乳酸菌类益生菌对仔猪肠道乳酸菌群多样性的影响

王发明，侯 璐

（1.兴安职业技术学院农牧分院，内蒙古 兴安盟 137400；2.兴安盟动物卫生监督所，内蒙古 兴安盟 137400）

乳酸菌类益生菌对仔猪肠道乳酸菌群多样性的影响

王发明1，侯 璐2

（1.兴安职业技术学院农牧分院，内蒙古 兴安盟 137400；2.兴安盟动物卫生监督所，内蒙古 兴安盟 137400）

乳酸菌类益生菌未来可能会成为抗生素替代品，其作用机理一直是研究的热点。根据已发表文献中的数据，对比乳酸菌类益生菌饲喂前后，仔猪肠道内乳酸菌群多样性的变化，进一步阐释乳酸菌类益生菌可能的作用机理，旨在为乳酸菌类益生菌的应用奠定基础。

乳酸菌类益生菌；菌群；变化；机理

随着生活水平的提高，对猪肉的需求和要求也不断增加，尽可能地减少食用猪体内的病源微生物，在养猪业中是一种趋势也是目标。抗生素的滥用给公共卫生安全及养猪业带来了更大的风险。例如多元抗药性大肠杆菌和沙门氏菌，抗万古霉素的肠球菌，抗氟喹诺酮类的弯曲杆菌在猪中已经分离到，而且这种现象有扩大的趋势[1-2]。

乳酸菌类益生菌为改善猪的生产性能和促进健康提供了一种可能性，特别是在现在的高密度养殖环境下表现得更加明显，并有望替代抗生素[3-4]。

笔者认为乳酸菌类益生菌促进仔猪健康与其影响仔猪肠道内乳酸菌群多样性有关，特别是断乳前后，这种作用表现的最为明显。现笔者通过对比乳酸菌类益生菌饲喂前后断乳仔猪肠道内乳酸菌群多样性改变来阐释其可能的作用机理，为乳酸菌类益生菌的筛选提供了一种新思路。

1 仔猪肠道内乳酸菌群的形成及其变化

1.1 初生仔猪肠道内乳酸菌群的形成及变化

仔猪刚出生时胃和肠道内是无菌的，48 h后在胃内开始出现 Lactobacillus、Streptococci和Coliforms，几天后严格厌氧菌开始出现，并不断地向后段肠道传递[5]。哺乳期仔猪通过采食母乳、环境接触等过程会在肠道内逐渐定殖各种乳酸菌，由于仔猪和母猪生活在相同的环境中，此时仔猪肠道内乳酸菌群的组成和母猪相似，并不断地维持着这种菌群平衡状态。Pedersen K等（1992）研究乳酸菌在母猪、仔猪和环境中的传递过程，结果表明乳酸菌可以随着母猪的饲喂传递到仔猪消化道和皮肤，并且这种现象会随着该种乳酸菌的停止饲喂而消失。这表明哺乳期的仔猪具有和母猪相似的乳酸菌群结构。

1.2 断乳后仔猪肠道内乳酸菌群结构的变化

仔猪断乳后由于各种因素的作用（饮食改变、病原微生物感染、抗生素的饲喂、断乳刺激等）会使肠道内乳酸菌群发生改变。这些变化主要表现在乳酸菌总数和多态性的改变。Su Y等（2008）利用变性梯度凝胶电泳技术对21日龄断乳仔猪胃和肠道菌群进行分析，结果表明：断乳后肠道内主要乳酸菌条带消失，而是被潜在致病菌所替代。

图1是仔猪结肠菌群多样性指数曲线，由图1可知，在21 d断乳后仔猪结肠菌群多样性发生改变，断乳后的3 d菌群多样性呈现迅速下降，随后开始缓慢增加，到35 d时基本恢复到断乳前水平。图2是仔猪后肠细菌DGGE图谱部分截图，由图2可见，21、24和35 d时DGGE电泳图谱发生明显变化。断乳后3 d，DGGE图谱中富含GC的细菌条带消失，直到断乳后2周这些条带又有部分出现。通过对样品细菌总DNA进行16SrDNA克隆、测序并于GenBank进行序列比对，最后鉴定这些高含GC的菌群为乳酸菌。McCann认为肠道内乳酸菌群多样性是维持肠道菌群平衡的必要条件。

图1 仔猪结肠菌群多样性指数曲线

图2 仔猪后肠细菌DGGE图谱（部分截图）

2 乳酸菌对断乳仔猪肠道乳酸菌群多样性的影响

Pat G. Casey等（2007）利用5株乳酸菌（2株鼠乳杆菌、1株唾液乳杆菌、1株戊糖乳杆菌和1株戊糖片球菌）的混合制剂饲喂断乳仔猪，结果显示，饲喂益生菌的仔猪表现出较低的发病率、较轻的病理反应和较短时间的腹泻，并且相对于饲喂脱脂乳的对照组增重率也提高了，益生菌饲喂组在感染后第15天沙门氏菌粪便次数明显的减少（P＜0.01）。Gillian E. Gardiner等（2004）实验结果表明，5株乳酸菌（2株鼠乳杆菌、1株唾液乳杆菌、1株戊糖乳杆菌和1株戊糖片球菌）可以显著地降低粪便中大肠杆菌的数量。

