物菌群保持着相对的平衡和稳定，以利于维持或促进胃肠道的正常消化与吸收，正常的有益菌定殖于胃道粘膜上保护胃肠粘膜阻止其它病原菌的危害。如外界环境或食物超出了机体所承受的能力就会破坏这种平衡使有害细菌增多，导致疾病的发生和流行。 因此，只有清楚猪胃肠首菌群的作用，掌握影响猪胃肠道平衡调节的因素，才能有效的利用好猪胃肠道的有益群的作用，防止有害菌群的滋生。 1 猪胃肠道内菌群的组成、生长以及分布 相关的研究资料表明，动物胃肠道内在出生前是没有细菌的，出生3h～4h肠道内才检测得出细菌。胃肠道内的微生物菌群有一的定殖顺序：需氧菌→兼性厌氧菌→专性厌氧菌。 哺乳期仔猪胃中有数量较少的细菌，哺乳期的仔猪胃和小肠有较多数量的乳酸杆菌和链球菌。断奶仔猪由于断奶应激和日粮变化等因素的影响使消化道的内环境发生了变化，菌群也就发生了明显变化，其数量和定殖位点也相应的发生了改变。 2 猪胃肠道菌群的作用 2.1 有助于提高机体营养 猪胃肠道菌群的代谢过程会产生易被猪的机体吸收的维生素和胞外酶产物，对营养、消化和吸收起着重要作用。 猪胃肠道菌群在体内能合成有利于宿主生长和助消化的B族维生素；猪在盲肠中的菌群所产生有机酸，既可以为机体提供营养还能提机体对高蛋白质和能量利用，其乳酸菌所产生的乳酸有利肠道中钙和磷的络合，以促进机体对钙和磷的吸收。 2.2 可以拮抗病原微生物 2.2.1 抑制外源菌生长与定殖 猪胃肠道内定殖的细菌可以有效的抑制外源菌生长与定殖，可以预防猪的病害和促进健康生长。专性厌氧菌代谢产生的挥发性脂肪酸和乳酸，会降低胃肠道pH和氧化还原电势，给外源菌的生长和繁殖有一定的抑制作用，特别是使肠内容物变酸，促进了肠蠕动，使外源菌未能定殖便已被排出；肠道菌与上皮细胞的紧密结合，对宿主细胞形成了占位性保护。 2.2.2 产生抗菌活性物质 另外由于体内微生物的代谢能产生一定数量的抗菌活性物质，例如乳酸球菌会分泌一定数量的类细菌素物质，具有广谱抗菌作用，能抑制大肠杆菌等革兰氏阴性菌的生长与繁殖。
肠道菌群与粘膜免疫系统 Michael H.Chapman , Ian R.Sanderson 英国伦敦大学Barts & The London，圣玛丽医院成人及儿童胃肠病科, Turner Street, 伦敦 E1 2AD ，英国 前言 出生时胃肠道是无菌的，但很快有种类繁多的细菌定植，因此成为人体接触病原微生物的首要部位，甚至90％的微生物是通过胃肠道进入人体的。胃肠道最主要的功能在于摄取营养和维持体液的平衡以驱除有害的微生物和其它一些毒素物质。我们就胃肠道粘膜免疫系统的基本组成及病原微生物如何与其和肠道功能的其它方面相互作用进行综述。 肠道的正常菌丛 出生时胃肠道的粘膜免疫系统的活性较低，与成年人比较淋巴细胞和Payer斑都较少。出生后经口菌群定植很快发生。肠道菌群在不断地发生变化直到成年才变得稳定，且会随着饮食结构的改变而发生变化。例如，母乳中IgA水平在婴儿期就起着非常重要的作用。 胃肠道的菌群总量是非常大的，近50％的粪便是细菌，约为1012/克。随着胃肠道的长度发生变化，其细菌数目和种类也不同。除口腔外，菌落随着胃肠道的延伸而逐渐增多，而胃和近端小肠却只有少量的以革兰氏阳性为主的细菌。菌群在小肠远端和结肠变成一个非常复杂的微生物环境。这些区域也正是炎性肠疾病（IBD）最容易受累的部位，这使我们推测粘膜免疫系统对胃肠道菌群的无效或不正常的反应在这些疾病的发病机制中扮演了非常重要的角色。 胃肠道的菌群总量是非常大的，粪便中近50％是细菌，约为1012/克粪便 由于许多方面的原因定义正常的肠道菌群是非常困难的。已知有超过500种不同种类的微生菌群在肠道定植，在回肠末端及结肠部的主要定植菌群包括乳酸杆菌、双歧杆菌、肠球菌和拟杆菌[1-2]。由于许多菌群无法在体外进行培养因而对其研究也一度受到阻碍，近来，借助于新的研究方法如变性梯度凝胶电泳（DGGE）和荧光原位杂交（FISH，利用菌群特异性探针对其进行组织定位）使对这些菌群研究取得重大进展。肠腔和其相关联的粘膜上微生物菌群的数量和类型也是有差别的[3]。粘膜相关菌
