鸡源粪肠球菌的益生菌特性及其对产蛋鸡抵御致病性大肠杆菌和沙门氏菌感染的保护作用

《Veterinary Microbiology》：Probiotic characteristics and protective effects of chicken-derived Enterococcus faecium against infection with Avian Pathogenic Escherichia coli and Salmonella in laying hens

本研究从耐药蛋鸡中分离出三种潜在益生菌（E. faecium P4、C7、2S4），证实其通过抑制病原菌增殖、增强肠道抗氧化能力及调节菌群，有效预防APEC O78和SE感染导致的腹泻及肠道出血，为抗生素替代提供新策略。

　　在本研究中，科学家们探索了如何利用益生菌来预防鸡群中由禽源性大肠杆菌（APEC）和沙门氏菌（SE）引起的疾病。这些病原体对家禽健康构成严重威胁，不仅导致高死亡率，还给养殖业带来巨大的经济损失。APEC和SE是引起禽类急性或慢性感染性疾病的常见病原体，与高发病率和死亡率密切相关。已有研究表明，APEC具有700多种致病血清型，其中O1、O2和O78是最常见的与大肠杆菌病相关的血清型。而沙门氏菌则有超过2500种血清型，其中沙门氏菌Enteritidis在全球范围内最为广泛，其次是Typhimurium、Heidelberg和Berta等血清型。这些病原体的血清型多样性使得现有疫苗的保护效果和覆盖范围受到限制，因此在疫苗尚未广泛应用的情况下，抗生素仍然是控制家禽细菌性腹泻的主要手段。然而，抗生素的滥用导致了多重耐药菌株的出现，许多国家已开始限制在动物饲料中使用抗生素，以防止药物残留对禽类产品的污染。此外，抗生素还会破坏肠道微生物群落，影响肠道屏障功能，进而加剧腹泻的发生。因此，寻找抗生素替代方案，以控制APEC和SE感染，成为当前研究的重要方向。

研究团队从中国地方鸡种中筛选出具有抗APEC和SE能力的益生菌株，并评估其在预防细菌性腹泻方面的潜力。通过实验发现，7日龄的Dawu Jinfeng雏鸡在自然状态下对APEC O78和SE感染表现出较高的抵抗力。为了进一步研究这种抵抗力的来源，研究人员对这些雏鸡进行了抗生素处理，并观察到肠道中某些益生菌种群的减少会导致其对病原体的易感性增加，同时引发腹泻症状。因此，益生菌在维持鸡群对APEC和SE感染的抵抗力方面发挥着关键作用。

研究人员从这些具有抵抗力的雏鸡粪便中分离出34株Enterococcus faecium（E. faecium）菌株，并进一步筛选出其中3株（P4、C7和2S4）表现出良好的益生特性。这些菌株在低pH环境和胆盐条件下具有良好的耐受性，能够抑制APEC O78和SE的生长，同时不具有溶血活性和抗生素耐药性。在体外实验中，这些菌株的抗菌活性和对肠道细胞的黏附能力得到了验证，表明它们在肠道环境中具有良好的生存潜力。此外，它们对肠道环境的适应能力也表明，它们可能在促进肠道健康方面发挥重要作用。

在体内实验中，研究人员对7日龄的雏鸡进行了为期28天的口服给药实验，分别给予P4、C7和2S4菌株三种剂量（1×10^4 CFU/mL、1×10^8 CFU/mL和3×10^8 CFU/mL）。结果显示，E. faecium的补充显著提高了雏鸡肠道的抗氧化能力，增加了超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性，同时降低了丙二醛（MDA）的水平，这些指标的变化表明，E. faecium能够有效减轻氧化应激，改善肠道环境。此外，E. faecium的补充还提高了肠道分泌型IgA的水平，表明其在增强免疫反应方面具有积极作用。同时，这些菌株的使用改变了肠道微生物群的组成，促进了有益菌群（如Parabacteroides和Barnesiella）的增殖，同时减少了有害菌群（如Desulfovibrio）的丰度。这些变化进一步说明，E. faecium能够调节肠道微生物平衡，从而增强肠道屏障功能，减少腹泻的发生。

