王發(fā)明，侯 璐

（1.興安職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)牧分院，內(nèi)蒙古 興安盟 137400；2.興安盟動物衛(wèi)生監(jiān)督所，內(nèi)蒙古 興安盟 137400）

乳酸菌類益生菌對仔豬腸道乳酸菌群多樣性的影響

王發(fā)明1，侯 璐2

（1.興安職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)牧分院，內(nèi)蒙古 興安盟 137400；2.興安盟動物衛(wèi)生監(jiān)督所，內(nèi)蒙古 興安盟 137400）

乳酸菌類益生菌未來可能會成為抗生素替代品，其作用機理一直是研究的熱點。根據(jù)已發(fā)表文獻中的數(shù)據(jù)，對比乳酸菌類益生菌飼喂前后，仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性的變化，進一步闡釋乳酸菌類益生菌可能的作用機理，旨在為乳酸菌類益生菌的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

乳酸菌類益生菌；菌群；變化；機理

隨著生活水平的提高，對豬肉的需求和要求也不斷增加，盡可能地減少食用豬體內(nèi)的病源微生物，在養(yǎng)豬業(yè)中是一種趨勢也是目標(biāo)?？股氐臑E用給公共衛(wèi)生安全及養(yǎng)豬業(yè)帶來了更大的風(fēng)險。例如多元抗藥性大腸桿菌和沙門氏菌，抗萬古霉素的腸球菌，抗氟喹諾酮類的彎曲桿菌在豬中已經(jīng)分離到，而且這種現(xiàn)象有擴大的趨勢[1-2]。

乳酸菌類益生菌為改善豬的生產(chǎn)性能和促進健康提供了一種可能性，特別是在現(xiàn)在的高密度養(yǎng)殖環(huán)境下表現(xiàn)得更加明顯，并有望替代抗生素[3-4]。

筆者認為乳酸菌類益生菌促進仔豬健康與其影響仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性有關(guān)，特別是斷乳前后，這種作用表現(xiàn)的最為明顯。現(xiàn)筆者通過對比乳酸菌類益生菌飼喂前后斷乳仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性改變來闡釋其可能的作用機理，為乳酸菌類益生菌的篩選提供了一種新思路。

1 仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群的形成及其變化

1.1 初生仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群的形成及變化

仔豬剛出生時胃和腸道內(nèi)是無菌的，48 h后在胃內(nèi)開始出現(xiàn) Lactobacillus、Streptococci和Coliforms，幾天后嚴(yán)格厭氧菌開始出現(xiàn)，并不斷地向后段腸道傳遞[5]。哺乳期仔豬通過采食母乳、環(huán)境接觸等過程會在腸道內(nèi)逐漸定殖各種乳酸菌，由于仔豬和母豬生活在相同的環(huán)境中，此時仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群的組成和母豬相似，并不斷地維持著這種菌群平衡狀態(tài)。Pedersen K等（1992）研究乳酸菌在母豬、仔豬和環(huán)境中的傳遞過程，結(jié)果表明乳酸菌可以隨著母豬的飼喂傳遞到仔豬消化道和皮膚，并且這種現(xiàn)象會隨著該種乳酸菌的停止飼喂而消失。這表明哺乳期的仔豬具有和母豬相似的乳酸菌群結(jié)構(gòu)。

1.2 斷乳后仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群結(jié)構(gòu)的變化

仔豬斷乳后由于各種因素的作用（飲食改變、病原微生物感染、抗生素的飼喂、斷乳刺激等）會使腸道內(nèi)乳酸菌群發(fā)生改變。這些變化主要表現(xiàn)在乳酸菌總數(shù)和多態(tài)性的改變。Su Y等（2008）利用變性梯度凝膠電泳技術(shù)對21日齡斷乳仔豬胃和腸道菌群進行分析，結(jié)果表明：斷乳后腸道內(nèi)主要乳酸菌條帶消失，而是被潛在致病菌所替代。

