粪菌微生物移植在哺乳动物中的研究进展

在小鼠、猪、牛、羊、人等哺乳动物肠道中含有大量微生物,这些微生物对肠道稳态和宿主健康至关重要。肠道微生物紊乱会导致肠道炎症、神经系统疾病、功能代谢障碍等多种疾病,从而对动物及人类健康造成严重危害。在不同物种及不同品种间都会表现出各自独特的肠道微生物特征,这些微生物的稳态平衡对动物的健康非常重要。现阶段研究发现,粪菌微生物移植(fecal microbiota transplantation, FMT)在恢复肠道微生物失调、干预或重建哺乳动物肠道微生物菌群平衡中发挥着重要作用,FMT这一治疗手段也逐渐在感染性疾病和非感染性疾病中得到广泛应用。随着FMT技术的发展,在哺乳动物中通过调控微生物治疗肠道疾病或其他疾病的研究都有了新的方向,而这一技术手段也逐渐广泛应用于各个研究领域。本综述基于FMT在现有研究领域中的应用,总结了其被广泛应用于肠道及与肠道相关疾病中的研究进展,旨在为建立更规范、高效、安全、有益的哺乳动物FMT体系,以及FMT在提高哺乳动物生产性能、养殖、疾病防治等方面提供新参考、新思路。     

粪菌移植及其在猪上的应用研究进展

近年来,以粪菌移植（FMT）为代表的外源性微生物移植技术作为非标准化治疗方案被广泛用于治疗人类肠道疾病。基于不同动物上的研究表明,利用FMT干预或重建肠道菌群以解决与肠道微生物失调相关的畜禽生产、健康等问题是切实可行的。本文综述了当前国内外在猪上开展的FMT研究,分析比较了不同研究中FMT在重塑和改善肠道菌群的效果与差异之处,探讨了在猪上实施FMT需要注意的事项,以期为建立更标准、更安全的FMT技术体系及促进养猪生产上的FMT规范应用提供参考。     

粪菌移植改善猪肠道屏障功能的研究进展

肠道菌群是动物肠道系统组成的重要部分，对动物肠道发育和免疫功能成熟起着重要的作用，而且肠道菌群失衡与多种肠道疾病有关。粪菌移植（FMT）是一种将健康供体粪便菌群移植到患病受体肠道内，通过改善肠道菌群治疗肠道疾病的方法，是改善肠道菌群最直接、快速、有效的方法之一。近期的研究表明，FMT对畜禽肠道健康和生长性能有积极作用，可调节肠道菌群、维护肠道机械屏障、改善肠道黏液环境、提高肠道免疫力，对于维护肠道健康有很好的效果。本文综述了FMT对猪肠道屏障的影响，探讨了FMT的安全性和注意事项，以期为FMT技术在猪生产上更加安全规范的应用提供参考。     

粪便微生物移植对仔猪肠道屏障功能的影响及作用机制进展

肠道屏障是抵御感染的重要防线.由肠道内微生物失调,屏障功能受损引起的仔猪腹泻给养猪业带来巨大损失.粪便微生物群移植在多种与肠道菌群相关的肠道疾病中显示出独特优势,被引入到操控仔猪肠道微生物以改善屏障功能的探索性研究中.本文介绍了肠道屏障的结构和功能,归纳了粪便微生物移植对仔猪肠道屏障的作用,并就可能的机制进行了探讨,以...     

