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CNAS L23010
国家高新企业 | ISO9001认证 | 肠道健康精准检测高新技术研发中心 | 专精特新企业
二级病原微生物安全实验室- 联系电话：+13336028502
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CNAS L23010
国家高新企业 | ISO9001认证 | 肠道健康精准检测高新技术研发中心 | 专精特新企业 二级病原微生物安全实验室
谷禾健康
过去十余年，新一代测序（NGS）极大推动了人类微生物组研究，我们开始能以前所未有的分辨率，观察人体各生态位的细菌、古菌、真菌、病毒等。
研究发现，微生物组与肥胖代谢问题、消化道疾病、精神健康问题、癌症治疗响应、肝胆问题等健康状况都存在关联，这些前沿发现催生了如肠道菌群检测等专业服务，也推动学界提议将微生物组作为疾病辅助诊断、预后评估、治疗反应预测和监测、指导个性化的饮食方案的新工具。
但现实中，从科研发现到临床应用的转化之路并非坦途。样本差异很大、流程细节多、污染隐蔽、统计学和机器学习容易踩坑、不同实验室做法不一，导致可重复性与可比性不足，临床效用难以确认。
这场“从科研到临床”的转化难，其根源并非微生物本身潜力的匮乏，而在于我们缺乏一套能够驾驭其复杂性的严格“交通规则”。
因此，微生物组要想真正服务临床，需要建立一套覆盖“分析前—分析中—分析后”的全流程质量管理，包含：标准操作程序（SOP）、质量控制（QC）、内部质量评估（IQA）、外部质量评估（EQA）与严格的分析/临床验证。
本文将为你揭示微生物组检测走向临床的关键挑战和解决方案，特别是质量管理框架的构建，为这一前沿领域的规范化发展提供路径。
从使用场景出发，理解“需要什么”远比“能做什么”更重要。微生物组数据可转化的临床用途，例如以下：
辅助筛查/诊断
识别疾病状态下的特征性菌群变化，例如肠道炎症、某些感染相关的菌群失衡。
指标示例：
特定物种丰度、菌群之间比值（如拟杆菌门/厚壁菌门）、功能通路、耐药/毒力基因等。
预后分层
用微生物组的“多样性与稳定性”预测疾病结局或加重风险，如囊性纤维化、消化系统或呼吸系统慢病的加重倾向。
比如说囊性纤维化患者：
菌群多样性下降 → 预测6个月内急性发作风险增加↑
指标示例：
α-多样性、β-多样性等。
微生物组分析指标作为生物标志物
预测治疗反应
典型案例：肿瘤免疫检查点抑制剂（ICIs）的疗效与基线肠道菌群结构相关；部分有益菌群富集与更好的应答有关。
具体来说，癌症治疗响应中，肠道菌群会通过调节免疫系统影响抗癌药物疗效。
指标示例：
响应者群体中特定属/种的富集模式、多样性高低、免疫调节相关功能基因与代谢产物等。
疗效监测/辅助治疗定制
动态随访微生物组，观察治疗（含饮食干预、FMT等）后的菌群变化轨迹；为供/受体匹配提供安全评估。
指标示例：
纵向β-多样性变化、特定功能通路恢复、致病菌负荷下降等。
注：这些指标不是金标准，可以认为是“窗口”，辅助筛查、分层或跟踪，但仍需在具体疾病与人群中完成临床验证与参考区间/阈值的建立。
正因如此，微生物群分析有望为疾病的早期诊断、个性化治疗以及健康管理提供全新的视角和方法，其作为生物标志物的潜力也备受关注。不过，微生物群分析的道路并非一帆风顺，诸多挑战横亘其中。
微生物组自身的善变与复杂性
微生物群本身具有高度的复杂性，它由数量庞大、种类繁多的微生物组成，包括细菌、真菌、病毒等，这些微生物之间以及它们与宿主之间存在着错综复杂的相互作用。
你的饮食、生活方式、服用的药物，都会引起肠道菌群的波动。这种看起来“牵一发而动全身”的特性，使得捕捉一个稳定且有代表性的快照变得困难。
数据分析的挑战
通过高通量测序（NGS）技术，我们能获得海量的微生物组数据。经过复杂的生物信息学处理，才能转化为可解读的分类、功能或多样性指标。
指标繁多：一个样本中可能包含成千上万种微生物或功能基因，为了简化，研究者会使用一些概括性指标，比如“α-多样性”（衡量菌群的丰富度和均匀度），但这可能会丢失关键信息。
统计陷阱：直接将成千上万个菌种与临床表型做关联分析，很容易因为数据本身的特点（高维度、稀疏性）而产生错误的、虚假的结论。
新工具的挑战：虽然机器学习等新工具很有前景，但它们也带来了新的复杂性，比如模型难以解释、验证困难等。
检测技术的细节
从样本离开人体到最终报告生成，整个流程遍布“雷区”，例如在样本储存条件、DNA 提取（方法、试剂盒品牌）、测序（引物的选择）等过程中，任何一个环节的细微差异，都可能对结果产生显著影响，从而导致研究结果的不一致性。
污染问题：尤其是在处理微生物含量低的样本时，实验中微量的污染物可能会导致错误的研究结论。
缺乏标准：目前没有统一的标准化实验流程。从样本处理到DNA提取，操作步骤的微小改动都会显著影响最终结果，导致不同研究之间的数据很难进行比较。
正是这些技术上的不统一和不可控，使得微生物组检测领域迫切需要一个标准化的质量管理体系，以确保未来临床检测的准确性和可靠性。
面对微生物群分析中的诸多挑战，建立一套完善的质量管理框架显得尤为重要。这个框架涵盖了从实验设计到结果解读的各个环节，旨在确保微生物群分析的准确性、可靠性和可重复性。它不仅为科研人员提供了标准化的操作流程，也为临床医生提供了更准确的诊断依据，有助于推动微生物群分析在精准医疗中的应用。
验 证：迈向精准医疗的基石
在微生物群分析中，新检测方法的引入如同打开一扇通往未知领域的门，但这扇门能否通向正确的方向，需要通过严格的验证来确保。
分析验证是对检测方法本身性能的评估，包括准确性、精密度、灵敏度、特异性等指标。
临床验证则是将检测方法应用于临床样本，验证其在实际临床环境中的有效性和可靠性。
临床效用评估是从临床实践的角度出发，评估检测方法对患者治疗决策和健康结果的影响。
临床效用——临床有效性，有用
微生物组检测必须同时满足两个条件：
这一验证阶段通常通过前瞻性临床试验进行，专门评估检测带来的实际改善。
虽然大型机构可能主导全面评估，但各临床实验室仍需验证自己的实施方案。
验证参考样本和数据的可用性对于充分评估任何新检测的实施至关重要。
目前微生物组分析还缺乏明确指导方针。现有的基因测序应用建议可作为基础，但验证过程必须根据特定方法和临床目的调整。尽管已提出许多潜在应用，但尚无一种完成正式临床验证。
标准操作程序：确保结果一致性的关键
严格标准流程的重要性
为整个微生物群分析工作流程定义严格的标准操作程序（SOPs）是确保结果一致性和可靠性的关键。
