反芻動物腸道菌群與宿主腸道黏膜免疫互作及其調控研究進展

杜 梅 梁澤毅 張劍搏 丁學智,2*

(1.中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅省牦牛繁育重點實驗室，蘭州 730050；2.中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所，農業農村部獸用藥物創制重點實驗室，蘭州 730050)

微生物組學和生物信息學等技術的快速發展，極大地促進了人們對動物腸道菌群結構、功能及其與宿主腸道免疫系統相互作用的認知。健康狀態下腸道菌群與宿主共生，維持宿主正常生理功能，參與機體免疫系統調節，協同拮抗病原入侵等過程的發生。病原菌入侵或其他因素干擾造成腸道菌群穩態失衡，可能導致病原體感染、有害病原菌過度生長或炎性疾病發病率增加。目前，關于腸道菌群與宿主腸道免疫系統相互作用在其他哺乳動物上的研究較為深入[1-3]。然而，家畜品種、飼養環境、不同生長階段營養需求模式及機體代謝差異等因素，極大地限制了反芻動物腸道菌群與宿主腸道免疫互作的系統研究。研究表明，新生反芻動物早期有益菌群的快速定植可促進回腸黏膜免疫系統功能的發育。隨著年齡遞增和飼料攝入量增加，腸道細菌總數與腸黏膜免疫基因的表達顯著相關[4]，表現為腸道菌群在宿主營養物質消化、機體免疫和健康等方面起著非常重要的導向作用，尤其是與宿主腹瀉[5]、乳房炎[6]、副結核病[7]和炎癥性腸病[8]等疾病發生關系密切。因此，明晰反芻動物腸道菌群組成與功能及其與宿主腸道免疫反應的調控機理，對預防疾病的發生及維護動物健康尤為重要。本文通過對相關文獻的積累和回顧，綜述了反芻動物腸道菌群組成與宿主腸道免疫系統互作關系，介紹了不同外源調控方式對反芻動物腸道菌群及其腸道免疫功能的調控機理，以期為后抗生素時代家畜健康養殖與應用技術開發提供科學依據。

1 反芻動物腸道菌群與腸道黏膜免疫系統

1.1 反芻動物腸道菌群組成與功能

反芻動物腸道菌群組成上以細菌為主，其中厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)最豐富，變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)和軟壁菌門(Tenericutes)等次之[9-10]。厚壁菌門在纖維素降解方面起著重要作用[11]，而擬桿菌門可提高復合碳水化合物的利用率，并促進有機物的發酵[12]。瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)是反芻動物結腸黏膜中的優勢科，主要參與纖維飼料的發酵，其產生的短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFAs)與維持腸道健康密切相關[13]。奶牛腸道普氏菌屬(Prevotella)、瘤胃球菌屬(Ruminococcus)和消化鏈球菌屬(Peptostreptococcus)在飼料消化中具有重要作用，而丁酸弧菌屬(Butyrivibrio)、不動桿菌屬(Acinetobacter)和密螺旋體屬(Treponema)等與上皮細胞增殖和動物腸道健康有關[9]。此外，雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、糞桿菌屬(Faecalibacterium)和乳酸桿菌屬(Lactobacillus)等細菌廣泛存在于新生反芻動物的空腸和回腸中，對提高機體對營養物質的消化與吸收、增強機體免疫及相關疾病預防等方面發揮作用[14]。反之，某些腸道細菌可誘導疾病的發生，如副結核分枝桿菌(Mycobacteriumaviumssp.paratuberculosis，MAP)可引起反芻動物感染副結核病[6]。牛[15]、山羊[16]和綿羊[17]結腸中發現彎曲桿菌屬(Campylobacter)的富集與組織的局部炎癥密切相關。另有研究表明，山羊體內梭狀芽孢桿菌屬(Clostridium)如產氣莢膜梭菌(C.perfringens)、艱難梭菌(C.difficile)和破傷風梭菌(C.tetani)等是引發和誘導腸道疾病發生的主要病原體[18]；回腸分節絲狀菌屬(Candidatusarthromitus)、密螺旋體屬(Treponema)和梭菌屬(Clostridium)3個菌屬相對豐度的變化是誘發山羊回腸局部炎癥的原因之一[19]。在患有腹瀉的新生犢牛小腸中觀察到大腸桿菌(Escherichiacoli)的相對豐度顯著升高[20]。此外，牛糞便中存在厭氧真菌和產甲烷菌如甲烷短桿菌屬(Methanobrevibacter)和甲烷球菌屬(Methanosphaera)，盡管它們在腸道中發揮的作用與瘤胃相似，但目前尚無直接證據表明其參與腸道免疫功能的調控[21-23]。