早期粪菌移植对仔猪肠道发育、肠道菌群组成和肠道激素分泌的影响

本试验旨在研究早期粪菌移植(FMT)对仔猪肠道发育、肠道菌群组成、肠道激素分泌的影响。选取相同出生日期的新生"长×荣"二杂仔猪6窝,分为2组,每组3窝。在出生后3～7 d,FMT组仔猪每天灌喂1 mL健康成年猪的粪便菌悬液,对照组仔猪灌喂等量无菌生理盐水。28日龄时,每组挑选接近平均体重的6头健康仔猪采集静脉血后屠宰,收集相应肠道及内容物样品用于组织形态、激素水平、基因表达和肠道菌群组成的检测。结果表明:1)与对照组仔猪相比,FMT组仔猪平均日增重(ADG)提高了约20%(P0.01),十二指肠绒毛高度极显著降低(P0.01),而隐窝深度极显著增加(P0.01)。2)与对照组仔猪相比,FMT组仔猪血清中胆囊收缩素(CCK)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和饥饿素(ghrelin)这3种肠道激素的水平不同程度增加,其中GLP-1和ghrelin的水平达到显著水平(P0.05);FMT组仔猪回肠中CCK和ghrelin表达水平显著或极显著增加(P0.05或P0.01),CCK的受体胆囊收缩素A受体(CCKAR)和胆囊收缩素B受体(CCKBR)的mRNA相对表达量同样显著或极显著增加(P 0.05或P 0.01),而ghrelin的受体生长激素促分泌素受体(GHSR)的mRNA相对表达量无显著变化(P0.05);FMT组仔猪结肠中GLP-1的表达水平极显著升高(P0.01),其受体胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)的mRNA相对表达量有上升趋势(P0.05)。3)FMT明显改变了受体仔猪回肠中的菌群结构,增加了结肠菌群的alpha多样性。在门水平上,与对照组仔猪相比,FMT组仔猪回肠中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度增加,而变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度减少;在属水平上,与对照组仔猪相比,FMT组仔猪回肠中乳杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度减少,SMB53、Sarcina和棒状杆菌属(Corynebacterium)的相对丰度增加。2组仔猪的结肠菌群组成差异不明显。4)将肠道中相对丰度排在前3位的菌群与肠道激素表达水平进行Spearman相关性分析,发现回肠中韦荣球菌属(Veillonella)和嗜血杆菌属(Haemophilus)的相对丰度与GLP-1表达水平呈显著负相关(P0.05);结肠中颤螺菌属(Oscillospira)的相对丰度与GLP-1表达水平呈极显著正相关(P0.01),密螺旋体属(Treponema)的相对丰度与CCK表达水平呈显著正相关(P0.05),而瘤胃球菌属(Ruminococcus)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度与CCK表达水平呈显著负相关(P0.05)。这些结果表明早期FMT能够加速受体仔猪的生长和肠道发育,并通过干预肠道菌群组成的变化影响肠道激素的分泌和传递。     

肠道微生物菌群管理——猪营养学发展的下一个大跨越

正在过去12个月的各种会议中,肠道健康及其微生物菌群是最热门的议题。有机会可以更好地理解肠道健康、微生物菌群和猪健康之间的关系是非常令人兴奋的,且可以为未来进一步精心调控猪营养提供了巨大的潜力。考虑到有关肠道微生物菌群能影响人类健康的发现是最近医学领域五大突破之一,也许它的发展并不令人惊讶。测定粪便样品中细菌菌株和群落的新技术也变得更快捷,     

粪菌移植技术及其在畜禽中的应用研究进展

肠道微生物通过免疫、神经和内分泌途径调节动物机体多种生理功能,进而影响动物个体的健康。通过对肠道菌群进行干预可以达到提高畜禽生产性能、防治畜禽相关疾病等目的。近年来,粪菌移植作为将健康个体粪便中的功能菌群移植给菌群紊乱受体的一项新技术,在调节畜禽肠道微生物的组成和功能等方面发挥了积极作用。本文概述了粪菌移植技术的发展和安全性、作用机制、影响因素及其在畜禽中的应用,以期为通过粪菌移植技术促进畜牧业高质量发展提供理论参考。     

外源粪菌干预对E.coli K88感染仔猪肠形态及肠道屏障功能的影响

选取胎次一致、体质量接近的25日龄杜×长×大三元杂交断奶仔猪12头,随机分为对照组和粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)组。2组仔猪均先用E.coli K88攻毒3d,然后给FMT组仔猪灌服金华猪粪便菌悬液3d,对照组灌服等量无菌磷酸钾缓冲液。结果显示:外源粪菌可以改善受体仔猪肠绒毛形态及大肠杆菌引起的肠绒毛损伤,可以抑制K88攻毒引起的肠道通透性增加,提高空肠、结肠中杯状细胞数目,也可相应提高MUC2、紧密连接蛋白(ZO-1,Occludin)的蛋白表达水平。结果表明:粪菌移植可缓解E.coli K88攻毒引起的肠道损伤,改善肠道黏蛋白表达,并提高紧密连接蛋白表达从而增强肠道上皮屏障功能。     