SOPs 好比一份详细的地图，为实验人员提供了清晰的操作指南，从样本采集到结果报告的每一个环节都有明确的规定和要求。
在湿实验室协议方面，任何细微的差异都可能对实验结果产生显著影响，因此需要严格控制实验条件，确保实验操作的一致性。
生物信息学工具的特殊需求
除了SOPs的基本要求（如书面文档和过程可追溯性）外，宏基因组学分析还特别需要生物信息学工具和参考数据库的稳定性。为了支持微生物组分析的各种应用，分析软件应具备可配置性和灵活性，同时保持易用、快速、稳定和可追溯的特点。
在宏基因组学分析的实际应用中，我们通过灵活组合构建定制化的数据分析脚本，满足不同分析需求的可配置性要求，确保分析工具既具备强大的统计分析能力，又保持了高效的数据处理性能。
谷禾所有生物信息学脚本的版本控制采用集中化管理策略，统一存储和备份于公司服务器中。对于分析所需的软件环境，本地统一部署管理，同时，建立了镜像作为备份方案，这种双重保障机制有效提升了分析环境的可靠性和可重现性。
这种基于官方资源的配置策略不仅保证了分析结果的标准化和可比较性，还为后续的方法验证和结果重现提供了坚实的技术基础。
质量控制：保障分析可靠性的支柱
质量控制（QCs）是质量管理的基石。它通过检查阴性和阳性对照样本，确保从采样到数据分析的全过程顺利完成。同时，设置“检查点”来监控关键步骤，只有满足标准才能继续。
核心原则
全流程把关：用阳性和阴性对照验证“采样→提取→建库→测序→分析”是否顺利完成。
检查点门槛：每个关键步骤设定接受标准，未达标则暂停或重做。
确保可重复与可比：严格执行标准，保证实验室内一致性和对外有效性。
内 部 质 量 控 制
阳性对照——验证能检出
最佳选择是标准化“细胞模拟”群落（已知组成），可覆盖提取到分析的全链条。
其他形式：DNA 模拟物、计算机模拟读段（不能覆盖湿实验室环节）。
平台特定补充，如 Illumina 常加 PhiX 作标定。
阴性对照——监测污染
污染物来源于实验室环境、试剂（“试剂盒”）或邻近样本（交叉污染），并在采样、DNA 提取、文库制备和测序（“索引跳跃”）过程中累积。
必备
提取空白、建库空白；必要时加“采样阴性”（例如清水、试剂空白）。
建议
所有阴性对照都进行测序，即便检测不到 DNA，也用于评估随机污染。
管理
建立污染物追踪库，长期记录与预警异常事件。
处理
策略
过滤阴性对照中出现的菌群（注意避免过度过滤导致假阴性）。
设阈值过滤或用专用工具（如 decontam、microDecon、Recentrifuge）识别并剔除污染；其中Recentrifuge能识别交叉污染。
注意
事项
低生物量样本（皮肤、下呼吸道）更易受污染影响；基于低丰度物种计数的指标更脆弱，像 α 多样性这类“更广义”的指标相对稳健。
关 键 检 查 点（ 示 例 ）
1
是否该做这个检测
核对临床指征、限制与必要咨询，避免无效或重复检测。
2
样本是否合适
采样部位要与临床问题匹配（肠道/皮肤/下呼吸道等生态位差异巨大）。
采样时机需控制（用药间隔、治疗/操作后多长时间、是否空腹/进食等），避免节律与饮食干扰。
采样质量判定（如直肠拭子是否有粪染、痰是否黏稠非唾液等）。
3
DNA 提取量与可用性
–工具：qPCR、荧光法（如 Qubit）、分光光度法（如 NanoDrop）。
–高生物量样本（粪便）：若文库或测序读数异常偏低，提示提取/建库失败。
–低/中生物量样本（呼吸道、皮肤）：常规前瞻性定量，关注污染风险。
–补充：靶向 qPCR（细菌 16S、真菌 ITS）可校正宿主 DNA 干扰，并将相对丰度换算为近似绝对量。
4
文库定量与标准化
–目的：测序前做等摩尔混合，也可侧面反映样本质量/微生物负荷。
–方法：荧光定量＋片段长度分析。
5
测序质量
常用的测序数据指标：每样本读数、错误率、Q30 占比、读长等；
使用平台指标与 FastQC 辅助诊断问题。
6
生物信息学处理质量
流程：质控、过滤、修剪、聚类/ASV、组装、比对等；
检查各步骤的日志与评分，确认成功产出预期结果（分类、功能、耐药/毒力等）。
7
最终临床审核
由熟悉这方面的临床微生物学家把关，确认流程完整、报告恰当（必要时展示稀有但临床相关的菌群）。
早期需为临床医生提供解读支持；长期通过培训提升全科室对结果的理解与应用。
外部和内部质量评估：提升分析水平的助力
外部质量评估（EQA/能力验证）
核心做法是向多家实验室发放同一份参考材料，然后回收并比较各家的检测结果。可以理解为由权威第三方机构组织的 “全国统考”。
微生物组许多指标对流程细节非常敏感，因此需要定制化的 EQA 方案。
提出的两种解决方案：
结论导向 EQA：看不同实验室在临床结论上是否一致。
可能出现中间指标不一致（如多样性指数不同），但基于各自参考范围/阈值，最终临床判断一致（如粪菌移植失败风险高）。
举例：A、B两个实验室用了不同的方法，测出的多样性指数分别是3和5，数据不同。但他们根据各自的参考标准，可能都得出了“此患者粪菌移植失败风险高”的相同结论。这样就算通过。
局限：目前微生物组检测在临床上还没有太多公认的应用，所以这种考核很难开展。
方法导向 EQA：不讨论临床结论，只比对技术表现是否一致。看大家用同样的方法、同样的样本，能否得到同样的结果。
内 部 质 量 评 估（IQA）
简单来说，内部质量评估就是实验室内部的 “自我检查” 机制，用来确保自己的检测流程稳定可靠。
具体怎么做？
重复检测参考样本：定期把一个已知的、标准的参考样本拿出来重新检测一遍，看结果是不是和以前一样。这能保证实验流程长时间内没有发生偏移。
检测平行样本：把一份临床样本分成两份（或多份），当作两个独立的样本来检测。理论上，这两份得到的结果应该高度一致。这能检验操作的精密度和可重复性。
为什么要这么做？
因为目前针对微生物组分析的官方 “外部质量评估” (EQA)（也就是由权威机构组织的全国性或全球性大比对）还很缺乏。
解决方法：通过实验室内部的自我检查，以及组织几个本地或合作实验室之间搞 “比对测试”，可以很好地补充或弥补这个空缺，从而保证检测质量。
目前尚无充分验证的生物标志物可应用于常规实践，基于微生物组的生物标志物验证仍是一项持续而复杂的工作。下面的三个案例展示了常见挑战与可行做法。
案例一
Akkermansia muciniphila 预测免疫治疗反应
某些肠道菌与免疫检查点抑制剂疗效相关，Akkermansia muciniphila的存在被认为可能提示更好的应答。
► 分析验证（如何确保检测准确）
这个验证相对直接，因为目标很明确：只需要评估整个流程能否可靠地找到、识别并量化 A. muciniphila 这一种细菌。
