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摘 要：饲养条件不同会影响仔猪的长期健康和生产力。近期研究表明胃肠道共生细菌对宿主健康和疾病的影响远远超出人们的预想。本文分别从微生物群的保护作用、早期环境、饲养方式以及免疫系统四个方面阐述了新生仔猪在生命初期接触细菌对其未来健康生长的好处。
关键词：新生仔猪；细菌菌落；免疫系统；T细胞
中图分类号：S828 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2014）12-0035-02
仔猪可以在各种条件下饲养，从室外的有机猪场到使用预防性抗生素的高密度室内猪场，以及介于这两者之间的其他条件。这些不同的早期生活对仔猪的长期健康和生产力的影响有多大关系？
已完成的大量科学研究进一步探讨了猪和其病原体之间的相互作用。多年来，这改善了饲养管理、药物治疗和疾病控制。然而，近期的研究表明，存在于胃肠道中的共生细菌对宿主健康和疾病的影响远远超出人们的预想。总的来说，这些细菌被称为“肠道菌群”，且某些部位存有1 000～3 000种不同的种类。
肠道菌群是宿主健康的基本要求，且起着很多的作用，包括：（1）推动肠道发育，增强肠道屏障功能以及控制上皮细胞增殖；（2）提供能够提高饲料营养价值的酶；（3）消化不易消化的饲料，产生对宿主有益的营养物质；（4）合成宿主不能消耗或生成的维生素。
1 保护作用
通过占用病原体定植和入侵所需的宿主粘着受体以及刺激宿主产生抵抗这种病原体的抗菌肽，肠道微生物群也可通过竞争营养物质和生态位帮助宿主防御肠道病原体。此外，肠道微生物群最重要的功能之一是推动幼龄仔猪的免疫系统发育。虽然该功能主要发生在肠道，但一旦发育，该免疫系统可遍及猪的全身。
新生仔猪免疫细胞很少，且免疫组织尚未发育成熟。随着时间的推移，以及对主要来自肠道菌群的抗原刺激做出反应，不同类型的免疫细胞的数量、活性和免疫组织发育会以独特的方式增加。众所周知，因为无菌条件下饲养的仔猪肠道无任何细菌，它们的免疫系统无法发育。一旦将这些无菌仔猪转入有细菌的环境中，细菌就会启动其肠道定植和免疫系统发育。
众所周知，细菌的特定群落可以推动不同类型的免疫系统发育，保护仔猪抵抗不同类型的病原体，如病毒、病原菌和寄生虫。如分节丝状菌（与梭状芽胞杆菌密切相关）引起被称为辅助性T细胞17的免疫细胞群增殖。这些免疫细胞是促炎细胞，可以协调抵抗肠道病原菌（包括大肠杆菌）的免疫反应。
另一方面，肠道正常菌群中的另一菌群（脆弱拟杆菌）可以推动不同亚群的免疫细胞 （调节性T细胞）的增殖。顾名思义，这些细胞有助于调节免疫系统，并防止对无害抗原的不良免疫反应。
此外，一旦感染清除了，调节性T细胞可使免疫系统恢复正常，因此可限制能量消耗。
微生物群和宿主免疫系统之间的相互作用是极其复杂的，我们仅仅是开始触及问题的表面。
然而，很明显，幼龄动物的免疫系统必须以正确的方式发育。否则，它们在以后的生活中可能易受特定病原体攻击。
除了未能保护仔猪免受传染病以外，如果免疫系统以错误的方式发育，它可能试图排斥无害抗原，如来自食物中的抗原。这很消耗能量，且会导致动物生长率下降或繁殖能力降低。因为免疫系统的发育由微生物驱动，拥有恰当“混合”的细菌以产生比例恰当的免疫系统所有分支系统是十分重要的，如良好的免疫系统对其接触的各种刺激可做出适当的反应。
2 动物早期的生活环境
动物早期的生活环境会影响微生物的定植模式，或进入肠道的细菌群落种类，因此，免疫系统是如何发育？从出生起，仔猪从它们的直接生活环境中获得细菌。研究表明，在不同生活条件下饲养仔猪，会引起免疫系统的各种分支系统以不同的速度发育。
如：与在高清洁条件下饲养的仔猪相比，在商业化户外猪场中，由母猪哺乳的仔猪拥有更高的调节性T细胞与炎性T细胞比值（图1）。这会产生实用的结果，因为这些户外猪场饲养的仔猪在断奶时对无害的大豆蛋白具有较低的免疫反应。
以上的例子对采用不同条件饲养的仔猪进行了对比。猪场与高度清洁、烟熏消毒后的隔离室进行对比。在隔离室，仔猪在每日彻底清洁的地面平坦的猪舍中单独饲养。
3 室内或户外
英国布里斯托大学和阿伯丁大学进行的研究也对比了相同品种的仔猪在室内分娩舍与室外自由放养的猪场饲养至28日龄时的免疫系统发育。在这项试验中，5日龄时，与户外饲养的仔猪相比，室内饲养的仔猪具有更少的与抗原最初表达相关（相对免疫系统的其他而言）的免疫细胞（图2）。然而，到28日龄时，这一现象发生了逆转，户外饲养的仔猪反而具有较高的表达抗原能力。