肠道微生物区系异常改变宿主代谢并影响人类和啮齿动物的肾功能衰竭

研究表明,肾功能衰竭患者的症状是尿毒症毒素引起的,可能是肠道微生物引起的。本研究的目的是描述人类终末期肾病(Esrd)患者肠道菌群组成、尿毒症毒素与肾功能衰竭症状之间的关系。比较223名Esr D患者和69名健康对照者的肠道微生物组、血清和粪便代谢组和人类表型特征。通过多维数据集成,以揭示这些数据集与慢性肾脏疾病(CKD)啮齿动物模型之间的联系,并研究肠道微生物群对毒素积累和疾病严重程度的影响。一组富含ESRD的微生物与患者临床变量密切相关,并编码毒素和次级胆汁酸合成的功能,微生物功能的相对丰度与这些代谢物的血清或粪便浓度相关。将患者的微生物区系移植到肾损伤的无菌小鼠或抗生素治疗的大鼠体内,发现患者的微生物区系比对照组的微生物区系更能诱导血清尿毒症毒素的产生,并加剧肾脏纤维化和氧化应激。其中两个菌种,兰氏埃格氏菌(Eggerthella lenta)和核梭杆菌(Fusobacterium),在CKD大鼠模型中增加尿毒症毒素的产生,并引起肾脏疾病的加剧。而益生菌动物双歧杆菌则减少了这些物种的数量,降低了老鼠体内的毒素水平和疾病的严重程度。ESRD患者肠道微生物区系的异常形成了一个有害的代谢组,加重了机体疾病效果。这表明肠道微生物区系将成为减轻这些患者尿毒症毒性的一个有价值的靶点。     

PCR-DGGE法分析健康奶牛和乳房炎患牛肠道微生物菌群的多样性

为了探究健康牛和乳房炎患牛肠道微生物多样性及其差异性,本试验采用PCR-DGGE技术对采自内蒙古的10头健康牛及10头患病牛粪便中的细菌、乳杆菌属及纤毛虫进行分析。通过聚类分析、相似性分析及PLS-DA分析可知,健康牛和患乳房炎牛肠道微生物菌群存在明显的差异性,与健康牛相比,乳房炎患牛肠道中乳杆菌和纤毛虫多样性明显较低。PCR-DGGE技术直观全面地分析了肠道微生物菌群的多样性,为后续益生菌治疗疾病试验提供理论依据。     

培养组学在动物肠道微生物应用的研究进展

肠道微生物被称为动物的“隐藏免疫器官”,不仅能参与宿主代谢还能影响宿主的免疫系统,对维持机体健康至关重要。作者主要介绍了培养组学的发展历程及其对动物肠道微生物研究的重要意义、传统微生物培养方法和分子生物学方法在研究微生物时各自的优、缺点。培养组学是基于传统微生物培养方法同时采用多种培养条件进行微生物培养,再辅以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和16S rRNA基因测序技术建立的一种新型微生物分离、鉴定方法,该方法将传统微生物培养技术与分子生物学技术的优点融为一体。该方法在挖掘“新微生物”的研究中,具有发现、找到并获得的优势;在微生物的研究中可定制分离目标菌株进行验证,并能通过丰富注释清楚地了解肠道微生物组。此外,分析了培养组学分别在家禽肠道、猪肠道、反刍动物肠道等动物肠道的研究应用现状,提出了环境条件对肠道微生物的影响,如人类接触对肠道菌群的影响、同物种不同性别肠道菌群的差异,以期为培养组学在动物肠道微生物的研究运用中提供参考。     

Potential relevance of pig gut content transplantation for production and research

