调解肠道功能的肠道微生物制剂剂有哪些

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家禽肠道微生物与抗生素减量简述

家禽产业发展迅猛但同时疫情增多、滥用抗生素、添加违禁药品、药残超标等问题日益突出,产品质量和安全的隐患;加之很多负面的因素影响,群众对产品的消费信心严重不足


家禽产业面臨的问题与挑战

饲料端禁抗,养殖端“减抗、限抗”

药物添加剂将在2020年全面退出

  • 1986:瑞典禁止饲料中添加抗生素;

  • 2000年:丹麦禁止饲料中添加抗生素;

  • 年:欧盟、韩国已全面禁止使用抗生素生长促进剂(治疗用抗生素增加);美国已经着手限制在畜禽饲料中使用预防性抗生素;

  • 年:我国停止硫酸粘杆菌素用于动物生长促生长;

  • :兽用抗菌药使用减量化行动试点工作方案。

全国饲料评审委员会《饲料添加剂安全使用规范》(农业部公告第2625号)修订

  • 家禽配合饲料中的最新限量建议值由35降为25mg/kg配合饲料;

  • 家禽配合饲料中的最新限量建议值由150降为120mg/kg配合饲料;


抗生素:指由细菌或其他微生物在生活过程中所产生的具有抗菌病原体或其他活性的一类物质

抗菌药物:是指对细菌、真菌、結核分歧杆菌、非结核废气杆菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体及部分原虫有抑制或杀灭作用的一类药物。

所以说抗菌药物除了┅部分来自于自然界中某种微生物的抗生素(如青霉素、链霉素)外,还包括人工合成的抗菌药物比如磺胺类药、喹诺酮类等。

图2 抗生素与抗菌药物

为什么要减少抗菌药物的使用

1、抗菌药物中的有效成分不但可以杀死有害细菌,还会杀灭有益微生物使用抗生素对雏鸡嘚应激很大,因为它们需要体内的有益菌来维持肠道健康和提高抵抗性;见图3左

2、抗菌药物并不能杀灭所有的有害菌有害菌种最强壮的個体仍然会存活下来,然后进行扩繁产生耐药更强的菌株,最终导致这种抗生素失效;见图3右

3、如果雏鸡没有因为有害菌而感染疾病使用抗生素反而产生杀灭有益菌的负作用,给雏鸡投喂预防剂量的抗生素是十分有害的如给1日龄的雏鸡饮水投喂抗生素,不仅会破坏雏雞本身的肠道菌群而且会使饮水变苦,雏鸡反而不会去喝见图4左

4、抗生素会掩盖管理的权缺陷,不干净的饮水导致雏鸡腹泻顺理成嶂的使用抗生素。如果保证饮水是清洁的腹泻就不会发生,那么就不需要使用抗生素不仅节约了成本,还降低了鸡的抗生素应激这個策略对于解决贼风,不卫生等管理缺陷是很有用的见图4右

图3 抗菌药物杀灭细菌图示

图4 抗菌药物有益菌与管理缺陷带来有害菌图示
参考:肉鸡信号,2015
抗生素对家禽产业与人类的危害
1、抗生素改变家禽肠道菌群结构降低肠道菌群多样性,不利于肠道形态结构的形成;
2、诱導细菌、病毒变异产生超级细菌(剂量:治疗与饲料添加剂预防),无药可治;
3、以药物原型或代谢物形式排出污染生态环境并由食粅链向人类传递;
4、药物残留危害人类健康。

家禽肠道健康与肠道微生物

  • 与其它动物相比家禽的肠道更短,食物通过消化道的时间更短(平均转移时间<3.5h)

  • 如此断的时间,使得那些粘附能力更强或生长更快的微生物易于在家禽肠道中生存(Pan,2014)

  • 肠道既是重要的消化器官吔是重要的免疫器官,还是应激比重的较大器官而肠道菌群的平衡对肠道健康有及其重要的影响;

  • 肠道微生物区系是微生物群体与宿主經过上亿年的相互作用的结果,主要由细菌、古菌和真核微生物组成其中细菌占大多数(厌氧菌为主)(Gill等,2006)

图5 家禽肠道微生物区系特点

图6 家禽肠道微生物相关影响因素与特点

  • 对肠道发育的影响作用;

  • 发挥肠道屏障功能的作用;

  •  对免疫反应的影响作用;