这很重要，因为抗原的表达是产生适当免疫反应的第一步，且它启用不同类型的免疫细胞，以应对不同的病原体。
能够快速产生大量细胞毒性T细胞的免疫系统对抵抗病毒感染可能是非常有用的，如非洲猪瘟，但对预防猪蛔虫感染效果很小。这项研究也表明，出生第1天的环境对猪肠道细菌菌落组成有重大影响。细菌菌落最初在肠道内定植并会改变肠道内环境，使其对随后定植的细菌菌落产生或多或少吸引。如在1日龄时，使饲养在室内和户外猪场的仔猪离开母猪，将其全部混合在一起，放入相同清洁、已烟熏消毒的环境中饲养8周。
4 指示免疫系统
接着，该研究小组研究了在抗原表达过程中形成的抗原提呈细胞和辅助性T细胞复合物。他们发现，户外猪场饲养的仔猪以不同于室内饲养的仔猪方式构建它们的免疫系统。
这种差异取决于出生第1天和仔猪被放入相同环境后的8周期间的环境。此研究表明仔猪出生第1天的环境影响对免疫系统如何发育可能有持续影响，而且这与在短时间内从环境中获得的细菌有关联。
越来越清楚的是为了最大限度地提高生产力，必须使合适的混合肠道细菌定植在新生仔猪肠道中，以促使免疫系统正常发育来抵抗不同类型的疾病，且不耗费能量。
正确的饲养环境似乎是获得良好免疫系统的关键。同时越来越清楚的是，早期添加抗生素可完全改变最初定植在肠道内的细菌菌落组成。
反之，这会影响以成熟微生物菌群出现的肠道细菌种类，进而对仔猪健康产生长远的影响。出生期间使用抗生素的仔猪不仅在生长过程中对某些类型的疾病更加敏感，而且这种方法也是造成耐药性细菌快速出现的一个主要因素。耐药性细菌正对动物生产和人体健康带来严重的问题。此外，现有证据表明，免疫系统、肠道菌群和代谢之间存在着复杂的相互作用。
这意味着在生命早期打乱肠道细菌的定植模式也可能会影响新陈代谢。
将来，也许在猪出生早期不使用我们已经了解的具有此类长期重要影响的抗生素，而应该首先以益生菌的形式给新生仔猪提供比例合适的细菌。然而，该领域还需进行更多的研究，这样能够确定有利于仔猪获得最佳健康的最理想细菌组合。
原题名：A pig’s microbiota – a result of many factors（英文）
原作者：Marie Lewis博士（英国雷丁大学肠道免疫学和微生物学讲师）
关键词：新生仔猪；细菌菌落；免疫系统；T细胞
中图分类号：S828 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2014）12-0035-02
仔猪可以在各种条件下饲养，从室外的有机猪场到使用预防性抗生素的高密度室内猪场，以及介于这两者之间的其他条件。这些不同的早期生活对仔猪的长期健康和生产力的影响有多大关系？
已完成的大量科学研究进一步探讨了猪和其病原体之间的相互作用。多年来，这改善了饲养管理、药物治疗和疾病控制。然而，近期的研究表明，存在于胃肠道中的共生细菌对宿主健康和疾病的影响远远超出人们的预想。总的来说，这些细菌被称为“肠道菌群”，且某些部位存有1 000～3 000种不同的种类。
肠道菌群是宿主健康的基本要求，且起着很多的作用，包括：（1）推动肠道发育，增强肠道屏障功能以及控制上皮细胞增殖；（2）提供能够提高饲料营养价值的酶；（3）消化不易消化的饲料，产生对宿主有益的营养物质；（4）合成宿主不能消耗或生成的维生素。
1 保护作用
通过占用病原体定植和入侵所需的宿主粘着受体以及刺激宿主产生抵抗这种病原体的抗菌肽，肠道微生物群也可通过竞争营养物质和生态位帮助宿主防御肠道病原体。此外，肠道微生物群最重要的功能之一是推动幼龄仔猪的免疫系统发育。虽然该功能主要发生在肠道，但一旦发育，该免疫系统可遍及猪的全身。
新生仔猪免疫细胞很少，且免疫组织尚未发育成熟。随着时间的推移，以及对主要来自肠道菌群的抗原刺激做出反应，不同类型的免疫细胞的数量、活性和免疫组织发育会以独特的方式增加。众所周知，因为无菌条件下饲养的仔猪肠道无任何细菌，它们的免疫系统无法发育。一旦将这些无菌仔猪转入有细菌的环境中，细菌就会启动其肠道定植和免疫系统发育。
众所周知，细菌的特定群落可以推动不同类型的免疫系统发育，保护仔猪抵抗不同类型的病原体，如病毒、病原菌和寄生虫。如分节丝状菌（与梭状芽胞杆菌密切相关）引起被称为辅助性T细胞17的免疫细胞群增殖。这些免疫细胞是促炎细胞，可以协调抵抗肠道病原菌（包括大肠杆菌）的免疫反应。