具体做法是：
► 临床验证（这个指标在病人身上真的有用吗）
这需要通过设计良好的临床试验来证明。
可以这样做：
一个重要的提醒：
在做临床验证时，必须特别注意研究人群的构成。因为 种族、地理位置、饮食习惯 等因素都会显著影响肠道菌群。这些是混杂因素，如果不加考虑，可能会导致错误的结论。
案例二
用肠道菌群多样性指标，预测造血干细胞移植的预后
这个案例关注的是一个叫 “α-多样性”（Alpha-diversity） 的指标。简单来说，它衡量的是你肠道里微生物种类的“丰富程度”和“均匀程度”。就像一个生态系统，种类越多、分布越均匀，多样性就越高。
有研究发现，在接受造血干细胞移植前，如果患者肠道菌群的辛普森多样性指数的倒数（Inverse Simpson Diversity）越高，他们之后的总体生存率也越高。
► 分析验证（如何确保多样性算得准）
验证这类指标的难点在于，我们永远不知道样本里到底有多少种细菌（也就是说没有标准答案）。所以验证方法是直接看，我们测出的“多样性指数”和“病人的生存结果”之间有没有稳定的关联性。
► 临床应用与解读 （怎么用这个结果）
得到一个多样性指数后，怎么判断是高是低呢？
挑战：混杂因素
和上个案例一样，最大的挑战还是“混杂因素”。
人种、地区、饮食都极大地影响肠道菌群。
这个研究的优点是它的数据来自三大洲，说明结论可能具有普遍性。但反过来，这种大杂烩式的方法也可能掩盖了只针对某个特定人群的规律。
案例三
机器学习分析肠道菌群用于肝细胞癌筛查
这个案例探讨的是一个更前沿的方法：训练一个人工智能（AI）模型，让它通过分析一个人的肠道菌群数据，来判断他患上肝癌的风险。
核心思路
训练模型：先收集大量已知是“健康”或“肝癌患者”的肠道菌群数据。
让AI学习：把这些数据喂给AI模型，让它自己学习和总结出区分健康和患病人群的菌群模式。
预测：模型训练好后，当输入一个新人的菌群数据时，它就能根据学到的规律给出一个判断，这个人得肝癌的风险有多高。
如何验证这种AI模型？（这是最复杂的部分）
– 检查AI的学习方法
要确保AI不是过度训练得出的结论，比如，它可能学到了一些无关的线索或过度拟合部分线索，总的来说，AI需要比较大量的数据输入才可靠，此外对输入数据的准确性，描述等要求非常高。
– 严格的考试
绝对不能用训练过的数据来测试模型。这就像学生考试，不能用做过的练习题来当考卷。必须用一个全新的、独立的“验证数据集”来测试它的准确性。
– 在真实世界中检验
理想情况下，要把这个模型拿到一个更大、更多样化的人群中去检验，看它是否依然有效。
如何评价疾病预测模型的好坏？
评价一个疾病预测模型的精准性，远非一个“准确率”数字那么简单，其核心在于模型的性能是否与它的临床应用目的相匹配。我们必须综合评估一系列关键指标，并理解它们之间的内在权衡关系。
首先，要区分几个概念：
关键在于，这些指标的应用价值取决于场景：
对于疾病筛查（如早期癌症筛查）：我们担心的是假阴性（把病人判为健康），这会延误宝贵的治疗时机。
因此，一个好的筛查模型必须追求灵敏度高，哪怕这会牺牲一部分特异度，导致一些假阳性（把健康人判为有病）。因为假阳性者可以通过后续更精确的检查（如CT、活检）来排除，只是虚惊一场，但漏诊的代价是巨大的。
对于疾病的确诊或指导重大治疗：此时，我们担心的是假阳性（误诊）。
给一个健康人施以不必要的、甚至有害的治疗是不可接受的。因此，一个用于确诊的模型必须拥有很高的特异度和阳性预测值（PPV），确保诊断的可靠性。
总的来说，一个模型的优劣是相对的。因此，最适合特定任务的模型，就是最佳模型。
评估微生物组的预测模型时，不能孤立地看某个指标，而应结合ROC曲线和AUC值来综合判断其区分能力，并根据其在临床路径中的具体角色（是用于大规模初筛，还是用于辅助诊断，辅助干预），来决定我们更看重哪个维度的性能。
关于这方面内容，详见谷禾之前的文章：
这套质量管理框架，为临床实验室未来如何开展微生物组检测指明了方向。
有些做法是现成的，比如必须使用“阴性对照”样本来监控污染。还有一些可以直接借鉴其他领域的经验，比如开展“内部质控”（IQA）和“外部质评”（EQA）。
因为如果科研人员在发表研究成果（比如发现一个新的生物标志物）时，就能提供详细的标准化操作流程（SOPs）和完整的质控数据，那么临床实验室就能更快、更容易地把这项新技术“接过去”并复现出来。
这将大大加快从基础研究成果，到病人能从中受益的诊断工具的转化过程。
编辑
目前，行业标准化已不再是纸上谈兵，本文所探讨的质量管理框架源自长期的实践与迭代。围绕实验室的人员、设备、环境、方法及管理流程等关键环节，谷禾进行了持续的系统化改进，建立并执行一套可追溯、可评估的质量管理体系，推动相关工作走向规范化。
在既有质量控制与验证基础上，谷禾将继续推进临床与微生物领域的转化应用，持续完善流程与方法，稳步提升落地能力与服务可用性。
主要参考文献
Scherz V, Greub G, Bertelli C. Building up a clinical microbiota profiling: a quality framework proposal. Crit Rev Microbiol. 2022 May;48(3):356-375.
Caminero A, Tropini C,et al., Credible inferences in microbiome research: ensuring rigour, reproducibility and relevance in the era of AI. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2025 Jul 31.
Britton RA, Verdu EF, Di Rienzi SC, Reyes Muñoz A, Tarr PI, Preidis GA; Biotherapeutics Subcommittee of the AGA Center for Gut Microbiome Research and Education. Taking Microbiome Science to the Next Level: Recommendations to Advance the Emerging Field of Microbiome-Based Therapeutics and Diagnostics. Gastroenterology. 2024 Nov;167(6):1059-1064.