It is becoming increasingly evident that the gastrointestinal microbiota has a significant impact on the overall health and production of the pig. This has led to intensified research on the composition of the gastrointestinal microbiota, factors affecting it, and the impact of the microbiota on health, growth performance, and more recently, behavior of the host. Swine production research has been heavily focused on assessing the effects of feed additives and dietary modifications to alter or take advantage of select characteristics of gastrointestinal microbes to improve health and feed conversion efficiency. Research on faecal microbiota transplantation(FMT) as a possible tool to improve outcomes in pigs through manipulation of the gastrointestinal microbiome is very recent and limited data is available. Results on FMT in humans demonstrating the transfer of phenotypic traits from donors to recipients and the high efficacy of FMT to treat Clostridium difficile infections in humans, together with data from pigs relating GI-tract microbiota composition with growth performance has likely played an important role in the interest towards this strategy in pig production. However, several factors can influence the impact of FMT on the recipient, and these need to be identified and optimized before this tool can be applied to pig production.There are obvious inherent biosecurity and regulatory issues in this strategy, since the donor's microbiome can never be completely screened for all possible non-desirable microorganisms. However, considering the success observed in humans, it seems worth investigating this strategy for certain applications in pig production. Further,FMT research may lead to the identification of specific bacterial group(s) essential for a particular outcome, resulting in the development of banks of clones which can be used as targeted therapeutics, rather than the broader approach applied in FMT. This review examines the factors associated with the use of FMT, and its potential application to swine production, and includes research on using the pig as model for human medical purposes.     

肠球菌研究进展

肠球菌(Enterococcus)是革兰阳性、过氧化氢酶阴性球菌,是人和动物肠道内主要常存菌群.该菌可引起群体致病和医院交叉感染,临床上表现为尿路感染、菌血症、心内膜炎等,加之许多报道显示肠球菌对多种抗生素都有耐药性和具有较强的致病性,因此越来越受到人们的关注.论文从生物学特性、毒力因子、耐药性、流行病学、临床检测等方...     

Equine faecal microbiota transplant: Current knowledge,proposed guidelines and future directions

While certainly not a novel concept, faecal microbiota transplant (FMT) has recently garnered renewed interest in veterinary medicine due to its remarkable success in treating recurrent Clostridium difficile infection (CDI) in man. There is a dearth of information on indications and efficacy of FMT for the treatment of gastrointestinal disorders in the horse; however, based on evidence in man and other veterinary species, and anecdotal reports in horses, FMT may be a useful treatment for selected cases of acute and chronic diarrhoea and inflammatory bowel disease (IBD) in the horse. In the absence of evidence, expert opinion is offered on case selection and FMT procedure. More research is needed to explore the efficacy, indications and optimal preparation, storage and delivery of FMT to horses.     

猪不同生长阶段肠道微生物组的变化及其影响因素

肠道是机体重要的消化与免疫器官,维持肠道健康对猪的生长发育和疾病预防具有十分重要的意义。高通量测序技术的发展极大地促进了人们对肠道微生物功能的认知,猪肠道微生物组的研究正逐步成为热点。目前,尽管对某一生长阶段猪的肠道微生物组已有较为深入的理解,但仍缺乏有关商品猪整个生命周期范围内肠道微生物组动态变化的全面纵向研究。而从出生到出栏,猪在整个生长周期内的肠道微生物组并不是一成不变的,是一个动态的发育过程。作者综述了猪哺乳期、断奶期、育肥期和妊娠期等从出生到育肥过程中不同阶段肠道微生物组的纵向变化及其主要影响因素：一方面,肠道微生物群落结构的显著变化主要发生在断奶期;另一方面,虽然肠道微生物组成随着时间始终在不断变化,但仍有一部分优势菌是一直存在的,这部分优势菌被称为核心菌群,而只在特定时期才出现的菌只是胃肠道中的"过客",也最易受外界因素影响。肠道微生物组与多种因素相关,如年龄、饮食、环境、抗生素使用等,其中饮食对塑造肠道微生物起到至关重要的作用。本文可为理解猪在不同生长发育阶段肠道微生物的动态变化规律及改善猪生长性能和健康水平的微生物技术手段提供理论参考。     