1.2 反芻動物腸道黏膜免疫系統

腸道免疫系統是機體免疫系統的重要組成部分，普遍存在于腸道黏膜并直接暴露于外部抗原環境中[24]，且腸道黏膜免疫系統為90%以上的潛在病原體提供了第1道免疫防御屏障[25]。動物腸道黏膜免疫系統主要由物理屏障、化學屏障、模式識別受體和免疫細胞等組成，其中物理屏障包括黏膜層和上皮層，在阻止腸腔中致病菌入侵方面起著關鍵作用[26]。黏膜層是第1道物理屏障，含有分泌型網狀糖化黏蛋白，可捕捉有害菌群使其無法到達黏膜層；化學屏障包括抗菌肽(antimicrobial peptides，AMPs)和分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A，sIgA)，可抑制黏膜層致病菌的生長；模式識別受體(pattern recognition receptor，PRRs)如Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)和Nod樣受體(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors，NLRs)具有區分病原體和非致病性共生菌的能力，識別入侵的病原微生物并激活固有免疫系統，從而產生快速反應，引起炎癥反應或修復應答，防止病原體入侵并減少對宿主的損傷[27]；執行上述免疫功能的腸道免疫細胞如巨噬細胞、樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)可選擇性接觸、攝取、運輸外部抗原，將抗原吞噬并轉運至抗原遞呈細胞(antigen-presenting cells，APCs)從而被清除；其他腸道免疫細胞如T淋巴細胞、B淋巴細胞等，分化為不同的效應細胞，介導分泌不同的細胞因子，產生免疫應答、修復或重塑黏膜免疫屏障[28]。成熟的T細胞可遞呈特異性抗原并被激活分化為不同的效應T細胞和記憶性T細胞，其中輔助性T細胞(helper T cells，Th)和調節性T細胞(regulatory T cells，Tregs)是T細胞通過產生細胞因子調節適應性免疫應答的主要效應細胞；同時，Th17、Tregs等對維持腸道黏膜免疫系統的完整性起關鍵作用[29]。

2 反芻動物腸道菌群與宿主腸道黏膜免疫系統的互作

反芻動物腸道菌群的組成對免疫系統發育和功能具有重要影響，并與宿主腸道黏膜免疫系統相互協助維護機體健康。一方面，宿主免疫反應有益于腸道菌群在腸道黏膜快速定植，并形成共生菌隔離屏障，防止致病菌入侵宿主，維持屏障完整性[14]；另一方面，腸道菌群參與模式識別受體識別共生菌和致病菌，抑制并清除病原菌，或通過調節樹突狀細胞、巨噬細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞等免疫細胞清除病原菌的方式影響宿主免疫反應[30]。因此，深入研究并揭示腸道菌群與宿主互作機制，對反芻動物腸道疾病防控具有重要意義。

2.1 反芻動物腸道菌群維持宿主腸道黏膜屏障完整性

反芻動物腸道菌群通過多種機制(如競爭抑制、分泌有機酸和抗菌肽等物質)抑制致病菌增殖，并通過調控緊密連接蛋白的表達和上皮通透性影響腸道屏障功能，從而調節腸道微生態平衡并影響腸道健康。研究表明，反芻動物腸道共生菌如脆弱擬桿菌(Bacteroidesfragilis)在免疫系統發育中起重要作用，脆弱芽孢桿菌莢膜產生的免疫球蛋白A(IgA)有助于將共生菌定植于上皮表面，提供定植優勢[14]。若腸道內有益共生菌增加，可在黏液層中產生β-防御素等抗菌肽，對阻止病原菌的侵襲和增殖至關重要[31]。反芻動物腸道如牦牛腸道中的紫單胞菌科(Porphyromonadaceae)、擬桿菌科(Bacteroidaceae)、普雷沃氏菌科(Paraprevotellaceae)等菌群可通過代謝腸道內的碳水化合物產生SCFAs[32]，小尾寒羊后腸也聚集了大量產生SCFAs的菌群[33]。上述腸道菌群代謝產生SCFAs，為免疫細胞提供能量，促進黏蛋白的分泌，阻止致病菌在腸道黏膜上的定植[34]；其中丙酸和丁酸可增加抗菌肽分泌，維護其黏膜屏障功能[35]。斷奶前犢牛小腸中黏膜相關細菌和內容物中細菌總數增加時，其緊密連接蛋白基因如閉合蛋白(CLDN)-3、CLDN-4、閉鎖蛋白(OCLN)、閉合小環蛋白(ZO)-1、ZO-2和ZO-3表達上調，該類型基因編碼調節腸道通透性的蛋白質，降低腸道通透性，增強腸道屏障功能[8]。Wang等[36]報道，糞桿菌屬的細菌通過分泌丁酸鹽，使緊密連接蛋白基因如ZO-1、OCLN等的表達上調，進而增強腸道屏障功能。反芻動物采食高谷物飼糧后，大量未消化的營養物質到達后腸并刺激后腸發酵，改變了腸腔和黏膜中菌群的相對豐度，使得盲腸和結腸中菌群發酵增加導致其內容物中pH降低、內毒素脂多糖濃度增加，上皮緊密連接遭到破壞，在生產中家畜腸道亞急性酸中毒的風險增加，誘發局部炎癥的產生[19]。