谷禾健康
当一只狗突然出现全身僵硬、四肢抽搐、口吐白沫，往往会令主人陷入恐慌 —— 这很可能是癫痫发作的典型症状。
作为犬类最常见的慢性神经系统疾病之一，癫痫发病率高达0.6-0.75%，相当于每200只狗中就有1-2只受其困扰。更令人揪心的是，传统抗癫痫药物虽然有效，但约三分之一的患病狗狗对传统抗癫痫药物（如苯巴比妥、左乙拉西坦）反应不佳，最终发展成“耐药性癫痫”。
频繁发作不仅损害狗狗的大脑功能，还会导致焦虑、认知障碍等行为共病，严重降低生活质量，且药物副作用（嗜睡、共济失调、肝损伤、多食等）常常让主人进退两难。因此，迫切需要更深入地了解狗癫痫的潜在机制，并寻求提高疗效和减少副作用的新型治疗方法。
近年来，“肠道菌群–肠–脑轴”(MGBA)逐渐成为研究热点。肠道菌群——被誉为身体 “第二大脑” 的微型生态系统，越来越多的研究表明，狗狗肠道里那些看不见的微生物，不仅主管消化功能，还可以通过复杂的菌群-肠-脑轴系统与大脑建立起深度互联。其中涉及代谢、神经、免疫和内分泌机制，深刻影响着包括癫痫在内的神经系统健康。相反，微生态的失衡会对生理学产生不利影响，并可能是导致癫痫发作背后的 “隐形推手”。
研究显示，癫痫犬的肠道菌群与健康犬显著不同，尤其是与抑制性神经递质GABA和抗炎短链脂肪酸(SCFAs)相关的菌群（如假单胞菌目、普雷沃菌科、瘤胃菌科、消化球菌科）丰度下降。失衡菌群可通过四条途径——代谢产物（如SCFAs）、神经信号（如GABA、血清素）、内分泌（HPA轴）与免疫炎症——提升脑兴奋性，诱发或加重癫痫发作。由此，面向菌群的非传统“靶向疗法”展现出应用潜力。包括：
一、生酮饮食/MCT饮食： 效果最显著。多项临床研究显示，添加中链甘油三酯(MCT)的饮食，能使9-14%的癫痫犬完全无发作，13-43%发作频率减少超50%，还可能改善行为共病（如多动、恐惧）。
二、特定益生菌： 动物与人类研究均显示一定潜力，例如可提升产GABA菌的丰度，其可能有助于调节神经兴奋性。然而，就犬癫痫而言，其临床疗效仍缺乏充分证据，仍需高质量、严格设计的研究加以验证与确认。
三、抗生素： 个别案例表现出显著性效果，但风险高（可能诱发癫痫耐药性），还会破坏肠道微生态，非常规推荐。
四、粪便菌群移植(FMT)： 初步研究显示对改善癫痫相关的行为共病（焦虑、多动）效果显著，对发作控制效果不一，是极具前景的新方向。
本文将深入探讨肠道菌群是如何影响犬类癫痫，并结合近年来最新的研究文献，为宠物主和兽医提供全新思路和创新治疗与管理方案。
▸ 什么是犬类癫痫？
癫痫是犬类常见的慢性神经系统疾病。其由皮质神经元异常引起，涉及抑制性神经递质功能受损或兴奋性神经递质过度释放，导致突发性的短暂脑功能紊乱。
临床表现包括反复自发性发作、感觉异常、肢体抽动、意识丧失、行为改变和肌痉挛。正常时，神经元依靠精确的电信号传递信息；发作时，神经元出现异常同步放电，进而引发短暂的脑功能障碍。
▸ 狗的癫痫发作包括三个阶段：
•发作前期：狗狗可能会出现焦躁、不安、躲藏、或寻求关注的异常行为，可能伴随呜呜声或者颤抖。
•发作期：意识丧失、倒地、全身或者局部抽筋、四肢划动（强直-阵挛最常见）、口吐白沫、大小便失禁等。
•发作后期：可能陷入短暂昏迷或意识混乱，有意识但还没有功能。
在发作后阶段，大脑逐渐恢复正常功能。但持续时间可从片刻至数小时甚至数天。此时动物常迷失方向、行为异常（如重复发声、强迫性行走不避障），并出现疲劳、共济失调、饥饿或口渴增加。还可能急于排尿排便、极度疲惫并长时间睡眠，偶见发作后失明或攻击性。
癫痫与其合并症之间复杂关系的简化
Peek SI,et al.Vet J.2024
临床上，癫痫多表现为运动症状，如面部抽搐、反复点头和有节律的眨眼；常伴自主神经兴奋（瞳孔散大、流涎、呕吐）及行为改变（异常黏人）。
▸ 癫痫发作的原因
国际兽医癫痫工作组（IVETF）将癫痫发作的原因分为反应性癫痫（毒性或代谢紊乱所致）、结构性癫痫（颅内/脑部病变）和特发性癫痫。
•特发性癫痫是最常见的类型
特发性癫痫也叫作原发性癫痫，它指的是狗狗在没有明显的外部原因或脑部结构异常的情况下出现的癫痫发作，一般认为和遗传因素有关，而导致的大脑皮层及皮层下中枢对外界刺激敏感性增高，容易感受来自外界环境的刺激。特发性癫痫的患病率为53.8%，是犬癫痫最常见的病因。
影响癫痫及其合并症的机制
Peek SI,et al.Vet J.2024
原发性癫痫一般在6个月—6岁的狗中比较常见，而且会随着年龄的增长，发作的次数也会更加频繁，程度也会更加严重。某些品种的狗狗更容易患病，如比格犬、比利时牧羊犬、拉布拉多犬等。
!
传统治疗方法的困境
传统治疗的困境在于：常用抗癫痫药物主要作用是抑制异常放电，但约30%的狗狗对药物反应不佳，并逐渐出现耐药性，导致控制效果有限、复发风险增加。与此同时，长期用药常伴随一系列不良反应，包括明显的嗜睡、步态不稳（共济失调）、食欲显著增加以及潜在的肝毒性等，进一步削弱生活质量。
需要强调的是，癫痫带来的负担远不止“发作那一刻”的痛苦，它会以持续、深刻的方式影响患犬的日常功能、情绪状态和家庭照护压力。相较之下，肠道菌群相关研究正在提供新的视角，有助于更深入地理解癫痫的致病机制，并为制定更具针对性的个体化治疗策略开辟新的思路。
狗狗的肠道是一个庞大而复杂的微生态系统，该生态系统包括肠上皮细胞、粘液层、免疫系统和管腔环境。其中定植着数万亿微生物，包括细菌（占绝大多数 98% 以上）、真菌、病毒等，其中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、梭杆菌门(Fusobacteria)是健康犬的核心优势菌群。
这些微生物不仅参与营养物质消化吸收的基础功能，还在新陈代谢、免疫系统调节和防御病原体等多个过程中发挥重要作用，从而影响全身健康：
▸ 肠道微生物群的作用
•代谢工厂：合成B族维生素、发酵膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs)，如乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐等。短链脂肪酸为其他组织提供能量，支持肠道细胞的生长和分化，并有助于肠道pH值恒定。此外，这些脂肪酸具有抗炎特性。
•免疫屏障：刺激肠道黏膜免疫细胞（如 T 细胞、巨噬细胞），抵御病原体入侵。
•神经信号传递：通过菌群-肠-脑轴与大脑进行交流，影响神经递质合成、炎症反应和应激激素分泌。
▸ 狗的攻击性或恐惧与肠道菌群存在联系
大脑与肠道之间的交流是一个复杂且双向的过程，涉及多个系统：包括中枢神经系统、肠道神经系统、内分泌系统和免疫系统。
这些系统通过神经信号、激素信号和免疫信号进行沟通。近年来的研究发现，肠道微生物群可能对“肠-脑轴”有着重要的影响。因此，近期的研究将这一轴系命名为为“微生物群-肠-脑轴”。肠道微生物群产生各种代谢物，这些代谢物会对大脑功能产生影响，并潜在地调控着健康的诸多方面。例如，在狗和小鼠中，分别发现了菌群失调与行为/攻击性和应激反应之间的相关性。
•攻击性强的狗中链状杆菌属和巨单胞菌属增加
最近的一项研究就发现，狗的攻击性或恐惧行为，与肠道菌群失调存在关联。他们在攻击性强的狗狗粪便样本中，发现了异常的细菌结构、高度的变异性，以及某些细菌尤其是链状杆菌属(Catenibacterium)和巨单胞菌属(Megamonas)数量的增加。