圖1是仔豬結(jié)腸菌群多樣性指數(shù)曲線，由圖1可知，在21 d斷乳后仔豬結(jié)腸菌群多樣性發(fā)生改變，斷乳后的3 d菌群多樣性呈現(xiàn)迅速下降，隨后開始緩慢增加，到35 d時基本恢復(fù)到斷乳前水平。圖2是仔豬后腸細菌DGGE圖譜部分截圖，由圖2可見，21、24和35 d時DGGE電泳圖譜發(fā)生明顯變化。斷乳后3 d，DGGE圖譜中富含GC的細菌條帶消失，直到斷乳后2周這些條帶又有部分出現(xiàn)。通過對樣品細菌總DNA進行16SrDNA克隆、測序并于GenBank進行序列比對，最后鑒定這些高含GC的菌群為乳酸菌。McCann認為腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性是維持腸道菌群平衡的必要條件。

圖1 仔豬結(jié)腸菌群多樣性指數(shù)曲線

圖2 仔豬后腸細菌DGGE圖譜（部分截圖）

2 乳酸菌對斷乳仔豬腸道乳酸菌群多樣性的影響

Pat G. Casey等（2007）利用5株乳酸菌（2株鼠乳桿菌、1株唾液乳桿菌、1株戊糖乳桿菌和1株戊糖片球菌）的混合制劑飼喂斷乳仔豬，結(jié)果顯示，飼喂益生菌的仔豬表現(xiàn)出較低的發(fā)病率、較輕的病理反應(yīng)和較短時間的腹瀉，并且相對于飼喂脫脂乳的對照組增重率也提高了，益生菌飼喂組在感染后第15天沙門氏菌糞便次數(shù)明顯的減少（P＜0.01）。Gillian E. Gardiner等（2004）實驗結(jié)果表明，5株乳酸菌（2株鼠乳桿菌、1株唾液乳桿菌、1株戊糖乳桿菌和1株戊糖片球菌）可以顯著地降低糞便中大腸桿菌的數(shù)量。

隨著對乳酸菌研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)，某些乳酸菌單獨使用也可以促進仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性的恢復(fù)，并且不同的菌種引起乳酸菌群多樣性的能力和種類也存在著差異。

Shunsuke Takahashi等（2007）研究口服植物乳桿菌Lq80對腸道內(nèi)土著乳酸菌群的影響，結(jié)果表明斷乳仔豬飼喂植物乳桿菌Lq80后，腸道內(nèi)優(yōu)勢菌（L.reuteri和L. crispatus）的種類沒有改變，而優(yōu)勢菌的比例（94%降到了69%）下降，這種趨勢一直保持到實驗結(jié)束（斷乳后14 d）。并且腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性增多，經(jīng)鑒定此時腸道內(nèi)主要的乳酸菌種包括：L.crispatus、L.reuter、L.amylovorus、L.salivarius、L.mucosae、L.plantarum、L.vaginalis、L.johnsonli。

Ohashi等研究表明，飼喂干酪乳桿菌和雙歧桿菌2038可以促進腸道內(nèi)土著乳酸菌的生長，并且腸道內(nèi)土著乳酸菌的表型多樣性由3增加到8。蘇勇等（2006）研究口服L.amylovorus S1對腸道菌群的影響，結(jié)果表明，仔豬口服L.amylovorusS1對其 盲腸和結(jié)腸菌群的多樣性指數(shù)無顯著影響。處理組14日齡出現(xiàn)一特異條帶，與其匹配的序列的最相似已知菌為Clostridium disporicum。

現(xiàn)在對于乳酸菌刺激腸道內(nèi)土著乳酸菌群多樣性和特異性的機理還不是十分清楚。Shunsuke Takahashi認為飼喂乳酸菌能刺激腸道內(nèi)土著乳酸菌群多樣性和特異性的原因可能和菌種的代謝產(chǎn)物有關(guān)，不同的乳酸菌能產(chǎn)生不同的生長刺激因子。

M o r i等（1 9 9 7） 發(fā) 現(xiàn)Propionibacterium freudenreichii代謝產(chǎn)生的2-氨基-3羧基-1，4-萘醌可以刺激雙歧桿菌的生長。這表明，乳酸菌刺激腸道乳酸菌群多樣性可能和代謝產(chǎn)物有關(guān)。

