宠物犬微生物菌群规律与调控研究

犬微生物菌群的特点及功能

犬体内上聚集着大量、复杂的微生物菌群。宠物犬消化道菌群数量巨大，比犬主人消化道微生物更加丰富。不同品种的宠物犬微生物种类也存在明显差异；同一品种犬的不同肠道生态位及不同地区之间也存在很大差异。菌群的多样性和数量伴随着消化道的延伸而增加。

在犬结肠和粪便中主要的菌类是厚壁菌门、拟杆菌、变形菌门和梭杆菌门。犬体内的微生物组成和各菌种的水平有其独特性。分子指纹图谱显示每一个独立个体的微生物生态系统是独特和稳定的。

16SrRNA测序进行分子分析证实，90%的细菌属于2大类一厚壁菌门和拟杆菌。

厚壁菌门包括梭菌属，如瘤胃球菌属、粪杆菌属和多利亚属(Dorea)， 这类细菌及拟杆菌、放线菌都可以产生短链脂肪酸，这是大肠最基础的能量来源。另外，这些细菌通过加强紧密连接维护黏膜屏障，进而调节肠道动力学，刺激抗炎性物质的产生。微生物菌群密切参与宿主的生命活动，包括能量摄取、新陈代谢、免疫活性和神经行为学的发育。厚壁菌门、拟杆菌、变形菌门和梭杆菌门门普遍存在于犬类消化道中。

梭菌在十二指肠和空肠中占主导，在回肠和结肠中也很多。梭杆菌门和拟杆菌在回肠和结肠中含量最高。真菌，如子囊菌门、担子菌门、球囊菌门和接合菌门在回肠和结肠中也有分布。

乳酸杆菌普遍存在于犬肠道的各个部位，数量为10∧4~-10∧8 CFU/mL，其中嗜酸乳杆菌占主导。健康犬肠道中还存在发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和唾液乳杆菌。

此外，有研究报道，在宠物犬体内能分离出鼠乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、旧金山乳杆菌和类植物乳杆菌。双歧杆菌对动物是有益的，但是使用焦磷酸测序的方法很难鉴定出双歧杆菌。有研究报道，使用荧光原位杂交技术可以检测出犬的粪便中含有10∧8 CFU/g双歧杆菌。来自动物的双歧杆菌( 如长双歧杆菌、动物双歧杆菌)和来自人类的双歧杆菌( 如链状双歧杆菌、两歧双歧杆菌)在宠物犬的粪便中都可以检测出。

对鼠和人类的研究表明，在个体出生前微生物就在子宫内定植。目前，关于犬体内微生物菌群定植时间的研究尚未有报道，但是考虑到生理特点和解剖结构的相似性，可以推断宠物犬微生物定植时间与鼠和人一致。

微生物的遗传多样性确保了许多酶类的作用和生化作用的旁支。微生物的代谢活动产生的能量和基质都可以被微生物自身增殖利用，也可以被宿主所利用。其中，酒精和不可消化碳水化合物(淀粉、菊粉、纤维素、半纤维素和果胶)的发酵是最重要的活动。该过程发生在结肠，可以产生气体、短链脂肪酸及乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐，可以为肠上皮和其他组织提供能量。短链脂肪酸的合成会使得肠道pH值降低。肠道pH值是机体防御的第一道感应线，其有助于肠上皮细胞生长、增殖和分化。共生微生物通过产生细菌素和大肠杆菌素，竞争营养物质和生态位，帮助宿主抵御病原微生物。另外，当肠道吸收短链脂肪酸时，促进钠离子和钾离子的重吸收。微生物菌群的另一个重要作用是运送初级胆盐和次级胆盐，可以促进脂肪和脂溶性维生素的吸收。

宠物犬皮肤微生物在维护皮肤功能方面发挥重要作用，可以增强皮肤屏障、降低潜在致病菌定植的风险。有研究通过焦磷酸测序表明，宠物犬皮肤栖息着大量、种类丰富的微生物菌群。健康犬不同皮肤部位微生物菌群分布独特。与黏膜表面、黏膜与皮肤连接处相比，有毛皮肤中的微生物种类更丰富。皮肤与黏膜表面最主要的微生物种类是变形菌门和草酸杆菌科。与健康宠物犬相比，过敏犬皮肤微生物多样性降低，其中罗尔斯通氏变形菌占比明显降低。