中草药泰山磐石散加减方对小鼠肠道微生物菌群的影响

为了解中草药泰山磐石散加减方对小鼠肠道微生物菌群的影响，本试验选取45只SPF级昆明小鼠，分为对照A组、试验B组和试验C组。试验B组和C组小鼠分别用0.86 g/mL的中草药泰山磐石散方灌胃0.3和0.4 mL，对照A组灌胃蒸馏水0.4 mL，每天灌胃2次，间隔8 h，连续7 d。第8天采集对照组和试验组小鼠直肠部位粪便样品，从每份样品中提取微生物基因组总DNA，采用Illumina HiSeq测序技术检测样品微生物群落多样性。结果显示，中草药泰山磐石散对小鼠粪便中微生物α多样性指数（Chao1和Shannon）呈波动性变化，试验B和C组与对照A组的Chao1指数差异极显著（P<0.01）；通过检测小鼠对照组与试验组粪便中的微生物，在门水平上，有9大优势菌门，其中与对照A组相比，试验组肠道微生物Proteobacteria、Verrucomicrobia丰度显著降低（P<0.05）；而Saccharibacteria、Tenericutes丰度显著或极显著增加（P<0.05；P<0.01）；在科水平上，有19大优势菌科，其中与对照组相比，试验组肠道微生物Lactobacillaceae、Desulfovibrionaceae、Coriobacteriaceae、Porphyromonadaceae、Family_XIII和Bifidobacteriaceae丰度显著降低（P<0.05）；在属水平上，有18大优势菌属，其中与对照A组相比，试验B、C组肠道微生物Lactobacillus、Desulfovibrio和Enterorhabdus丰度显著降低（P<0.05），而试验C组的肠道微生物Alloprevotella、Bacteroides、Lachnospiraceae_UCG-006和Faecalibaculum丰度显著增加（P<0.05）。本试验中草药泰山磐石散加减方能够有选择性的促进小鼠肠道内Bacteroidetes的生长，从而抑制Proteobacteria有害菌的生长，增强糖和脂肪代谢，最终通过改善肠道微生物多样性的结构，使整个肠道微生物多样性达到一个新的平衡。     

Immediate postnatal inoculation of a microbial barrier to prevent neonatal diarrhea induced by Clostridium difficile in young conventional and gnotobiotic hares

The cecal content of a healthy young hare (a 10-fold dilution prepared in anaerobiosis) was transferred into gnotobiotic recipient mice. The fecal flora of recipient mice was inoculated into 49 conventional young hares (kept in a closed building) immediately after birth. All the inoculated hares survived until weaning whereas 35% of 48 non-treated conventional hares died of diarrhea. Clostridium difficile and C perfringens were present in all the diarrheal noninoculated hares, whereas these species were present only in 50% of healthy inoculated or noninoculated hares at low concentrations (less than 10(6)/g of feces). A microbial barrier effect against challenge-exposure strains of C difficile and C perfringens was evidenced in the intestinal tract of recipient gnotobiotic mice and young hares. Seemingly, the protective effect of the microbial inoculum was due to antagonisms exerted against C difficile and C perfringens in the intestinal tract of inoculated conventional hares.     

中兽药制剂在猪病防控中的科学应用

中草药作为我国中医学中的重要组成部分，长久以来在我国中医的研究中发挥着强大的作用，其不仅在治疗人们体内的病症中发挥重要的作用，同时在治疗和防治猪病中也有着良好的效果。本文就目前兽医临床上常用的中兽药制剂，在猪病防控中的科学应用作以简要介绍。     

The intestinal microbiome of an Indo-Pacific humpback dolphin (Sousa chinensis) stranded near the Pearl River Estuary,China

The mammalian intestinal microbiome is critical for host health and disease resistance. However, the cetacean intestinal microbiota remains relatively unexplored. By using high-throughput 16S rRNA gene sequencing, we analyzed intestinal bacterial samples from an Indo-pacific humpback dolphin (Sousa chinensis) stranded near the Pearl River Estuary in China. The samples included 3 anatomical regions (foregut, midgut, and rectum) and 2 anatomical locations (content and mucus). Our analyses revealed that the dolphin intestinal bacteria contained 139 operational taxonomic units (OTUs), dominated at the phyla level by Firmicutes (47.05% in the content; 94.77% in the mucus), followed by Bacteroidetes (23.63% in the content; 1.58% in the mucus) and Gammaproteobacteria (14.82% in the content; 2.05% in the mucus). The intestinal bacteria had a small core community (15 OTUs, accounting for 99.74% of the reads), some of which could be potentially pathogenic to both human and dolphins. As an alternative to sampling the dolphin intestinal bacteria, fecal sampling could be used. Additionally, function potentials such as, xenobiotics biodegradation, beta-lactam resistance, and human disease-related pathways, were detected in the dolphin intestinal bacteria. These findings provide the first baseline knowledge of the intestinal microbiome of the Indo-Pacific humpback dolphin, which may offer new insights into cetacean conservation by using microbial surveillance.