2.2 反芻動物腸道菌群與宿主TLRs的互作

TLRs是固有免疫中重要的模式識別受體，識別共生菌并維持腸道內環境穩態；致病菌入侵腸道激活TLRs信號通路誘發炎癥反應[37]。TLR1、TLR2、TLR4～6和TLR10可識別細菌表面相關的分子模式，TLR3、TLR7～9可識別病毒和細菌的核酸[38]。由于細菌多樣性在整個腸道中分布各異，其數量可能代表細菌配體的變化，不同的細菌配體在調節TLRs表達和固有黏膜免疫反應中起重要作用[39]。當致病菌入侵腸道時，一旦突破了腸道黏膜屏障，就會被TLRs識別，TLRs與致病菌或病毒激動劑結合后，通過髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)途徑誘導信號傳導，引起促炎細胞因子和趨化因子以及宿主防御肽的釋放，進而激活免疫細胞反應，發揮直接或間接殺菌作用[40]。研究報道，TLR2突變會增加奶牛對MAP的易感性，且在MAP感染的綿羊小腸中發現TLR6的表達上調，表明TLR2和TLR6在宿主對MAP的免疫應答中起重要作用，直接影響機體腸道健康[41]。牛腸上皮細胞(intestinal epithelial cell，IEC)在營養吸收和免疫屏障調節中具有重要作用，其IEC原代細胞培養是研究益生菌對牛宿主影響的理想模型[42]。Chiba等[43]在驗證牛IEC作為研究抗病毒反應的模型系統的研究中，證實了TLR3的表達。此外，牛IEC對TLR3激動劑聚肌胞苷酸[poly(I:C)，PIC]的刺激有較強的反應，并涉及到促炎細胞因子和Ⅰ型干擾素的顯著上調，上述反應與牛和其他宿主的各類腸道病毒感染一致。Takanashi等[44]在評估TLR4在牛IEC中的表達對熱穩定性腸毒性大腸桿菌(enterotoxigenicE.coli，ETEC)的響應的過程中，觀察到TLR4對病原體相關分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMP)的識別表現為絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和核轉錄因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)途徑的激活和細胞因子的產生。體外試驗表明，移除3周齡犢牛回腸中的共生菌群后，TLR5和TLR6的表達顯著上調，表明共生菌群可能在調節宿主相關TLRs表達方面發揮作用[45]。Jiao等[46]對山羊的研究同樣表明結腸中普氏菌屬、瘤胃球菌屬與TLR2信號通路相關；顫螺菌屬(Oscillospira)相對豐度與TLR2和TLR4基因表達之間的正相關關系表明其可能參與宿主免疫成熟過程，但具體功能尚不清晰。因此，TLRs通過識別PAMP激活信號通路，誘導促炎細胞因子表達，且不同的細菌配體在調節TLRs表達和固有黏膜免疫反應中起重要作用。