对于存在恐惧行为的狗，仅见乳酸菌(Lactobacillus)增多，整体菌群无显著变化。乳酸菌可影响抑制性神经递质 GABA 的生成。研究者推测，这些菌群变化可能导致神经活性代谢物异常，并通过与中枢神经系统互动影响行为。
注：需强调的是，该研究仅显示肠道菌群异常与行为相关，尚无因果证据，无法确认菌群异常直接引发攻击性增加。
•癫痫狗体内GABA产生菌和短链脂肪酸产生菌减少
多项研究对比了健康狗与癫痫犬之间的肠道菌群，并发现了其中的差异性：
与健康犬相比，癫痫犬粪便中乳酸菌数量无显著差异。但β多样性分析显示，无论是否接受抗癫痫药物，癫痫犬的肠道菌群结构均与健康犬不同，且差异主要来自低丰度的非优势菌群。具体而言，癫痫犬的假单胞菌目(Pseudomonadales)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)和消化球菌科(Peptococcaceae)显著减少。
假单胞菌可将谷氨酸转化为重要的抑制性神经递质 GABA。尽管 GABA 不能直接穿过血脑屏障，但研究推测其可经迷走神经通路间接影响中枢神经系统。因此，GABA 产生菌减少或干扰癫痫发作的频率与严重程度。
普雷沃氏菌科、瘤胃球菌科与消化球菌科为短链脂肪酸(SCFAs)生产者。SCFAs 不仅能穿越血脑屏障，还可在大脑中调节 GABA、谷氨酸与谷氨酰胺水平，并以多种方式维持脑内稳态。
这些发现表明，肠道菌群失衡——尤其是 GABA 与 SCFAs 产生菌的减少——可能通过影响神经递质水平与脑功能，参与犬特发性癫痫的发病。
此外，有研究团队发现，脑膜脑脊髓炎犬的普雷沃菌氏科(Prevotellaceae)亦低于健康犬，提示该菌群减少或为多种犬类神经系统疾病的共同特征或潜在风险因素。
然而，还有团队的更新研究得出不同结论：癫痫犬的乳酸菌反而多于健康犬；经过一个月生酮饮食后，这一差异明显缩小，提示饮食干预可通过调节特定菌群影响癫痫状况。
▸ 肠道与大脑之间的信息交流
微生物群-肠-脑轴是一个复杂且动态的系统，肠道与大脑之间通过代谢、神经、内分泌和免疫途径参与信息交流传递：
•代谢通路中SCFAs降低神经元过低兴奋
正如前文所说，肠道菌群与宿主之间存在着复杂且互利的关系。肠道细菌可分解进入结肠的未消化膳食纤维，生成短链脂肪酸(SCFAs)，包括乙酸、丙酸和丁酸。SCFAs 是结肠细胞的主要能量来源，有助于维持肠道稳态与屏障功能；例如，体外研究显示丁酸可通过促进紧密连接蛋白组装强化屏障。
SCFAs还能跨越血脑屏障(BBB)，通过多种机制直接作用于大脑，如增强 BBB、调节神经传递、影响小胶质细胞的成熟与功能。通过抑制肠道与神经炎症，SCFAs 亦可能降低神经元过度兴奋，进而减少癫痫发作的频率或严重程度。
•调节神经递质的水平影响情绪和行为
肠道微生物群通过调节神经递质的水平（包括血清素、多巴胺、去甲肾上腺素和γ-氨基丁酸(GABA)），在神经功能中扮演着关键角色。尽管肠道产生的神经递质直接穿过血脑屏障、作用于中枢神经系统的可能性不大，但它们可能间接影响中枢神经系统，进而作用于情绪、行为等生理过程。这种神经信号的传递很可能通过迷走神经或肠神经系统实现。
代谢物在大脑的兴奋/抑制平衡和癫痫发生的作用
Shah H,et al.Microorganisms.2024
γ-氨基丁酸(GABA)是一种重要的抑制性神经递质，存在于中枢和肠道神经系统中，可由多种乳酸菌产生，包括乳杆菌属(Lactobacillus)、肠球菌属(Enterococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)与魏斯氏菌属(Weissella)。GABA能抑制杏仁核过度活跃，防止异常情绪与行为；其失衡常与压力和焦虑相关。由此引出问题：肠道乳酸菌产生的 GABA 能否进入杏仁核，或通过投射至杏仁核的神经元发挥作用？
为探究乳酸菌来源的 GABA 如何调控情绪，在小鼠中发现，长期补充特定乳杆菌可通过调节杏仁核及其他脑区的GABA受体表达，降低焦虑与抑郁样行为；但该效应依赖完整的迷走神经。除焦虑与抑郁外，GABA 失衡亦与癫痫、精神分裂症与自闭症谱系障碍等相关。
•血清素影响进食、睡眠、社交、情绪等
肠道产生的另一种重要的神经递质是血清素(5-HT)。人体超过90%的血清素是在肠道中产生的，仅不到10%由大脑产生。念珠菌属(Candida)、链球菌属(Streptococcus)、埃希氏菌属(Escherichia)和肠球菌属(Enterococcus)等肠道菌群都能合成血清素。
血清素会影响进食、睡眠、认知、社交互动、焦虑和情绪调节等功能。有研究表明，肠道中产生的血清素也可通过刺激迷走神经影响大脑，影响情绪和神经应激反应。
•影响HPA轴调控多种生理过程
除了调控前面提到的通路，肠道微生物群还通过调节肠–脑轴相关的内分泌系统发挥关键作用，尤以影响下丘脑–垂体–肾上腺轴（HPA 轴）为甚。HPA 轴是维持内分泌稳态的核心系统，可随压力变化调控多种生理过程。
当身体处于压力状态时，下丘脑会释放促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)。这种激素会刺激垂体，使其向血液中分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)。而 ACTH 会进一步促使肾上腺产生皮质醇——人体最主要的应激激素。皮质醇的作用广泛，会影响免疫反应、新陈代谢和大脑功能等多个方面。
肠道菌群能影响 HPA 轴的平衡状态：某些细菌可能会过度激活这一系统的活动，进而改变身体对压力的行为反应。反过来，压力事件及由此引发的 HPA 轴激活，也会导致肠道菌群的组成发生变化。这种菌群变化可能破坏肠道屏障的完整性，增加肠道通透性，使得内毒素和病原体进入血液，引发不受控制的炎症反应。而细胞因子等炎症介质能穿过血脑屏障(BBB)，进一步激活 HPA 轴，形成恶性循环：压力、炎症和菌群失衡相互加剧，越演越烈。
•产生炎症介质影响神经元健康和行为
肠道微生物会影响肠道和大脑中免疫细胞的活性与功能。肠道菌群通过模式识别受体(PRRs)与免疫系统互动，是激活免疫细胞的关键。这些受体能识别微生物的特定成分，进而触发免疫反应，比如促使身体产生肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等细胞因子。
这些炎症介质可以穿过血脑屏障，作用于中枢神经系统(CNS)：它们会激活大脑中的常驻免疫细胞——小胶质细胞，引发神经炎症，进而影响神经元健康和行为。事实上，神经炎症是多种神经系统疾病的基础，比如帕金森病、阿尔茨海默病（老年痴呆）和癫痫等。
小结
总的来说，菌群—肠—脑轴是一个由神经系统、免疫系统和肠道菌群共同构成的复杂双向交流网络。这种密切的相互作用，在调节心理健康、行为表现以及维持整个机体的稳态中，都发挥着至关重要的作用。
尽管目前已开发出许多抗癫痫药物，但大约1/3的狗癫痫病例被归类为耐药性。这也意味着即使在服用两种或两种以上的抗癫痫药物后，癫痫发作管理仍然可能无效。此外，许多抗癫痫药物会促进不良反应，例如镇静（表现为精神萎靡、嗜睡）、共济失调（出现步态不稳、呆滞）、多食症、代谢异常和肝脏损伤等。
因此，迫切需要能够改善狗癫痫临床症状的新疗法。新兴研究表明，一些非常规干预手段可能带来新希望：例如生酮饮食、抗生素、益生菌和粪菌移植等，他们或能通过调节菌群-肠-脑轴来调控管理犬特发性癫痫。