結(jié)語

仔豬斷乳后由于各種因素的作用會使腸道內(nèi)乳酸菌群發(fā)生改變，這種改變包括種類和數(shù)量的變化。腸道內(nèi)原有的菌群平衡受到破壞，就容易導(dǎo)致致病菌和條件致病菌的大量繁殖，進而誘發(fā)仔豬腸道疾病。對于這種現(xiàn)象理想化的解決方法是人為地給仔豬補充腸道內(nèi)缺乏的菌種和數(shù)量，顯然，這種辦法是不切實際的。首先，在生產(chǎn)中要精確分析仔豬腸道內(nèi)菌群狀態(tài)是比較困難的，光靠糞樣就對腸道中菌群做出判斷是不準(zhǔn)確的。

菌群多樣性是反映菌群區(qū)系平衡的一個重要指標(biāo)，通常該數(shù)值越高，菌群區(qū)系平衡就越難被破壞。斷乳仔豬受各種刺激因素的作用，使腸道內(nèi)乳酸菌群多樣性發(fā)生改變，成為腸道疾病的高發(fā)群體，因此對斷乳仔豬的保育成為了養(yǎng)豬業(yè)中的一個重點?，F(xiàn)在對于這一問題的解決還主要是依靠抗生素和高銅等傳統(tǒng)方法，益生菌制劑還沒有被普遍使用。益生菌制劑沒能普遍應(yīng)用于斷乳仔豬的保育主要有以下原因：首先益生菌的益生機理理論不完善，機理理論的不完善在指導(dǎo)菌種選擇時就會出現(xiàn)益生性不足的問題，進而導(dǎo)致臨床效果的不穩(wěn)定。其次，現(xiàn)在使用益生菌制劑的成本還比較高，并且相關(guān)部門還沒有制定出各種益生菌使用的具體國家標(biāo)準(zhǔn)。如：仔豬用什么菌株、用量多少、用多長時間等問題。

乳酸菌廣泛地分布在仔豬的消化道中[5]，并且不同的消化道部位棲居著不同的乳酸菌種。豬盲腸是腸道中含菌種類和數(shù)量較多的地方，同時也是沙門氏菌等致病菌主要存在的地方，因此在仔豬益生菌的選擇方面首先要考慮盲腸源性，這更有利于提高益生效果。其次要考慮益生菌對腸道乳酸菌群多樣性的影響。腸道菌群多樣性是腸道菌群平衡的重要條件，缺乏對腸道乳酸菌群多樣性的刺激作用，益生菌就達不到維持腸道菌群平衡的目的。另外還要考慮菌株的耐酸、耐膽鹽等特性。Dunne， C（2001）認為過消化道的存活率是口服益生菌發(fā)揮功效的一個主要指標(biāo)。

為了降低生產(chǎn)成本，可在不影響仔豬健康的情況下，減少益生菌的飼喂量和飼喂時間。對于仔豬飼喂益生菌的時間，可以通過腸道菌群多樣性恢復(fù)時間來進行確定。蘇勇等研究結(jié)果顯示，斷乳后2周仔豬腸道內(nèi)乳酸菌群基本恢復(fù)到斷乳前水平。這就為益生菌的飼喂時間提供了一定的理論基礎(chǔ)。但在飼喂益生菌后是否能像自然狀態(tài)一樣恢復(fù)到斷乳前狀態(tài)，還有待于進一步的研究。

[1] Gillian E Gardiner. Relative ability of orally administered Lactobacillus murinus to predominate and persist in the porcine gastrointestinal tract[J].applied and environmental microbiology，2004（4）：1895 -1906.

[2] Barton， M D.Antibiotic use in animal feed and its impact on human health[J]. Nutr Res Rev，2000，13：279-299 .

[3] Vanbelle M.Current status and future perspectives in EU for antibiotics，probiotics，enzymes， and organic acids in animal nutrition[A]. In ：A. Piva， K. E. Bach Knudsen，and J. E. Lindberg (ed.).Gut environment of pigs[C]. Nottingham United Kingdom：Nottingham University Press， 2001.231-256.

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[5] 郭本恒.益生菌[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：437-438.

2015-02-12)

王發(fā)明，男，1984年生，碩士研究生，畢業(yè)于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)。