《Animal Nutriomics》：Comparative analyses of the gut microbiota of British shorthair and nulla luctus felis and screening of strains against pathogens
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本研究针对品种猫（英国短毛猫）与中华田园猫（nulla luctus felis）腹泻发病率差异现象，通过16S rRNA测序比较两者肠道微生物组成，发现NLF组富集乳酸杆菌(Lactobacillus)、阿克曼菌(Akkermansia)等有益菌属；进一步从NLF粪便中筛选出对宠物关联病原菌（大肠杆菌、都柏林沙门氏菌等）具有显著抑制作用的乳酸菌株NLF-P1（疑似类干酪乳杆菌），为开发替代抗生素的益生菌制剂提供理论基础。
在当今社会，伴侣动物已成为许多家庭的重要成员，而猫咪更是其中最受欢迎的宠物之一。随着猫咪数量的不断增加（预计到2020年，欧洲家庭猫咪数量将达到11亿只，美国9560万只，中国4860万只），猫咪的健康和福利问题日益受到关注。胃肠道疾病，如腹泻和便秘，是猫咪就诊的最常见原因之一，不仅影响宠物福祉，还带来巨大的经济负担。
有趣的是，兽医医院的调查和猫主人的访问显示，中华田园猫（nulla luctus felis）的腹泻发生率显著低于品种猫（如英国短毛猫）。这一现象引发了研究人员的思考：是否与肠道微生物组的差异有关？肠道菌群作为重要的代谢和免疫器官，其多样性、稳定性以及微生物与宿主的相互作用对维持健康状态至关重要。肠道菌群失调（任何对宿主机体健康产生不利影响的肠道微生物变化）与多种疾病密切相关。然而，关于不同品种猫咪肠道微生物组的比较研究仍然有限，特别是从健康猫咪中筛选具有益生潜力的原生微生物的研究更是明显不足。
与此同时，抗生素耐药性（AMR）已成为全球重大挑战，每年导致至少102万人死亡。伴侣动物作为人畜共患病原体和抗生素耐药菌株的潜在宿主，可能对人类健康构成机会性风险。因此，开发能够恢复肠道稳态并直接抑制病原体的天然益生菌株，成为一种有前景的策略。
在这样的背景下，浙江大学动物科学学院的研究团队在《Animal Nutriomics》上发表了一项研究，比较分析了英国短毛猫（BS）和中华田园猫（NLF）的肠道微生物组，并从中筛选具有抗病原菌活性的潜在益生菌株。
研究人员采用了多项关键技术方法开展本研究。他们招募了12只1-2岁健康猫咪（BS和NLF各6只），在相同饮食条件下饲养21天后，收集粪便和血液样本。通过16S rRNA基因测序（针对V3-V4区域）分析肠道菌群组成，利用生物信息学工具（如USEARCH进行OTU聚类，LEfSe分析差异菌群，PICRUSt2预测功能潜能）比较微生物多样性及功能差异。同时，采用传统微生物学方法从NLF粪便中分离乳酸菌，并通过牛津杯法评估其对抗宠物关联病原菌（大肠杆菌、都柏林沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌）的活性。
3.1. 肝功能相关指标
血液生化指标分析显示，两组猫咪的所有指标均在正常参考范围内。虽然BS组的丙氨酸氨基转移酶（ALT）值（57.25±12.68 U/L）显著高于NLF组（33.39±6.63 U/L）（P<0.01），但两者都在正常值（12-130 U/L）内，表明白品种间可能存在生理性差异而非病理状态。
3.2. 血糖血脂相关指标
在血糖和血脂指标中，BS组的胆固醇（CHOL）水平（4.53±0.75 mmol/L）显著高于NLF组（3.31±0.95 mmol/L）（P<0.05），但均在参考范围内，提示两个猫群在脂质代谢方面可能存在固有差异。
3.3. 微生物多样性分析
稀疏曲线表明测序深度足以覆盖大多数微生物多样性。Venn图显示两组共有310个共同OTU，BS组和NLF组分别有1068和1143个独特OTU。Alpha多样性（Feature、ACE、Chao1、Simpson、Shannon和PD_whole_tree）无显著差异，但Beta多样性分析（PCoA和NMDS）显示两组微生物群落结构存在显著差异（P<0.05）。
3.8. 猫咪肠道微生物群落比较
LEfSe分析鉴定出59个生物标志物分类单元（LDA>3.5）。NLF组富集了乳酸杆菌（Lactobacillus）、阿克曼菌（Akkermansia）、双歧杆菌（Bifidobacterium）等有益菌属，而BS组则富集了梭菌（Clostridium_sensu_stricto_1）、肠球菌（Enterococcus）等。
在门水平上，NLF组中的疣微菌门（Verrucomicrobiota）、脱铁杆菌门（Deferribacterota）和Patescibacteria显著高于BS组。在属和种水平上，NLF组中乳酸杆菌（Lactobacillus）和芽孢杆菌（Bacillus）显著增加，而肠球菌（Enterococcus）显著减少。
3.9. 微生物功能预测
PICRUSt2功能预测显示，在Level 1，两组中代谢相关通路占比最高（BS 77.11%，NLF 76.55%）。在Level 3，NLF组显著增加了15条代谢通路（如"甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢"、维生素B6代谢、群体感应等），减少了13条代谢通路（如长寿调节通路-多物种、阿尔茨海默病、双组分系统等）。
3.10. 分离菌株的抗菌活性
从NLF粪便中分离出5株乳酸菌（NLF-P1至NLF-P5），其中NLF-P1对三种宠物关联病原菌（大肠杆菌、都柏林沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌）均表现出最佳抗菌效果。系统发育树分析表明NLF-P1可能是副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）或干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）。
本研究通过比较分析揭示，中华田园猫拥有一个富含乳酸杆菌、阿克曼菌和双歧杆菌等有益菌属的肠道微生物群落，这可能是其较强环境适应力和较低腹泻发生率的原因之一。值得注意的是，NLF组中疣微菌门（特别是阿克曼菌）的丰度较高，该菌已知能调节代谢和免疫功能，降解黏蛋白并对其他致病菌产生竞争性抑制。此外，NLF组中乳酸杆菌和芽孢杆菌的丰度也较高，这些细菌能合成必需维生素和有机酸，显著促进营养吸收和相关肠道功能。
功能预测分析表明，NLF组显著富集了与消化系统相关的通路，表明其具有更强的营养代谢和能量获取潜力。而神经退行性疾病相关通路的预测减少，提示NLF肠道微生物组可能通过肠-脑轴影响神经系统健康。
最重要的是，从NLF粪便中筛选出的乳酸菌株NLF-P1对主要宠物关联病原菌表现出优异的广谱抗菌活性，这为开发替代抗生素的益生菌制剂提供了有前景的候选菌株。不过，本研究样本量较小且来自单一地理区域，体外抗菌活性仍需通过体内研究进一步验证。
总之，这项工作不仅增强了我们对特定猫咪群体微生物群落的科学理解，而且为开发新型益生菌制剂作为抗生素替代品、促进宠物机体健康奠定了坚实基础。特别是NLF-P1菌株，显示出作为兽医领域靶向益生菌干预措施的巨大潜力，有助于减少抗生素依赖并缓解抗菌素耐药性风险。