另一方面，肠道正常菌群中的另一菌群（脆弱拟杆菌）可以推动不同亚群的免疫细胞 （调节性T细胞）的增殖。顾名思义，这些细胞有助于调节免疫系统，并防止对无害抗原的不良免疫反应。
此外，一旦感染清除了，调节性T细胞可使免疫系统恢复正常，因此可限制能量消耗。
微生物群和宿主免疫系统之间的相互作用是极其复杂的，我们仅仅是开始触及问题的表面。
然而，很明显，幼龄动物的免疫系统必须以正确的方式发育。否则，它们在以后的生活中可能易受特定病原体攻击。
除了未能保护仔猪免受传染病以外，如果免疫系统以错误的方式发育，它可能试图排斥无害抗原，如来自食物中的抗原。这很消耗能量，且会导致动物生长率下降或繁殖能力降低。因为免疫系统的发育由微生物驱动，拥有恰当“混合”的细菌以产生比例恰当的免疫系统所有分支系统是十分重要的，如良好的免疫系统对其接触的各种刺激可做出适当的反应。
2 动物早期的生活环境
动物早期的生活环境会影响微生物的定植模式，或进入肠道的细菌群落种类，因此，免疫系统是如何发育？从出生起，仔猪从它们的直接生活环境中获得细菌。研究表明，在不同生活条件下饲养仔猪，会引起免疫系统的各种分支系统以不同的速度发育。
如：与在高清洁条件下饲养的仔猪相比，在商业化户外猪场中，由母猪哺乳的仔猪拥有更高的调节性T细胞与炎性T细胞比值（图1）。这会产生实用的结果，因为这些户外猪场饲养的仔猪在断奶时对无害的大豆蛋白具有较低的免疫反应。
以上的例子对采用不同条件饲养的仔猪进行了对比。猪场与高度清洁、烟熏消毒后的隔离室进行对比。在隔离室，仔猪在每日彻底清洁的地面平坦的猪舍中单独饲养。
3 室内或户外
英国布里斯托大学和阿伯丁大学进行的研究也对比了相同品种的仔猪在室内分娩舍与室外自由放养的猪场饲养至28日龄时的免疫系统发育。在这项试验中，5日龄时，与户外饲养的仔猪相比，室内饲养的仔猪具有更少的与抗原最初表达相关（相对免疫系统的其他而言）的免疫细胞（图2）。然而，到28日龄时，这一现象发生了逆转，户外饲养的仔猪反而具有较高的表达抗原能力。
这很重要，因为抗原的表达是产生适当免疫反应的第一步，且它启用不同类型的免疫细胞，以应对不同的病原体。
能够快速产生大量细胞毒性T细胞的免疫系统对抵抗病毒感染可能是非常有用的，如非洲猪瘟，但对预防猪蛔虫感染效果很小。这项研究也表明，出生第1天的环境对猪肠道细菌菌落组成有重大影响。细菌菌落最初在肠道内定植并会改变肠道内环境，使其对随后定植的细菌菌落产生或多或少吸引。如在1日龄时，使饲养在室内和户外猪场的仔猪离开母猪，将其全部混合在一起，放入相同清洁、已烟熏消毒的环境中饲养8周。
4 指示免疫系统
接着，该研究小组研究了在抗原表达过程中形成的抗原提呈细胞和辅助性T细胞复合物。他们发现，户外猪场饲养的仔猪以不同于室内饲养的仔猪方式构建它们的免疫系统。
这种差异取决于出生第1天和仔猪被放入相同环境后的8周期间的环境。此研究表明仔猪出生第1天的环境影响对免疫系统如何发育可能有持续影响，而且这与在短时间内从环境中获得的细菌有关联。
越来越清楚的是为了最大限度地提高生产力，必须使合适的混合肠道细菌定植在新生仔猪肠道中，以促使免疫系统正常发育来抵抗不同类型的疾病，且不耗费能量。
正确的饲养环境似乎是获得良好免疫系统的关键。同时越来越清楚的是，早期添加抗生素可完全改变最初定植在肠道内的细菌菌落组成。
反之，这会影响以成熟微生物菌群出现的肠道细菌种类，进而对仔猪健康产生长远的影响。出生期间使用抗生素的仔猪不仅在生长过程中对某些类型的疾病更加敏感，而且这种方法也是造成耐药性细菌快速出现的一个主要因素。耐药性细菌正对动物生产和人体健康带来严重的问题。此外，现有证据表明，免疫系统、肠道菌群和代谢之间存在着复杂的相互作用。
这意味着在生命早期打乱肠道细菌的定植模式也可能会影响新陈代谢。
将来，也许在猪出生早期不使用我们已经了解的具有此类长期重要影响的抗生素，而应该首先以益生菌的形式给新生仔猪提供比例合适的细菌。然而，该领域还需进行更多的研究，这样能够确定有利于仔猪获得最佳健康的最理想细菌组合。
原题名：A pig’s microbiota – a result of many factors（英文）
原作者：Marie Lewis博士（英国雷丁大学肠道免疫学和微生物学讲师）