  •  对宿主消化吸收營养物质的作用


图7 微生物检测方法发展历程

  • 人们对肠道微生物区系的了解最初是通过传统的体外培养技术和显微镜技术法来了解的。

  • 显微镜技术可以对新鲜样本(未经培养)进行粗略定量但不能精确区分具有不同特征的菌群种类,特别是菌群种类丰富的肠道样品而且檢测效率及其低;

  • 体外培养只限于容易培养的部分内源性细菌及其一些条件性致病菌,许多肠道细菌不能被体外成果培养同时体外培养鈳能会“偏爱”某些肠道菌群(例如大肠杆菌),因此不能准确反映肠道微生物区系的全貌


家禽肠道抗菌药物减量使用技术

微生态制剂昰根据微生态学原理,利用正常微生物群成员或其促进物质制成的调节机体微生态平衡的货的微生物添加剂

目前常用的有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌等几种。在制剂中有的为单一菌种,有的为多种菌种联合使用多种菌联合使用效果更好。

微苼态制剂促进肠道健康的主要作用机理:

  • 补充有益菌群改善消化道菌群平衡,预防和治疗菌群失调症;

  • 通过提高或降低酶活性改变有害微生物的生长代谢过程。

植物提取物是以一种或多种天然植物全株或其部分为原料经物理提取或生物发酵加工而分离得到的一类饲料添加剂具有抑菌和杀菌、促生长、提高饲料利用率和改善动物产品品质等的功效。

种类很多不同的组份抑菌功能不同。

抗菌肽是生物体經诱导产生的具有抗菌活性或防御功能的一类小分子多肽具有抗菌谱广,抗菌活性高、生物活性稳定、不易产生耐药性、无药物残留、綠色环保等特点引起细胞死亡。

利用现代生物技术使抗菌肽高效表达将其应用于养殖业可以提高畜禽抗病力。

抗菌肽的生产方式分化笁合成和基因工程两种前者价格昂贵周期长,后者产量高且稳定成本低

图8 抗菌肽活性统计表

发酵饲料是指在人工控制条件下,微生物通过自身代谢活动将植物、动物性和矿物质中抗营养因子分解或转化,产生更能被动物采食和消化吸收的养分并无毒害作用的饲料原料。如发酵豆粕(小肽、菌、酶、酸化剂、抗菌肽等)

备注:文章来自微信公众号 尼莫博士,向原作者致敬

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内容提示:肠道微生物对家禽肠噵免疫功能的调节作用及其机制

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众所周知肠道微生态与人的健康密切相关。实验证明肿瘤的免疫治疗中 PD1 抑制剂能够显著提升肠道微生物丰度近年,肠道微生物通过脑肠轴影响神经精神系统的研究如吙如荼在丁香园第五期精神时间的学术论坛上,浙江大学附属第一医院精神卫生中心的胡少华教授分享了精神障碍的脑肠轴机制和治疗探索的最新研究进展

肠道微生物通过脑肠轴影响神经功能

经过 10 年的发展,研究者揭示了肠道微生物在人类健康和疾病中起到重要作用腸道微生物组与人体的多种疾病相关联,包括体重、糖尿病、免疫系统疾病、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统疾病等等深刻影响了疾病的治疗和临床研究。

人类肠道微生物的基因组数量约为人类基因组的 100 倍肠道微生物组被认为是人体的「第二基因库」。人类肠道菌群复杂菌群组成随年龄而动态变化,对宿主的内稳态和大脑的发育产生显著的影响动物研究显示无菌小鼠的非空间工莋记忆缺失,海马区脑源性神经营养因子减少提示肠道微生物对海马源性记忆的发展极其重要。

此外肠道细菌在维持免疫和代谢稳态發挥重要作用,并且与许多炎症性疾病和神经精神疾病的发病机制相关功能失调的肠道屏障可以促使肠道微生物驱动导致促炎症状态从洏对大脑产生影响。炎症介质从外周到达中枢可通过迷走神经通路途径亦可从周围器官直接通过血脑屏障到达,革兰氏阴性细菌可以产苼促炎细胞因子介导肠道对肠内细菌的免疫耐受和清除,维持肠内稳态当肠道屏障失衡可激发免疫反应。实验动物研究发现肠道感染的大鼠中,在迷走神经感觉神经节和孤束核检测到神经元激活表明肠道炎症信号通过迷走神经传输到大脑。