生猪常见的细菌性疾病 一、接触性传染性胸膜肺炎 （一）综述 又称猪副溶血嗜血杆菌病等，病原有嗜血杆菌、副溶血嗜血杆菌。 急性病猪具有很高的死亡率，一般在50%左右，慢性常可耐过。 感染不分品种、年龄、性别、季节，以3月龄左右（6周~6月龄）的仔猪最易感，4、5月份和9、10月份最易发。 诱因为运输、气候骤变、通风不良、拥挤、环境突变及其他应激或加重病情。 （二）临症 高热，41.5℃以上；咳嗽，张口呼吸，后期呼吸困难，犬坐；有时见口鼻流淡红色泡沫样分泌物；鼻、耳、腿、体侧皮肤发紫；临死前口鼻腔流出血样泡沫样分泌物；个别猪呕吐，少数猪伴有下痢；有的关节肿胀；跛行。 （三）病理 气管、支气管内充满血性泡沫样分泌物；胸腔内有浅红色渗出物。 肺炎，肺间质充满血色胶样液体，明显的纤维素性胸膜炎有时见肺与胸膜粘连（充血、水肿，开始肺炎区有纤维素性附着物，并有黄色渗出液渗出，后期肺脏实变区较大，表面有结缔组织机化的粘连物附着，再后来肺炎病变区的病灶硬结或成为坏死灶。 有时见渗出性纤维素性心包炎。 （四）防治 氨苄：4~15mg/kg体重，肌注，2次/日，3天； 卡那：10~20mg/kg体重，肌注，2次/日，3~5天； 磺胺：0.07~0.1mg/kg体重，肌注，2次/日，3天； 复方新诺明：0.07~0.1mg/kg体重，肌注，2次/日； 氟甲砜：0.1ml/kg体重，肌注，2次/日； 支原净：100~150mg/kg拌料 （个别症状严重的猪注射、大群采取拌料给药） 免疫：猪传染性胸膜肺炎油佐剂灭活苗，母猪产前1个月注射2ml;种公猪2次/年，每次注射2ml;仔猪4~5周龄注射0.5~1.0ml,间隔7~14天加强一次。 二、猪传染性萎缩性萎鼻炎 （一）综述 简称萎鼻，本病的主要病原是支气管败血波氏杆菌，其次是产毒素的D型多杀性巴氏杆菌。其它病原微生物如绿脓杆菌、防线菌、嗜血杆菌、化脓棒状杆菌、猪鼻炎霉形体、毛滴虫及猪细胞巨化病毒等也参与感染。 本病是猪的一种慢性呼吸道传染病，特征为打喷嚏、鼻塞等鼻炎症状和颜面部变化，主要造成猪的生长发育迟缓，饲料报酬低，出栏期延长。 各种年龄、品种的猪都可感染，也无季节性。 没有临床症状的带菌母猪从呼吸道排毒感染仔猪，再由仔猪扩大感染的传染现象比较普遍。本病传播缓慢，散发。另外，本病也能感染犬、猫、牛、马、羊、鸡、兔和人，引起慢性鼻炎和化脓性支气管肺炎。 （二）临症 鼻炎、喷嚏，呼吸不畅；粘性、脓性、带血的鼻液；流泪，“半月形”泪斑。 鼻、颜面变形；歪曲，变短或上翘。
专题导读 2012年第9卷第16期 药品评价 13 Guided Reading 肥胖以及2型糖尿病已成为当今世界重要的社会和健康问题。肥胖和2型糖尿病的发生与多种遗传和环境因素有关，其中人体肠道菌群与肥胖和2型糖尿病的发生有着密切的关系。 肠道菌群(gut microbiota)为定植在人体消化道内的微生物，数量众多，种类复杂。正常成人的肠道菌群总重量约1～2kg ，数量至少达1014个，是人体细胞的10倍，包含的基因数量是人类基因数量的150倍。主要位于大肠。根据细菌16S rRNA 序列分类，含有细菌500～1000种，主要包括9个门，即厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(B a c t e r o i d e t e s )、放线菌门(A c t i n o b a c t e r i a )、梭杆菌门(F u s o b a c t e r i a )、变形菌门(P r o t e o b a c t e r i a )、疣微菌门(Ve r r u c o m i c r o b i a )、蓝藻菌 门(C y a n o b a c t e r i a )、螺旋体门(Spirochaeates)、VadinBE97菌门和另外一种古菌——史氏甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii)。其中大部分属于拟杆菌门(G -菌)或厚壁菌门(G +菌)(共约占90%)。肠道菌群与能量代谢 与正常小鼠相比，完全清除肠道菌群后的小鼠摄食量增多，但体内脂含量却明显减少；植入正常小鼠肠道菌群后，摄食量减少，体脂含量却明显增加。由于无菌小鼠的耗氧率明显减少，提示体脂的减少并不是由于能量的消耗增加所致，而是因为能量摄入减少。肠道菌群可通过多种机制参与宿主的能量代谢：①大肠中的肠道菌群能将不被小肠消化的碳水化合物(如膳食纤维、抗性淀粉等)发酵，使其降解成短链脂肪酸，为宿主提供能量。 R elationship of gut microbiota, obesity and insulin resistance 肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗 的关系 中山大学附属二院内分泌科 李焱 梁绮君 中图分类号 587.1 文献标识码 A 文章编号 1672-2809(2012)16-0013-03关键词 肠道菌群；肥胖；胰岛素抵抗 万方数据