近期多项研究评估了靶向肠道微生物群的干预对犬癫痫控制的效果，我们据此总结了通过菌群–肠–脑轴进行干预的治疗策略。
1
生酮饮食
动物模型研究表明，患有癫痫动物的大脑存在葡萄糖利用与代谢异常，导致能量生成不足并提高发作易感性。常见问题包括糖酵解障碍与丙酮酸脱氢酶活性下降。鉴于大脑高能耗特性，这些异常会破坏膜电位稳定与神经信号调控。
生酮饮食是以高脂肪、低碳水化合物和适量蛋白质为特征，是管理癫痫的一种方法。它能维持较低的血糖水平，促使肝脏利用脂肪酸和氨基酸产生酮体（如β-羟基丁酸），即进入“酮症”状态。这些酮体可以作为葡萄糖之外的辅助燃料供大脑使用。
•补充中链甘油三酯可作为大脑的另一种能量来源
在常规含碳水化合物的饮食中添加中链甘油三酯(MCTs)，为大脑提供了另一种高效的能量来源。MCTs在胃肠道中迅速水解，生成的中链脂肪酸(MCFAs)可快速吸收并进入门静脉，输送至肝脏和肝外组织，在肝脏中转化为酮体。
与长链脂肪酸不同，MCFAs和酮体一样，无需依赖丙酮酸脱氢酶活性即可进入三羧酸循环（TCA循环），从而为大脑提供更稳定、高效的能量。因此，生酮饮食能以较为稳定的方式满足大脑能量需求，成为一种有益的辅助抗癫痫策略。
•生酮饮食影响GABA和谷氨酸水平从而抗癫痫
除直接供能外，生酮饮食的抗发作效应还可能源于对肠道菌群的调节。多项研究表明，该饮食可重塑人和动物的肠道微生物群，并与抑制性递质 GABA 与兴奋性递质谷氨酸水平升高相关，从而发挥抗癫痫作用。
在犬的研究中，与标准饮食相比，生酮饮食使拟杆菌科增加、放线菌门减少，且 Negativicutes 纲与 Selenomonadales 目相对丰度上升。需强调，这些发现仅为相关性，非因果证据。
综上，生酮饮食，尤其结合MCT补充，可能成为犬特发性癫痫的有前景辅助策略；但其机制与长期不良反应（如肾结石、骨矿物质流失）仍待进一步研究。
2
使用益生菌
益生菌是对肠道健康有益的微生物，主要包含乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌等。如今，它在兽医神经学领域，尤其是犬特发性癫痫的研究中，正受到越来越多的关注。
•益生菌有助于减轻癫痫的严重程度
研究显示，益生菌可能有助于控制癫痫发作。在癫痫模型大鼠中发现，补充益生菌可显著减轻发作严重度并改善认知；其机制或与强化肠屏障、降低全身炎症、产生有益代谢物有关。另一项针对儿童难治性癫痫的研究也显示，益生菌能降低发作频率和严重程度，提升生活质量。
然而，目前尚无公开证据证实其对癫痫犬的直接益处；不同菌株、剂量与疗程可能影响效果，仍需更多研究验证其在犬中的疗效。
综上所述，虽然益生菌为犬癫痫管理提供了新思路，但实际应用需谨慎基于科学证据。未来通过深入探索，益生菌有望成为辅助治疗犬癫痫的有效工具，帮助患病动物获得更优质的生活。
3
抗生素
•抗生素可能对犬癫痫具有治疗效果
研究发现，抗生素可能对某些抗癫痫药耐药犬的发作频率产生意想不到的影响。该研究起源于一例临床个案：一只确诊为特发性癫痫且对抗惊厥药物耐药的犬只，却因疑似感染接受了为期一个月的抗生素（阿莫西林-克拉维酸）治疗。令人惊讶的是，在服药期间，原本平均每周发作2.5次的这只犬竟未出现任何癫痫发作。然而停药后，症状再次出现。
随后，研究人员对另外4只耐药性癫痫犬使用同种抗生素为期33天的治疗。结果呈现较大差异：2只完全停止发作，1只发作频率减少80%，但1只反而加重。不过，这只发作加重的犬在治疗期间更换了饮食，这可能干扰了结果——既往研究显示，饮食可能通过改变肠道菌群影响大脑功能，进而关联癫痫，这或许是其发作加重的原因。遗憾的是，该研究未进行粪便分析，无法明确治疗前后肠道菌群的变化是否与发作频率相关。加之样本量极小（仅4只犬）、缺乏对照组、存在多种混杂因素，因此目前所得结论仅属个案观察，尚未具备统计学支持。
总体而言，证实抗生素对癫痫犬有益的证据仍十分有限。盲目用药不仅可能无效，某些抗生素（如头孢类及部分 β‑内酰胺类）还可能因抑制 GABA 受体而诱发癫痫；广谱抗生素长期使用亦带来耐药等公共卫生风险，须谨慎对待。抗生素能否作为犬癫痫的辅助治疗仍待高质量研究验证；治疗决策应基于兽医专业评估，权衡风险与获益。
4
粪菌移植
粪菌移植(FMT)是将健康供体粪便移入受体体内，以重建肠道菌群、改善相关胃肠疾病的疗法，已在人体医学中应用并证实有效。
有观点认为 FMT 或可用于癫痫治疗，但证据仍有限。首次报道一例合并克罗恩病与癫痫的患者在接受 FMT 后发作完全停止，然仅为个案，需更大样本验证。
•粪菌移植有助于改善肠道菌群和神经递质水平
近期，有团队开展探索性研究，评估FMT对耐药性癫痫犬行为并发症（恐惧、焦虑样行为）的影响。结果显示，FMT 可改善冲动行为并提升患犬及主人的生活质量。该研究的供体为仅用苯巴比妥且停发超过一年的特发性癫痫犬。
移植后，行为改善伴随肠道菌群及 GABA、谷氨酸等神经递质水平变化，但发作频率与严重度仅部分个体获益。需注意样本量很小，统计效力不足。
总体而言，FMT 显示出作为人犬癫痫辅助治疗的潜力，但仍需更多双盲随机对照试验以严谨评估其安全性与有效性。
近年来，犬特发性癫痫与肠道菌群的关系逐渐受到重视，提示肠道健康与神经系统疾病密切相关，并为防治提供新方向。现有证据显示，菌群失衡可能是诱发癫痫的关键因素之一；通过饮食调整、益生菌、抗生素或粪菌移植等方式调节菌群，或可帮助降低发作频率。
尽管在实验室动物模型及人类癫痫研究中，调节肠道菌群已展现出降低发作频率的积极效果，但针对狗狗的研究仍需进一步深入：
机制与长期影响待明确：目前尚不清楚肠道菌群调节干预狗狗癫痫的具体作用机制，其长期使用效果也需更多研究验证；
需结合临床与粪便分析：通过治疗前后的粪便菌群检测，搭配全面的临床研究，才能更清晰揭示 “肠—脑轴” 的运作规律，以及它如何影响癫痫发作；
安全用药是核心：给癫痫狗狗使用菌群调节疗法时，必须警惕潜在副作用与药物相互作用。无论是选择抗生素、定制专属饮食，还是挑选益生菌，都需严格筛选，才能兼顾安全性与有效性。
总体而言，探索肠道菌群对犬特发性癫痫的影响，已成为兽医领域极具潜力的新方向。随着对 “肠—脑轴” 机制的深入了解，未来有望开发出更高效的癫痫治疗方案，帮助患病狗狗更好地控制发作，提升生活质量。
主要参考文献
Blanquet L, Serra D, Marrinhas C, Almeida A. Exploring Gut Microbiota-Targeted Therapies for Canine Idiopathic Epilepsy. Int J Mol Sci. 2025 Feb 18;26(4):1742.
Peek SI, Twele F, Meller S, Packer RMA, Volk HA. Epilepsy is more than a simple seizure disorder: Causal relationships between epilepsy and its comorbidities. Vet J. 2024 Feb;303:106061.
Ding M., Lang Y., Shu H., Shao J., Cui L. Microbiota–Gut–Brain Axis and Epilepsy: A Review on Mechanisms and Potential Therapeutics. Front. Immunol. 2021;12:742449.