2.3 反芻動物腸道菌群對宿主腸道免疫細胞的影響

腸道黏膜免疫系統中具體執行免疫功能的是各類免疫細胞，如適應性免疫中的T淋巴細胞、B淋巴細胞以及其他固有免疫細胞(樹突狀細胞、自然殺傷細胞等)，免疫細胞的穩態是維持炎癥反應與免疫耐受之間平衡的重要因素。羔羊結腸黏膜中腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)和干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)基因表達分別與副擬桿菌屬(Parabacteroides)和雙歧桿菌屬的相對豐度呈負相關，與布勞特氏菌屬(Blautia)和未分類的瘤胃球菌科(unclassified Ruminococcaceae)的相對豐度呈正相關，證明細胞因子基因表達的變化與結腸黏膜中特定細菌豐度的變化有關[47]。新生犢牛去除回腸段的內容物可降低絨毛高度和黏膜下淋巴濾泡的大小，且分布于上皮內和固有層的CD4+、CD8+、NK細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞等數量顯著減少，表明腸道菌群對黏膜細胞免疫功能的發揮具有調控作用[45]。糞桿菌可通過分泌代謝物刺激上皮細胞產生白細胞介素(IL)-10，抑制NF-κB的激活和促炎細胞因子IL-8的產生，降低犢牛腹瀉率及減少炎癥性腸病發病率(如克羅恩病)[48-49]。Malmuthuge等[50]研究發現，乳酸桿菌為犢牛回腸優勢菌時，參與機體炎癥反應的趨化因子C-X-C趨化因子配體(C-X-C chemokine ligand，CXCL)9、CXCL10和CXCL11的表達上調，表明乳酸桿菌的定植對新生犢牛的黏膜免疫系統具有啟動效應，抑制病原菌誘導炎癥反應的發生；當擬桿菌屬為優勢菌時，犢牛回腸中磷脂酶Cε1(phospholipase C epsilon 1，PLCE1)、趨化因子配體22(CCL22)和表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)的表達上調，從而刺激腸道T細胞分化，增強T細胞依賴型免疫反應。此外，反芻動物腸道中其他共生菌如分節絲狀菌(segmented filamentous bacterium)、脆弱擬桿菌、梭菌屬(Clostridium)等均可參與免疫系統的調節，其作用機制如圖1所示。腸腔中脆弱擬桿菌、梭菌屬可參與碳水化合物(如纖維素)的發酵，產生SCFAs直接或間接地促進轉化生長因子-β的產生，進而促進Tregs細胞分化，產生IgA和IL-10緩解炎癥反應；同時，微生物產生的其他次級代謝產物還可上調分泌IL-22的3型先天性淋巴細胞，誘導抗菌肽的產生，發揮免疫功能[51]。

Segmented filamentous bacterium：分節絲狀菌；Clostridium consortium：梭狀芽胞桿菌；Bacteroides fragilis：脆弱擬桿菌；SAA：血清樣蛋白A serum like protein A；DC：樹突狀細胞 dendritic cell；IL-6：白細胞介素-6 interleukin-6；IL-23：白細胞介素-23 interleukin-23；Th17 cell：輔助性T細胞17 helper T cells 17；Dietary fiber：膳食纖維；SCFAs：短鏈脂肪酸 short chain fatty acid；TGF-β：轉化生長因子-β transforming growth factor-β；Treg cell：調節性T細胞 regulatory T cell；Diet：飼糧；Microbiota：菌群；Metabolites：代謝物；Type 3 innate lymphold cell：3型先天性淋巴細胞；IL-22：白細胞介素-22 interleukin-22；AMP：抗菌肽 antimicrobial peptides；REGⅢγ：再生源蛋白Ⅲγ regenerating protein Ⅲγ；REGⅢβ：再生源蛋白Ⅲβ regenerating protein Ⅲβ；Lumen：腸腔；Enterocytes：腸上皮細胞；Lamina propria：固有層；Suppress excessive immune response：抑制過度免疫反應。

研究報道，宿主腸道感染鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphimurium)后，激活NF-κB信號通路，誘導細胞因子IL-1、IL-6、IL-8、TNF-2、TNF-α、IFN-γ和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)的合成與釋放，產生炎癥反應，機體則表現出腹痛、腹瀉等癥狀，如犢牛口服108和109菌落形成單位鼠傷寒沙門氏菌特定菌株，其表現出上述病原菌感染癥狀，宿主隨即啟動多種免疫防御機制，包括嗜中性粒細胞募集和激活、NF-κB通路激活及細胞因子的釋放和細胞凋亡等[52]。沙門氏菌(Salmonella)感染的犢牛，其體內白細胞、中性粒細胞、淋巴細胞增加，中性粒細胞/淋巴細胞比率增加[53]。