肠道菌群领域研究进展（完整版） 已有大量研究证实，肠道菌群与肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压、心脑血管疾病、慢性肾病、神经系统疾病等相关，肠道菌群科学家们2019年在肠道微生物组研究领域取得了研究成果； 【1】Nat Biotechnol：突破！科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群！ 近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究，从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型，这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究，相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。 本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型，同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法，比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。人类机体中细菌大约占到了2%的体重，肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点，同时其对人类健康非常重要。肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生，然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存，因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。
【2】Science：肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首 药物本是用于治疗很多患者，但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组（gut microbiome）。他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物，相关研究结果发表在Science期刊上。 研究者表示，如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献，那么我们能够决定给患者提供哪些药物，或者甚至改变肠道微生物组，这样患者具有更好的反应。在这项新的研究中，研究人员研究了一种抗病毒药物，它的分解产物可引起严重的毒副反应，并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。他们随后将这种药物给予携带着经基因改造后缺乏这种药物转化能力的细菌的小鼠，并测量了这种毒性化合物的水平。利用这些数据，他们开发出一种数学模型，并成功地预测了肠道细菌在对第二种抗病毒药物和氯哌嗪（一种抵抗癫痫和焦虑的药物）进行代谢中的作用。 【3】Nat Med：肠道微生物组的改变或与结直肠癌发生密切相关肠道中“居住”着很多不同的微生物群落，即肠道微生物组，其与人类健康和疾病息息相关，近来有研究表明，评估粪便样本中的遗传改变或能准确反映肠道微生物组的状况，或有望帮助诊断人类多种疾病。近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自