研究团队进一步验证了这些益生菌株在实际应用中的效果。通过将这些菌株用于受APEC O78和SE感染的雏鸡，发现其能够显著降低腹泻和肠道出血的发生率，表明其在预防和控制细菌性腹泻方面具有良好的应用前景。这些益生菌株的抗菌活性和保护效果为开发新型的抗菌策略提供了依据，特别是在抗生素使用受限的情况下，益生菌可能成为替代抗生素的有效手段。

此外，研究还探讨了益生菌在调节肠道微生物群和增强宿主免疫反应方面的机制。研究表明，益生菌能够通过多种方式影响肠道环境，包括调节微生物组成、增强免疫反应和提高抗氧化能力。这些作用共同构成了益生菌在预防和控制肠道感染中的基础。同时，研究团队指出，复杂的益生菌混合物比单一菌种的益生菌在预防和控制APEC和SE感染方面更为有效。因此，在实际应用中，可能需要结合多种益生菌株，以达到最佳的保护效果。

研究团队还提到，益生菌在预防细菌性腹泻方面的潜力不仅仅局限于其抗菌活性，还与其对肠道屏障功能的改善密切相关。通过调节肠道微生物群的组成，益生菌能够促进有益菌群的增殖，抑制有害菌群的生长，从而维持肠道环境的稳定。同时，益生菌还能够通过增强宿主的免疫反应，提高对病原体的抵抗力，减少感染的发生。这些机制的综合作用使得益生菌在预防和控制细菌性腹泻方面具有广阔的应用前景。

在实际应用中，益生菌的使用需要考虑多个因素，包括菌株的选择、剂量的确定以及给药方式的优化。研究团队在本研究中选择了三种具有良好抗菌活性和益生特性的E. faecium菌株，并通过不同的剂量进行实验，以评估其在不同条件下的效果。结果表明，不同剂量的E. faecium对肠道环境的影响有所不同，其中较高的剂量能够更显著地改善肠道抗氧化能力和免疫反应。因此，在实际应用中，可能需要根据具体需求选择合适的剂量，以达到最佳的保护效果。

此外，研究团队还指出，益生菌的使用不仅需要关注其直接的抗菌效果，还需要考虑其对肠道微生物群的长期影响。通过持续的益生菌补充，可以促进肠道微生物群的稳定性，增强肠道屏障功能，从而减少感染的发生。同时，益生菌的使用还可以提高宿主的整体健康水平，包括增强免疫系统功能和改善消化吸收能力。这些作用的综合效果使得益生菌在预防和控制细菌性腹泻方面具有重要的应用价值。

研究团队还强调，益生菌的使用需要符合相关的安全和伦理规范。在本研究中，所有动物实验均经过河北农业大学动物伦理委员会的审批，并按照相关指南进行操作，确保实验的科学性和伦理性。此外，研究团队还提到，益生菌的使用需要考虑其在不同环境条件下的适应能力，包括温度、湿度和pH值等。因此，在实际应用中，可能需要对益生菌的储存和使用条件进行优化，以确保其活性和有效性。

研究团队还提到，益生菌的使用需要结合其他管理措施，以达到最佳的疾病防控效果。例如，通过改善饲养环境、优化饲料配方和加强卫生管理，可以进一步提高益生菌的使用效果。此外，益生菌的使用还需要考虑其与其他抗菌物质的相互作用，以避免可能的副作用或效果减弱。因此，在实际应用中，可能需要对益生菌的使用方式进行综合评估，以确保其安全性和有效性。

总的来说，本研究的发现为开发新型的益生菌产品提供了重要的科学依据。通过筛选出具有良好抗菌活性和益生特性的E. faecium菌株，研究人员为预防和控制APEC和SE感染提供了可行的解决方案。同时，研究团队还指出，益生菌的使用需要结合多方面的因素，包括菌株的选择、剂量的确定、给药方式的优化以及与其他管理措施的结合，以确保其在实际应用中的效果和安全性。这些研究成果不仅对家禽养殖业具有重要意义，也为益生菌在其他动物和人类健康领域的应用提供了参考。