随着对乳酸菌研究的不断深入，研究者发现，某些乳酸菌单独使用也可以促进仔猪肠道内乳酸菌群多样性的恢复，并且不同的菌种引起乳酸菌群多样性的能力和种类也存在着差异。

Shunsuke Takahashi等（2007）研究口服植物乳杆菌Lq80对肠道内土著乳酸菌群的影响，结果表明断乳仔猪饲喂植物乳杆菌Lq80后，肠道内优势菌（L.reuteri和L. crispatus）的种类没有改变，而优势菌的比例（94%降到了69%）下降，这种趋势一直保持到实验结束（断乳后14 d）。并且肠道内乳酸菌群多样性增多，经鉴定此时肠道内主要的乳酸菌种包括：L.crispatus、L.reuter、L.amylovorus、L.salivarius、L.mucosae、L.plantarum、L.vaginalis、L.johnsonli。

Ohashi等研究表明，饲喂干酪乳杆菌和双歧杆菌2038可以促进肠道内土著乳酸菌的生长，并且肠道内土著乳酸菌的表型多样性由3增加到8。苏勇等（2006）研究口服L.amylovorus S1对肠道菌群的影响，结果表明，仔猪口服L.amylovorusS1对其 盲肠和结肠菌群的多样性指数无显著影响。处理组14日龄出现一特异条带，与其匹配的序列的最相似已知菌为Clostridium disporicum。

现在对于乳酸菌刺激肠道内土著乳酸菌群多样性和特异性的机理还不是十分清楚。Shunsuke Takahashi认为饲喂乳酸菌能刺激肠道内土著乳酸菌群多样性和特异性的原因可能和菌种的代谢产物有关，不同的乳酸菌能产生不同的生长刺激因子。

M o r i等（1 9 9 7） 发 现Propionibacterium freudenreichii代谢产生的2-氨基-3羧基-1，4-萘醌可以刺激双歧杆菌的生长。这表明，乳酸菌刺激肠道乳酸菌群多样性可能和代谢产物有关。

结语

仔猪断乳后由于各种因素的作用会使肠道内乳酸菌群发生改变，这种改变包括种类和数量的变化。肠道内原有的菌群平衡受到破坏，就容易导致致病菌和条件致病菌的大量繁殖，进而诱发仔猪肠道疾病。对于这种现象理想化的解决方法是人为地给仔猪补充肠道内缺乏的菌种和数量，显然，这种办法是不切实际的。首先，在生产中要精确分析仔猪肠道内菌群状态是比较困难的，光靠粪样就对肠道中菌群做出判断是不准确的。

菌群多样性是反映菌群区系平衡的一个重要指标，通常该数值越高，菌群区系平衡就越难被破坏。断乳仔猪受各种刺激因素的作用，使肠道内乳酸菌群多样性发生改变，成为肠道疾病的高发群体，因此对断乳仔猪的保育成为了养猪业中的一个重点。现在对于这一问题的解决还主要是依靠抗生素和高铜等传统方法，益生菌制剂还没有被普遍使用。益生菌制剂没能普遍应用于断乳仔猪的保育主要有以下原因：首先益生菌的益生机理理论不完善，机理理论的不完善在指导菌种选择时就会出现益生性不足的问题，进而导致临床效果的不稳定。其次，现在使用益生菌制剂的成本还比较高，并且相关部门还没有制定出各种益生菌使用的具体国家标准。如：仔猪用什么菌株、用量多少、用多长时间等问题。

乳酸菌广泛地分布在仔猪的消化道中[5]，并且不同的消化道部位栖居着不同的乳酸菌种。猪盲肠是肠道中含菌种类和数量较多的地方，同时也是沙门氏菌等致病菌主要存在的地方，因此在仔猪益生菌的选择方面首先要考虑盲肠源性，这更有利于提高益生效果。其次要考虑益生菌对肠道乳酸菌群多样性的影响。肠道菌群多样性是肠道菌群平衡的重要条件，缺乏对肠道乳酸菌群多样性的刺激作用，益生菌就达不到维持肠道菌群平衡的目的。另外还要考虑菌株的耐酸、耐胆盐等特性。Dunne， C（2001）认为过消化道的存活率是口服益生菌发挥功效的一个主要指标。

为了降低生产成本，可在不影响仔猪健康的情况下，减少益生菌的饲喂量和饲喂时间。对于仔猪饲喂益生菌的时间，可以通过肠道菌群多样性恢复时间来进行确定。苏勇等研究结果显示，断乳后2周仔猪肠道内乳酸菌群基本恢复到断乳前水平。这就为益生菌的饲喂时间提供了一定的理论基础。但在饲喂益生菌后是否能像自然状态一样恢复到断乳前状态，还有待于进一步的研究。

[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.

[4] Patterson J A，Burkholder K M.Application of prebiotics and probiotics in poultry production[J]. Poultry Sci，2003， 82：627-631.

[5] 郭本恒.益生菌[M].北京：化学工业出版社，2003：437-438.

2015-02-12)

王发明，男，1984年生，硕士研究生，毕业于内蒙古农业大学。