綜上所述，腸道菌群和腸道免疫系統間通過互相作用維持宿主健康，當腸道菌群結構紊亂(致病菌大量增殖)時，腸道固有免疫被激活并釋放各類炎癥細胞因子，進而激活適應性免疫來清除有害菌或病原菌，維護宿主腸道健康；與此同時，腸道免疫系統對腸道菌群一直處于防御狀態，當腸道菌群中共生菌和有害菌之間的動態平衡被打破，腸道免疫系統被激活，從而發揮清除病原菌或有害菌的免疫反應，重新建立腸道菌群的動態平衡，維護宿主腸道健康。

3 添加益生菌和益生元對反芻動物腸道免疫系統的調控

目前，腸道菌群為腸道病理學及其他領域新的治療提供了潛在的作用靶點。益生菌和益生元被證明具有無毒副作用、無殘留和不產生抗藥性等優點，在提升動物的生長性能、促進腸道有益菌的定植、改善腸道菌群結構、調節機體免疫系統及維護機體健康等方面具有重要作用，是當前國內外研究的重點且被廣泛用作抗生素替代品[54]。

益生菌作為一種非特異性免疫調節因子，使腸黏膜相關淋巴組織活化，刺激腸道免疫器官發育，動物抗體水平和巨噬細胞活性被提高，并且誘導T淋巴細胞、B淋巴細胞和巨噬細胞產生細胞因子，通過淋巴細胞再循環使全身免疫系統活化[55]。除雙歧桿菌、乳酸菌和酵母菌(Saccharomycesyeast)等，芽孢桿菌(Bacillus)、腸球菌(Enterococcus)和糞桿菌等對反芻動物腸道黏膜免疫系統也具有重要調控作用[56]。滅活的乳酸菌能刺激家畜樹突狀細胞增殖和IFN-γ的產生，使Tregs分泌升高，還能顯著提高腸黏膜IgA的含量[57]。此外，乳酸菌可增強外周血T淋巴細胞和B淋巴細胞的活性，使特異性免疫和非特異性免疫增強，提高動物的抗病能力和免疫能力[58]。益生菌(如乳酸菌或芽孢桿菌)通常作用于幼齡反芻動物小腸段，降低病原體對腸黏膜的黏附性，被認為是穩定腸道菌群平衡并抑制病原菌定植有效手段[59]。研究表明，用乳酸桿菌和雙歧桿菌復合制劑飼喂3～5日齡犢牛，其血清免疫球蛋白G(IgG)和IgA含量顯著高于空白對照組，淋巴細胞的轉化率顯著升高，犢牛的特異性和非特異性免疫水平顯著增強[60]。同時，添加乳酸桿菌可降低犢牛腹瀉率并改變糞便中乳酸桿菌與大腸桿菌的比值[61]。植物乳桿菌RG14可促進斷奶羔羊空腸黏膜分泌IL-6，但IL-1β、IL-10和TNF的含量降低；同時，β-防御素等抗菌肽進入腸腔，促進緊密連接蛋白-1(TJP-1)、CLDN-1和CLDN-4的表達，增強腸黏膜屏障功能[62]。因此，植物乳桿菌是提高斷奶羔羊免疫功能和促進胃腸道健康的潛在飼料添加劑。為反芻動物補充枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)可促進緊密結合蛋白的表達，提高腸道屏障的完整性，并降低IL-8的表達量，減緩免疫應激[63]。此外，外源添加枯草芽孢桿菌還可提高湖羊免疫球蛋白、IFN-γ、IL-2和IL-6含量，提高免疫力[64]。Ma等[5]對患有乳房炎奶牛補充干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)等益生菌，發現益生菌在一定程度上改變了腸道菌群功能，抑制致病菌感染從而緩解奶牛乳房炎癥狀，表明腸道菌群失調可能是引發乳房炎的原因之一，恢復腸道菌群功能的益生菌(如干酪乳桿菌)是潛在的治療策略。綜上可知，乳酸菌作為益生菌可拮抗病原菌群，調節腸道微生態平衡，增強免疫屏障功能。此外，乳酸菌還具有活化免疫防御系統、激活巨噬細胞的吞噬能力、增強細胞免疫和體液免疫等功能[65]。