Wernimont S.M., Radosevich J., Jackson M.I., Ephraim E., Badri D.V., MacLeay J.M., Jewell D.E., Suchodolski J.S. The Effects of Nutrition on the Gastrointestinal Microbiome of Cats and Dogs: Impact on Health and Disease. Front. Microbiol. 2020;11:1266.
Alessandri G., Argentini C., Milani C., Turroni F., Cristina Ossiprandi M., van Sinderen D., Ventura M. Catching a glimpse of the bacterial gut community of companion animals: A canine and feline perspective. Microb. Biotechnol. 2020;13:1708–1732.
Mondo E., Barone M., Soverini M., D’Amico F., Cocchi M., Petrulli C., Mattioli M., Marliani G., Candela M., Accorsi P.A. Gut microbiome structure and adrenocortical activity in dogs with aggressive and phobic behavioral disorders. Heliyon. 2020;6:e03311.
谷禾健康
在快节奏的现代生活中，我们面临着的食品安全挑战也在升级。全球化的食品供应链让美食跨越千山万水来到我们的餐桌，但也为病原菌的传播提供了更多机会。每一餐美食的背后，都可能潜藏着看不见的威胁。从夏日烧烤到家庭聚餐，食源性病原菌如同”隐形杀手”般悄然存在，威胁着我们的健康。
据世界卫生组织统计，全球每年有超过6亿人因食用被污染的食物而患病。在中国，食源性疾病同样影响着数百万人的健康。
有时候我们认为腹泻、呕吐只是”吃坏肚子”的小毛病，忍忍就过去了。然而这可能掩盖了严重的健康风险。食源性病原菌感染不仅会引起急性胃肠炎症状，还可能导致：
脱水和电解质紊乱：特别是对老人和儿童；
肠道菌群失调：破坏肠道微生态平衡；
免疫系统受损：降低机体抵抗力；
慢性健康问题：如肠易激综合征、炎症性肠病等后遗症。
产气荚膜梭菌、蜡样芽孢杆菌、肉毒杆菌、副溶血性弧菌、志贺氏菌等是最常见且危险的食源性病原菌。它们各具特色：有的耐高温，有的耐酸，有的产生致命毒素，有的传播力极强。
通过了解这些常见食源性病原菌的特性和传播规律，有助于我们识别和避免食用易受污染的食物，掌握正确的储存、烹饪和食用方式，同时监测肠道健康状况及时发现菌群异常变化。因为每个人的肠道菌群构成都是独特的，就像指纹一样。这意味着不同的人对同一种病原菌的易感性和抵抗力也不相同。有些人可能对某种病原菌特别敏感，而另一些人则相对耐受。
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▮ 产 气 荚 膜 梭 菌 ▮
产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)是一种革兰氏阳性杆状细菌，会引起食源性腹泻，是工业化国家常见的食源性致病菌之一，全年均有腹泻病例报道。它广泛存在于环境中，对人和动物均具致病性。
作为一种能够形成芽孢的厌氧细菌，产气荚膜梭菌在芽孢形成过程中会产生肠毒素（CPE），其A型到E型菌株与不同疾病相关。其中人类坏死性肠炎是一种致命的危及生命的疾病，会导致小肠溃疡。
该菌能在短期内快速繁殖、在相对较高的温度范围内生长、芽孢能抵抗恶劣环境条件、以及尽管是厌氧菌却具有耐氧能力，这些特性使得产气荚膜梭菌具有很强的环境适应性和致病潜力。
• 梭菌属中具有重要临床意义的致病菌种还有：
破伤风梭菌（Clostridium tetani）
肉毒梭菌（Clostridium botulinum）
巴氏梭菌（Clostridium baratii）
艰难梭菌（Clostridium difficile）
Clostridium argentinese
产气荚膜梭菌的常见栖息地是土壤、水、污泥、污水、食物（主要是生肉和冷冻肉）、受污染的设备等。产气荚膜杆菌也存在于人和动物的肠道中，尤其是老年人的粪便中。
产气荚膜梭菌需要多种氨基酸与维生素，最适生长温度为43–45°C。富含蛋白的肉类尤其适合其繁殖，特别是猪肉、牛肉和家禽产品；用酱料烹制的污染风险很高。
在加热和冷却过程中，如果食物在室温下没有足够的冷却温度，它会增殖并产生毒素。通常，学校食堂，医院，餐馆，监狱和集会是梭菌爆发的高风险场所。
产气荚膜梭菌在应激条件下孢子形成时产生肠毒素，已知可产生14种毒素与5类肠毒素（A–E型）。其还分泌4类细胞外毒素：α、β、ε、iota。
产气荚膜梭菌毒素和降解酶的作用
doi: 10.1080/21505594.2021.1886777.
A型：在人类中引起气性坏疽和腹泻相关的感染性腹泻，在动物中引起肠毒血症、坏死性肠炎和急性胃扩张。
C型：在人类中导致坏死性肠炎（空肠炎），在小猪、羔羊、小牛和鸟类中导致肠毒血症和坏死性肠炎。
B、D、E型：尚未证实致人类疾病；在动物可致肠炎与肠毒血症。
此外，该菌还能产生溶素O（θ毒素）与胶原酶（κ毒素），也需警惕。
与暴发有关的因素是大量准备食物、烹饪温度不够（食物的核心区域没有适当烹饪）、准备好的食物和食用期间受到污染。
集中爆发经常发生在提前准备大量食物的地方，如医院和学校食堂、监狱、聚会和研讨会。
案例调查显示，一道在室温下放置20小时且未再加热的羊肉菜是感染来源。产气荚膜杆菌还从羔羊肉、感染者粪便及尸检样本中被分离出。某校食堂因饮用制备后置于室温的受污染奶昔，导致77例腹泻。
产气荚膜梭菌只有在摄入含有约 10⁷-10⁹个营养细胞/克 的污染食物时才引起感染。
⑴第一阶段：胃肠道定植
-营养细胞抵抗胃酸
-在小肠内生长、增殖和产孢
⑵第二阶段：肠毒素作用机制
靶点结合：大量肠毒素与肠上皮细胞紧密连接处的 claudin蛋白 结合。
复合物形成：结合宿主膜蛋白，经构象变化形成 CPE复合物。
细胞损伤：
-细胞崩解和分离
-肠绒毛尖端损伤
-上皮细胞脱落
-绒毛缩短
膜损伤效应：
-膜上形成孔道
-电解质大量泄漏
-导致细胞溶解
-肠道吸收能力下降
-细胞骨架崩塌
⑶第三阶段：严重并发症
高浓度CPE (>10μg/ml)：引起坏死（oncosis）
β-毒素作用：
-引起细胞毒性坏死性肠炎
-影响自主神经系统
-导致肠黏膜出血性坏死
-在真核细胞膜形成孔道
这种多重毒素协同作用使得产气荚膜梭菌食物中毒具有较强的致病性和复杂的临床表现。
主要症状多在食用重度污染食物后8–24小时出现。