调节肠道菌群的功能性食品 内容 1.肠道主要有益菌及其作用 2.具有调节肠道菌群功能的物质 第一节概述 人体和动植物体一样，按生态学（ecology）规律在一定的生态环境（ecological environment）中生活，机体与机体外环境生态间或与机体内定居的微生物群之间的关系，分别属于外生物态学或宏观生态学（macroecology）和内生态学或微观生态学（microecology）。为着本文的目的，我们只讨论微观生态学的一些方面。 一、肠道微生态 1. 肠道微生态简介 在长期的进化过程中，宿主与其体内寄生的微生物之间，形成了相互依存互相制约的最佳生理状态，双方保持着物质、能量和信息的流转，因而机体携带的微生物与其自身的生理、营养、消化、吸收、免疫及生物拮抗等有密切关系。 有学者曾提出，一个健康人全身寄生的微生物（主要是细菌）有1271g之多，其中眼1g、鼻1g、口腔20g、肺20g、阴道20g、皮肤200g，当然最多的还是肠道，达1000g，总数为100万亿个（1014），相当于人体细胞数（1013）的10倍。在人体微生态系统中，肠道微生态是主要的，最活跃的，一般情况下也是对人体健康有更加显著影响的。 2.人体肠道菌群及其构成 人类肠道菌群约有100余种菌属，400余菌种，菌数约为1012~1013个/g粪便，占干粪便重1/3以上，其中以厌氧和兼性厌氧菌为主，需氧菌比较少。形态上有拟杆菌、球菌、拟球菌和梭菌。这些细菌产生各种酶，起着对人体有益、无关和有害的作用，有的是肠道定植菌，有的只是一时的过路菌。肠道是一个细菌的寄宿地或者说是一个发酵车间。在人体功能与饮食或药物影响下产生的肠道环境条件的改变，肠道菌群的构成与数量也随之而变化。从而也对机体健康，首先是肠道功能产生重要影响。因而人们要研究并力求保持对人体健康最佳的肠道菌群构成，这便是本节及有关章节的阐述的主要问题。 婴儿在出生之前的肠道是无菌的。在出生同时，各种菌开始在婴儿的肠道内繁殖。最初是大肠菌和肠球菌、梭菌占主体，出生后5天左右，双歧杆菌开始占优势。在婴儿期双歧杆菌保持者绝对优势的状态，母乳喂养儿之所以抗病力强，其理由之一即为肠道内双歧杆菌占绝对优势而起到防御感染的作用。 在婴幼儿期占绝对优势的双歧杆菌从断奶开始直到成年期渐渐显示出减少的趋势，类杆
江西农业大学学报2015，37（2）：302－307http：//xuebao．jxau．edu．cn Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis DOI：10．13836/j．jjau．2015045 闫学艳，何后军，刘宝生，等．健康与腹泻仔猪肠道菌群多样性差异分析［J］．江西农业大学学报，2015，37（2）：302－307． 健康与腹泻仔猪肠道菌群多样性差异分析 闫学艳，何后军，刘宝生，李昆，张锦华* （江西农业大学动物科技学院，江西南昌330045） 摘要：探讨腹泻对仔猪肠道菌群变化的影响，以健康仔猪和腹泻仔猪新鲜粪便为研究对象，利用传统平板计数的方法和PCＲ-DGGE技术比较了不同日龄健康和腹泻仔猪肠道菌群数量差异和菌群结构变化。结果表明不同日龄的仔猪粪便样品中的细菌总数，乳酸杆菌数腹泻组较健康组均有下降，其中21日龄健康与腹泻仔猪的细菌总数差异极显著，乳酸杆菌数差异显著；DGGE指纹图谱聚类分析表明，与其它日龄组相比21日龄健康组与腹泻组样品肠道总细菌和乳酸杆菌菌群结构均相似度最低。说明仔猪发生腹泻引起的细菌数量变化与菌群结构复杂程度变化可能存在一定的相关性。 关键词：仔猪；腹泻；活菌计数；乳酸杆菌；PCＲ-DGGE；菌群多样性差异 中图分类号：S828．286．4文献标志码：A文章编号：1000－2286（2015）02－0302－06 Diversity Difference Analysis of Intestinal Microflora between Healthy and Diarrheal Piglets YAN Xue-yan，HE Hou-jun，LIU Bao-sheng，LI Kun，ZHANG Jin-hua*（College of Animal Science，Jiangxi Agricultural University，Nanchang330045，China） Abstract：In order to study the effects of diarrhea on piglet’s intestinal microflora，healthy and diarrheal piglets feces were used as the research objects，the total number of bacteria and lactobacillus were counted by the traditional culture method．