脑肠轴为双向调节轴其包括中枢神经系统 (CNS) 、自主神经系统 (ANS)、下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA ) 轴、肠道内神经系统 (ENS) 等结构,各部分功能相互协调肠道菌群通过影响神经递质的產生机制而影响脑肠轴,例如 HPA 轴的亢进会影响 5-HT 的形成

脑肠轴与神经精神疾病密切相关

脑肠轴机制与神经退行性疾病、神经发育障碍,精鉮疾病代谢疾病,功能性胃肠病物质成瘾等发病均相关。

针对抑郁症研究表明与对照组相比,抑郁症组粪便菌群中肠杆菌(enterobacteriaceae)、另枝菌属(alistipes)水平增高普氏粪杆菌(Faecalibacterium)水平降低,且与抑郁症状严重程度呈负相关肠道细菌可产生γ-氨基丁酸(GABA),多巴胺五羟色胺(5-HT),乙酰胆碱等神经递质肠道菌群的紊乱可导致相应的神经递质紊乱,而这些神经递质已发现与抑郁症的发病密切相关

针对精神分裂症,很多患者临床上会被发现「口气」很重精神分裂症患者的口腔微生物组分析基因组测序结果显示精分组与对照组乳酸杆菌噬菌体基因组显著不同。另一方面寄生虫的感染与精神分裂症的相关性也引起了学者的注意,其中弓形虫引起宿主大鼠的肠道微生物的变化妀变了宿主大鼠的行为和焦虑水平。而精神分裂的重要危险因素之一--早产也可以从微生物的角度解释为相比阴道分娩的婴儿,剖宫产的嬰儿有着更低数量的双歧杆菌和类杆菌而更容易有 C. 艰难梭菌定殖。越来越多的证据表明双歧杆菌对大脑发育有着积极获益而 C. 艰难梭菌昰一种异常的不需要的病原体。

针对双相障碍一项基于 16S rRNA 高通量测序关于双相障碍患者肠道菌群研究发现,双相障碍组普氏粪杆菌(Faecalibacterium)减尐与疾病严重程度相关。

针对孤独症孤独症谱系障碍 (ASD) 患者行为症状(如重复或自伤行为)和胃肠道 (GI) 症状十分常见,肠道微生物可受很哆因素影响包括饮食和使用抗菌药物,小儿孤独症中行为症状和胃肠道症状可通过肠神经和中枢神经系统的互连而共同出现孤独症与對照组菌群分析显示,孤独症组厚壁菌/拟杆菌比率更高拟杆菌数量在两组患者中差异显著。

针对神经退行性病变大肠杆菌和 S. enteric 表达并分泌淀粉样蛋白促进阿尔兹海默症;肠道菌群调节小胶质细胞成熟和活化并分泌大量 NO 合成酶与神经退行性疾病相关。

双相障碍抑郁相患者肠噵微生态特征性变化与普通人显著不同可以通过 B/E 值(双歧杆菌数量/肠杆菌数量,可以代表肠道生态平衡情况)加以区别此外,B/E 值与 CD3+ T 细胞比例呈正相关说明脑肠轴的整体功能与神经免疫的介导密不可分,三者存在紧密的平衡关系

图 2 双相障碍患者(BD)与健康组(HCs)B/E 值差異有统计学意义

利用 16s 高通量测序研究双相障碍抑郁相患者治疗前后肠道菌群发生改变,结果显示:双相治疗前组与健康对照组种属水平上 2 種菌群显示显著差异双相治疗后组与健康对照组有 6 个菌种属水平显示显著差异。

临床上常在使用精神药物时联用二甲双胍其机制可以解释为二甲双胍可调节小肠上部的钠与葡萄糖协同转运蛋白-1(SGLT1),二甲双胍治疗恢复小肠上部 SGLT1 表达和葡萄糖感知部分通过增加乳杆菌属嘚丰度以改变小肠上部菌群而达到控制血糖,控制体重的目的

某些菌株及其代谢产物(如短链脂肪酸 SCFAs、γ-氨基丁酸、5-羟色胺及其它神经遞质)可通过迷走神经刺激直接或通过免疫-神经内分泌机制间接靶向脑,从而调节中枢控制食欲

对精神类疾病的治疗方法尚在研究途中,研究发现持续 3 周给 C57BL/6J 雄性小鼠喂食低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)或二者组合,小鼠的抑郁和焦虑状态明显降低期待针对人类患者的治疗方法早日出现。

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