消化道紊乱是宠物犬常见的问题。沙门氏菌和弯曲杆菌等肠道病原菌可以导致人畜共患病。宠物犬体内还可能存在原生动物寄生虫的囊孢，但并不表现出症状，因此增加犬主人感染的风险。微生物菌群与动物免疫系统存在动态关系。肠黏膜及其上的Toll样受体诱导降低信号，促进炎症介质(细胞因子和吞噬细胞)的产生和释放。

日粮的营养组成和原料对消化道功能、微生物组成及代谢产物有显著影响。高品质的宠物粮可以满足动物必需营养物质，蛋白质、维生素、矿物质等的需求。含益生菌的宠物粮逐渐进入市场。动物试验表明，高碳水化合物淀粉为主的宠物粮会降低粪便氨含量。蛋白含量高的原料(如肉粉)会导致犬体内pH值升高，降低丙酸和乙酸含量，增加支链脂肪酸和戊酸含量，从而增加犬粪便中挥发性脂肪酸和钙卫蛋白的含量。另外，高蛋白原料使用过多导致犬腹泻的发生。

1.益生菌

利用抗生素治疗宠物犬疾病时，抗生素会对有益微生物产生不利影响，有增加有害微生物的潜在风险，同时增加病原菌的耐药性。因此，给宠物补充益生菌以促进其完善消化道健康的应用逐渐增多。

Strompfova等研究15只健康犬采食含有酵母菌的日粮(试验期7d)，试验用酵母菌株是从健康犬粪便中分类得到，研究表明，酵母菌提高犬粪便中乳酸杆菌和肠球菌的数量。有研究报道，给犬饲喂屎肠球菌，屎肠球菌经过消化道后可以存活；停止饲喂屎肠球菌3个月，仍能在犬粪便中检测出尿肠球菌；该菌株可以降低葡萄球菌含量，但是对大肠杆菌含量没有影响。

嗜酸乳酸杆菌可以通过犬的消化道，使粪便中乳酸杆菌的数量增加、梭菌的含量降低，同时对犬血液生化指标有改善作用。Weese 等评估鼠李糖乳杆菌在犬消化道中的通过性，发现鼠李糖乳杆菌对犬没有产生副作用。Vahjen 等用屎肠球菌(9.2 x 10∧9 CFU/mL)饲喂健康犬，18d后观测到，沙门氏菌和弯曲杆菌的数量增加，而梭菌的数量显著降低。因此，应该对新型的益生菌制剂进行细致全面的安全性评估。微生物的益生特性与宿主的特异性有密切关系。要确保益生菌的有效应用，应该选择宿主固有肠道菌群作为菌株来源。但是，绝大多数宠物用益生菌并不是来源于犬的消化道。

2.益生元

有研究报道，宠物粮中添加益生元对犬健康有益。与采食高蛋白日粮相比，健康犬摄入含有菊苣(一种可发酵寡糖)的日粮，粪便硬度变大、pH值降低，双歧杆菌含量增加、产气荚膜梭菌含量降低。研究表明，犬日粮中添加低聚果糖对动物健康有益，可以促进双歧杆菌的生长，改善犬整个肠道内矿物质的利用率。给犬饲喂低含量的膳食纤维，可以降低梭菌含量，增加厚壁菌门的含量。葡聚糖可以增加犬粪便中乙酸、丙酸和短链脂肪酸的含量，同时可以降低粪便pH值和吲哚的水平；葡聚糖还能降低粪便中产气荚膜梭菌的含量，但是对大肠杆菌、乳酸杆菌和双歧杆菌没有显著影响。

特定的益生菌或菌株组合有助于宠物犬的营养、健康保健和疾病治疗。益生菌制剂在预防和治疗犬急性胃肠炎、炎症性肠病和过敏方面均取得一定成就。但是，宠物犬自身的微生物菌株可能是最佳的益生菌制剂来源。

目前，对宠物犬肠道微生物分布及益生特性的研究存在样本量的限制，也很少将动物年龄、品种差异、生活环境(包括采食环境)等因素进行考量，但是已有研究有助于了解肠道微生物与疾病的关系，提供了通过饮食调控宠物犬健康状况的解决思路。