The diversity of total bacteria and lactobacillus was compared between healthy and diarrheal piglets by the method of PCＲ-DGGE．Compared to healthy piglets，there was a decrease in the number of total bacteria and lactobacillus at the stadium of21days in pigfarm A of diarrheal piglets．And the difference was significant．From the analysis of DGGE cluster．The similarity of total bacteria and lactobacillus between healthy and diarrhea piglets at the stadium of21days was the lowest．This suggests that maybe there is a certain correlation between the changes of bacteria structure and bacteria number with piglets’diarrhea． Key words：piglet；diarrhea；live bacteria counts；lactobacillus；PCＲ-DGGE；diversity of microflora 正常仔猪肠道微生物菌群是一个复杂的微生态系统。Kim等2011年研究表明哺乳动物胃肠道菌群总量约为1014个，由500 1000种细菌组成［1］。通过菌群相互作用，使胃肠道这个复杂的微生态系统处于一个相对平衡的状态。正常肠道菌群起着很重要的作用，如肠道的发育、营养消化与吸收、生物拮抗、免疫等作用。动物机体抵抗外界环境不利因素，防止机体造成伤害的第一道防线就是肠黏膜屏障， 收稿日期：2014-05-28修回日期：2014-08-03 基金项目：国家自然科学基金（31460651）、江西省自然科学基金（20122BAB204015）和江西省科技支撑计划项目（20142BBF60001） 作者简介：闫学艳（1984—），女，硕士生，主要从事预防兽医学研究，E-mail：yanxueyansuc@163．com；*通信作者：张锦华，副教授，博士，E-mail：zhjh_1122@163．com。
肠道菌群失调症的研究进展 王晓华1a,夏文涵1b,王晓刚2,黄广萍2 (1.南昌市卫生学校a.免疫及微生物教研组; b.解剖教研组,南昌330006; 2.南昌市第一医院检验科,南昌330008) 关键词:肠道菌群;肠道菌群失调症;研究进展 中图分类号:R446.5 文献标识码:A 文章编号:1009-8194(2007)08-0136-03 健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群[1]。种类不同的肠道菌群按一定的比例组合,各菌间互相拮抗,互相协同,在质和量上形成一种动态生物平衡,一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。但在某些情况下,这种平衡可被打破形成肠道菌群失调,引发疾病或者加重病情,引起并发症甚至发生多器官功能障碍综合征和多器官功能衰竭[2]。这种由于敏感肠菌被抑制,未被抑制的细菌便乘机繁殖,从而引起菌群失调,导致其正常生理组合被破坏,产生病理性组合,引起临床症状就称为肠道菌群失调症[3](alteration of intestina flor a)。近年来因肠道菌群失调而导致临床发病的机率约为2%~3%。为更好的预防和治疗因肠道菌群失调而致的不良后果,本文针对肠道菌群的特点与机能、肠道菌群失调症病因病理学改变、分类、检查、治疗和预后等相关研究作如下综述。 