益生元，包括非淀粉多糖、膳食纖維、菊粉、低聚果糖等，是一類不易被消化的無生物活性的低聚糖類，通過選擇性刺激1種或幾種細菌的生長與活性對宿主產生有益的影響，從而改善機體健康。甘露寡糖(mannan oligosaccharides，MOS)能夠被腸道有益菌發酵，同時產生大量的酸性物質，降低腸道的pH，抑制腸道致病菌生長繁殖。研究發現，飼喂MOS可提高犢牛腸道中乳酸桿菌和雙歧桿菌的數量，降低大腸桿菌、沙門氏菌等致病菌的數量；MOS與病原菌在腸壁上易結合的特異性糖分子的受體結構相似，故能阻礙病原菌與腸黏膜上皮細胞特異性糖分子結合，使外源致病菌難以在腸道黏附和定植，并最終隨糞便排出體外[66]。此外，MOS增加小腸原始淋巴細胞和T淋巴細胞活性，同時還能促進淋巴細胞釋放IFN-γ，釋放的IFN-γ會激活巨噬細胞并促使巨噬細胞移向并吞噬病原菌[67]。菊粉是一類天然果聚糖，進入腸道后可以改變腸道菌群的組成，能夠增加腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量并提高其活性等，促進有益菌群的增殖，抑制腐敗菌的增殖活動，從而保護腸道健康，這種作用被稱為益生效應[68-69]。給新生小牛犢補充菊粉，2周后結腸中乳酸菌和雙歧桿菌的相對豐富度顯著增加，與腸道免疫屏障緊密結合，激活宿主腸道黏膜免疫系統，維持腸道健康[70-71]。綜上所述，益生元主要通過改善腸道有益菌的調節機制發揮免疫作用，維持反芻動物機體健康。

盡管益生菌和益生元作為抗生素替代物在提高機體腸道免疫方面具有重要作用，但實際生產中通過調控家畜腸道內環境以改善機體免疫及提高生產性能的人工干預措施也備受關注。目前報道較多的外源調控措施主要有：糞菌移植、初乳飼喂、飼糧配方以及飼糧中外源添加中草藥類(大黃)、植物提取物(單寧、黃芪多糖)等(表1)。糞菌移植是將供體的糞便菌群移植給目標受體，用于代謝性疾病、腸炎、自身免疫性疾病等的治療[72]。初乳中含有免疫球蛋白、生長激素、生長因子、細胞因子、酶等豐富的活性成分，飼喂初乳除了提供幼畜被動免疫外，還可促進幼畜小腸微生物的快速定植，對腸道健康起重要作用[73]。合理的飼糧配方以及外源飼料添加劑除了滿足各階段動物生長的需要，還可改善腸道菌群結構，調節營養素在宿主體內的代謝。

表1 反芻動物腸道菌群及宿主腸道免疫的調控

4 小 結

反芻動物腸道健康是保證其發揮最佳生產性能的基礎。在當前的集約化生產體系中，由于養殖環境、飼料來源及生產目標等綜合因素的影響，反芻動物腸道患腹瀉和炎癥性腸病的現象較為普遍。在各種腸道疾病發生過程中宿主與腸道菌群之間存在雙向關系，即宿主腸道免疫系統調控腸道菌群結構，反之微生物菌群也會影響宿主腸道免疫。利用最新的生物技術手段(多組學、高通量測序及純培養技術)，可以區分特定腸道菌群的位置，確定菌群多樣性及其功能，并探索菌群與宿主腸道免疫之間的關系。因此，明晰疾病發生過程中宿主與腸道菌群之間的相互作用機制，是確定精準時間調控窗口、促進腸道健康發育和提高飼料轉化效率的前提。目前，已有大多研究基于模式動物小鼠、豬、雞等報道了腸道菌群與免疫之間的關系、次級代謝物(如膽汁酸等)和外援添加劑對腸道菌群和腸道免疫的調控以及腦-肝-腸軸對腸道菌群和宿主腸道免疫的調控機制，但在反芻動物中卻鮮有報道。隨著“飼料全面禁止添加抗生素”計劃的實施，綠色、無殘留添加劑的應用將成為趨勢。因此，今后的研究可基于多組學平臺和生物信息學等技術，聚焦于腸道疾病發生的潛在標識物(腸道中關鍵菌群及其酶或代謝物)篩選，綠色添加劑、次級代謝物和腦-肝-腸軸等對腸道菌群和宿主腸道免疫的調控機制方面的研究，進一步拓展對機體營養代謝及腸道菌群與腸道免疫間的相互作用的認知，以期為推動反芻家畜無抗飼料的應用及綠色健康養殖提供科學依據，為某些疾病的微生物診斷和治療方法建立奠定理論基礎。