1 肠道菌群特点 肠道内的细菌是一个巨大而复杂的生态系统,一个人的结肠内就有400个以上的菌种,从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸消灭,剩下的主要是革兰阳性需氧菌[4],胃内细菌浓度<103 10-3CF U/L(CFU:colony form ing unit菌落形成单位)。小肠菌的构成则介于胃和结肠之间。学者们为了将研究更为细致化,按照Dubos法将主要菌种如类杆菌属,双歧菌属和真杆菌属等根据其存在模式分成三大类:(1)与宿主共生状态的原住菌(autochlho no us m icrobio ta);(2)普遍存在于某种环境的普通菌(nor mal m icrobito ta);(3)偶然进入宿主的病原菌(pathog ens)。依照肠道菌群所持有合成维生素,协助营养素的消化和吸收,产生糖皮质激素作用增强因子,产生过氧化氢、硫化氢及其各种酸、抗生素等物质并结合其对宿主免疫机能的影响力,在机体感染防御中起积极作用这一生理学机能,我们不难理解肠道菌群具有相互影响的特点,任何打破其内外环境的举措都可导致菌群的失调。 2 肠道菌群失调症的发病机制 2.1 病因学 1) 饮食因素:运用测定细菌酶类的方法研究菌丛代谢活性的结果表明,饮食可使粪便菌丛发生明显改变。无纤维食物能促进细菌易位。G unffip等[5]用大鼠作试验研究,结果表明食物纤维能维持肠道菌群正常生态平衡,且细菌代谢纤维的终产物对小肠上皮有营养作用,纤维能维持肠黏膜细胞的正常代谢和细胞动力学。M acF ie[6]报道加入纤维的低渣饮食对保存肠的结构和功能有好的效果,纤维的保护作用是否通过直接刺激肠黏膜或诱导释放营养性胃肠激素尚不清楚。食物纤维能减少细菌易位,但不能使屏障功能恢复至正常。 2) 菌丛的变化因素:菌丛组成可因个体不同而存在差异,但对同一个人来说,在相当长的时期内菌丛组成十分稳定。每个菌种的生态学地位由宿主的生理状态、细菌间的相互作用和环境的影响所确定[7]。在平衡状态下,所有的生态学地位都被占据。细菌的暂时栖生可使生态平衡发生改变。 3) 药物的代谢因素:肠道菌丛在许多药物的代谢中起重要作用[8],包括乳果糖、水杨酸偶氮磺胺吡啶、左旋多巴等。任何抗生素都可导致结肠菌丛的改变,其取决于药物的抗菌谱及其在肠腔内的浓度。氯林可霉素和氨苄青霉素可造成大肠内生态学真空状态,使艰难梭菌增殖。应用甲氰咪胍等H2 受体拮抗剂可导致药物性低胃酸和胃内细菌增殖。 4) 年龄因素[9]:随着年龄的增高,肠道菌群的平衡可发生改变,双歧菌减少,产气荚膜梭菌增加,前者有可能减弱对免疫机能的刺激,后者导致毒素增加使免疫受到抑制。老年人如能维持年青时的肠道菌群平衡,也许能够提高免疫能力。 5) 胃肠道免疫功能障碍因素[10]:胃肠道正常免疫功能来自黏膜固有层的浆细胞,浆细胞能产生大量的免疫球蛋白,即分泌型IgA,此为胃肠道防止细菌侵入的主要物质。一旦胃肠道黏膜合成单体,或双体Ig A,或合成分泌片功能发生障碍,致使胃肠道分泌液中缺乏分泌型Ig A,则可引起小肠内需氧菌与厌氧菌过度繁殖,从而造成菌群失调,引起慢性腹泻。无症状的Ig A缺乏者,小肠内菌群亦可过度繁殖。新生儿期菌群失调发生率较高,亦可能与免疫系统发育未成熟或不完善有关。 2.2 病理改变 1) 细菌生长过盛:胃肠道的解剖和生理学异常会导致近段小肠内结肠型丛增殖,而出现各种代谢紊乱[11],包括脂肪泻,维生素缺乏和碳水化合物吸收不良。并可伴发生于小 收稿日期:2007-06-04
转自《生物学通报》2004年第39卷第3期，26页。 肠道菌群与疾病 尹军霞 (绍兴文理学院生物学系浙江绍兴312000) 林德荣 (绍兴第二医院肿瘤科浙江绍兴312000) 摘要：一般情况下，肠道茵群与人体和外部环境保持着一个平衡状态，对人体的健康起着重要作用，但在某些情况下，这种平衡可被打破，形成肠道茵群失调，引发疾病或者加重病情，引起并发症甚至发生多器官功能障碍综合症或多器官功能衰竭。本文对肠道菌群在种类、数量、比例、定位和疾病的关系以及调整肠道菌群失调的措施作了简单的介绍。 1 肠道菌群一般介绍 刚出生的婴儿由于在子宫内是处于无菌的环境．所以肠道内是无菌的，出生后，细菌迅速从口及肛门侵人，2 h左右，其肠道内很快有肠球菌、链球菌和葡萄球菌等需氧菌植入，以后随着饮食，肠道就有了更多的不同菌群进驻，3 d后细菌数量接近高峰…。而一个健康成人胃肠道细菌大约有1014个，由30属、500种组成，包括需氧、兼性厌氧菌和厌氧菌。从来源上看，有常住菌和过路菌两种，前者是并非由口摄入，在肠道内保持稳定的群体；而后者则由口摄入并经胃肠道。常住菌是使过路菌不能定植的一个因素。 人体胃肠道各部位定植的细菌的数量和种类不同：胃内酸度高，含大量消化酶，不适合细菌成长，所以胃内菌数量很少，总菌数0～103个，主要是一些需氧抗酸性细菌，如链球菌、乳杆菌等。而小肠是个过渡区，虽然pH值稍偏碱，但含有消化酶，蠕动强烈，肠液流量大，足以将细菌在繁殖前冲洗到远端回肠和结肠。所以，小肠菌量在胃和结肠之间逐渐增多；空肠菌数105个，仍以需氧菌为主；回肠菌较多，总菌数103-107个，以厌氧菌为主，如拟杆菌、双歧杆菌等；结肠内菌量最多达1011-1012个，厌氧菌占绝对优势，占98％以上，菌种也达300多种，干大便的重量近1／3是由细菌组成。 同一肠道，不同类菌的空间分布也不相同。总的来说，人体肠道菌群在肠腔内形成3个生物层：深层的紧贴粘膜表面并与粘膜上皮细胞粘连形成细菌生物膜的菌群称为膜菌群，主要由双歧杆菌和乳酸杆菌组成，这两类菌是肠共生菌，是肠道菌中最具生理意义的两种细菌，对机体有益无害；中层为粪杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌等厌氧菌；表层的细菌可游动称为腔菌群，主要是大肠杆菌、肠球菌等好氧和兼性好氧菌…。 肠道菌群的种类和数量只是相对稳定的，它们受饮食、生活习惯、地理环境、年龄及卫生条件的影响而变动。 正常情况下，肠道菌群、宿主和外部环境建立起一个动态的生态平衡，对人体的健康起着重要作用。 1．1 防御病原体的侵犯 1)直接作用
2016这一年，有关肠道菌群相关研究精华一览（TOP 10） 2016这一年，三大期刊Nature、Science和Cell纷纷发表肠道微生物组方面的重磅研究文章，这些文章从不同的角度揭示了肠道微生物组在人类健康和疾病中发挥着至关重要的作用。本文中小编盘点了近年来肠道微生物相关研究报道。 【1】Nature：肠道微生物竟是这样在幕后操纵我们的胖瘦的 6月9日，顶级期刊《自然》杂志刊登了耶鲁大学医学院Gerald I Shulman教授团队的研究论文(3)，他们的发现几近完美地解释了「肠道菌群究竟是如何引起肥胖的？」这一困扰学界多年的问题。 Shulman教授并不是偶然发现了这个秘密，早在2006年，由微生物领域大牛Jeffrey I. Gordon教授领衔的研究已经表明(4)，肠道微生物是肥胖的一个重要致病因素，尤其是微生物产生的某些短链脂肪酸可能是罪魁祸首。后来，越来越多的研究表明，短链脂肪酸与多食、肥胖和代谢综合症之间存在关联。但是研究人员一直不清楚短链脂肪酸究竟是如何导致肥胖的。 Shulman教授在前人的基础上，对那些短链脂肪酸展开了研究，最终发现醋酸盐（acetate）是导致肥胖的关键所在。
经过在小鼠体内复杂地探索与反复地验证，Shulman教授以小鼠为模型，帮我们还原了肠道微生物失衡引起啮齿动物肥胖的全过程。（梅斯医学公众号首页回复“ Nature：肠道微生物竟是这样在幕后操纵我们的胖瘦的”，即可查看详细内容）【2】Science：华人科学家揭示肠道微生物不会感染人体自身的机制 来自爱丁堡大学MRC炎症研究中心的科学家们揭示出了，免疫系统阻止我们肠道中的细菌渗入血液中引起败血症一 类全身性炎症的机制。并帮助解释了尽管在我们的肠道中自然存在大量的细菌，我们却不会遭受更多感染的原因。研究发现有可能会改善对危及生命的感染的治疗和预防。他们的论文发布在《科学》（Science）杂志上。 这些研究结果有可能促使开发出一些新方法来阻止全身感染——如果不能早期控制它们可以危及生命。这些称作为败血症或脓毒症的感染是危重患者的最大杀手之一。 爱丁堡大学MRC炎症研究中心的姚成灿（Chengcan Yao，音译）说：“肠道屏障损伤可以导致往往致命的疾病——败血症，它是危重病人最大的杀手之一。我们的研究揭示了可以用来帮助阻止败血症常见原因之一的一种新治疗方法。PGE2是前列腺素分子家族的一个成员，常用抗炎药物包括阿司匹林（aspirin）和布洛芬（ibuprofen）可以阻断前列腺素分子。这些药物是否会带来全身性炎症的风险，值得评估。