常见症状包括腹部绞痛、水样腹泻、呕吐、恶心和发烧，大多数情况下通常在12至24小时内消退。致死率低于0.05%；但婴幼儿、老年人及慢性病患者风险较高；该菌可能侵入并导致严重溃疡，最终因急性脱水而死亡。
婴儿猝死综合征（SIDS）也是由产气荚膜梭菌与睡眠期间大脑的缺陷有关。
检测原理：产气荚膜梭菌食物中毒通过检测粪便样本中的肠毒素和营养细胞/芽孢数量来诊断。
⑴肠毒素检测
培养基法：熟肉培养基 → 巯基乙酸盐流体培养基(10ml) → Duncan-Strong产孢培养基
分子检测方法：通过PCR、多重PCR以及高通量测序手段检测样本中产气荚膜梭菌。例如谷禾健康依托高通量测序的tNGS技术可以特异性的识别粪便样本中的产气荚膜梭菌。
（来源：谷禾健康16S Plus版报告）
生物学方法
小鼠致死试验：评估毒素致死活性
Vero细胞毒性试验：检测细胞毒性效应
⑵免疫学检测
凝胶扩散法
对流免疫电泳
ELISA法
酶联免疫吸附试验进行CPE定量
注意事项：样本蛋白酶活性可降低IgG敏感性，需用1%血清白蛋白保护
⑶分子生物学方法
PCR技术：常规PCR、实时PCR
LAMP：环介导等温扩增
⑴治疗策略
一般治疗
抗生素使用原则
重症治疗
坏死性肠炎需要：
补液治疗
⑵预防控制措施
关键预防原则：烹调后立即食用
时间-温度控制
食品安全措施
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▮ 蜡 样 芽 孢 杆 菌 ▮
蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）是一种致病性食源性微生物，广泛分布于自然界，如植物、土壤和昆虫及哺乳动物的胃肠道。
也常见于食品加工环境，其耐受性内生孢子可在恶劣条件下存活，污染原料与食品。
该菌可致两型食物中毒：腹泻型（在小肠产多种肠毒素）与呕吐型（摄入含耐热毒素的食物）。亦可引发机会性感染，如菌血症、败血症、肺炎、脑膜炎、胃炎、肝衰竭、肝坏死与脑水肿。
• 其他食源致病性芽孢杆菌：
B. subtilis（枯草芽孢杆菌）：可致腹泻、呕吐；
B. licheniformis（地衣芽孢杆菌）：常见食物中毒病因；
B. pumilus（短小芽孢杆菌）：污染食品致胃肠炎。
• 其他特殊芽孢杆菌：
B. weihenstephanensis：强低温生长能力；
B. anthracis（炭疽芽孢杆菌）：炭疽病原，极危；
B. mycoides（蕈状芽孢杆菌）：形态特殊；
B. pseudomycoides（假蕈状芽孢杆菌）：与蕈状近缘；
B. thuringiensis（苏云金芽孢杆菌）：生物杀虫剂，偶可致病。
这些芽孢杆菌都具有形成芽孢的能力，使其在环境中具有很强的抵抗力和传播能力。
⑴基本特征
–革兰阳性菌
–产孢菌
–需氧至兼性厌氧
-有运动性
-杆状细菌
血培养的革兰氏染色蜡样芽孢杆菌
doi: 10.1128/CMR.00073-09.
⑵生长条件
生长温度范围：8-55°C
最适温度：25-37°C
pH范围：4.9-9.3
耐盐浓度达7.5%
内生孢子耐高温、辐射、干燥和消毒剂
⑶污染源
-从原料到包装储存的全程食品加工污染
-生物技术设备和机器污染
-土壤栖息，易传播至蔬菜和农作物
⑷常见污染食品
-大米、小麦、面食、面粉
-乳制品、肉制品、香料
-婴儿食品、鱼类、汤类
-蔬菜和水果
⑸流行病学特点
-全球性分布
-年度持续发生
-与饮食文化相关的地区差异
⑹易感人群
老年人、低胃酸患者
⑺防控挑战
其孢子高耐受性与污染源多样性要求从源头到终端的全程管控，尤其要严格温度控制并预防交叉污染。
蜡样芽孢杆菌产生蛋白质毒素，即肉毒毒素和催吐毒素。
⑴肉毒毒素（腹泻毒素）
当摄入的营养细胞在小肠增殖时产生腹泻毒素。该毒素对蛋白酶敏感，如链霉蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。
潜伏期通常为摄入后8–16小时，病程多持续24–48小时。症状以轻度水样腹泻和腹部痉挛为主；少数儿童或免疫低下者可出现血性腹泻与坏死性肠炎，进而致肝功能衰竭和脑水肿。
与肠道疾病相关的三种染色体编码肠毒素包括：
Hbl（溶血素BL）：蜡样芽孢杆菌食物中毒的主要毒力因子，在小肠通过渗透溶解形成跨膜孔。
Nhe（非溶血性肠毒素）：与 Hbl 同源，亦为三组分成孔毒素。
CytK（细胞毒素K）：原型样β-桶成孔毒素，可致出血性腹泻与坏死性肠炎。
⑵呕吐毒素
呕吐型起病更急且更重，由小分子环状耐热肽引起，潜伏期为摄入受污染食物后约2–5小时。
其症状类似金黄色葡萄球菌食物中毒：恶心、呕吐、腹部痉挛，通常持续约24小时。催吐毒素作用机制尚不明，但高度耐热，可经受油炸、烘烤、煮沸和微波等烹调过程。
环境因素（温度、pH、大气成分、营养来源、食物稠度）亦影响毒素的产生。
⑴培养方法
实验室培养基如营养琼脂或血琼脂
⑵ELISA
ELISA技术在商业上被用于测定毒素，但它在评估蜡样芽孢杆菌的产毒活性方面不准确。它只检测一种毒素，溶血素BL或两种无毒蛋白质。
⑶反向被动乳胶凝集（RPLA）肠毒素试验
将样品煮沸以使其在生物学上稳定，从而产生阳性结果。该试验可识别溶血素B组分，但在存在高葡萄糖浓度的情况下，无法检测到毒素。
⑷PCR或高通量测序
通过检测蜡样芽孢杆菌DNA序列，来分析其丰度和毒力基因的存在。
蜡样芽孢杆菌食物中毒多为自限性，通常24–48小时内自行缓解。建议卧床休息并补充液体；重症时可在医生指导下使用抗生素，如克林霉素、万古霉素、庆大霉素或氯霉素。
蜡样芽孢杆菌耐热性强，常规烹调可杀灭营养细胞，但孢子仍可存活，故应在孢子萌发前切断污染。
食品应在储存前迅速冷却、食用前充分加热；芽孢杆菌属难以在高酸性环境存活。保持良好食品处理习惯与卫生。
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▮ 肉 毒 杆 菌 ▮
肉毒杆菌（Clostridium botulinum）是一种生长在缺氧环境下的细菌，在罐头食品及密封腌渍食物中具有极强的生存能力，是毒性最强的细菌之一。
肉毒杆菌中毒是由摄入肉毒毒素（BoNT）导致的致命性食源性麻痹性疾病，虽罕见但病死率高，微量毒素即可致命。
中毒来源包括食物中预先形成的BoNT或肠道内产生的BoNT。已知毒素分为A–G七型，可致人畜发病，其中A、B、E型与人类食源性肉毒中毒最相关。
肉毒杆菌为厌氧、产芽孢的革兰阳性菌，孢子广泛存在于土壤、污水、泥浆及湖海沉积物中，也见于陆生和水生动物肠道。
肉毒杆菌的孢子形成和发芽
doi: 10.1080/21505594.2023.2205251.
其孢子易污染食物并产生毒素。蜂蜜和糖浆曾被报道受其孢子污染，是婴儿肉毒中毒的主要来源。加工不当的罐头亦为重要来源，因孢子可耐受高温。其他高风险食物包括湖鱼、海鱼，以及烟熏、盐腌和发酵肉制品。
A型和B型毒素常见于土壤与生物肥料，故可能污染蔬果，尤其是加热不足的蔬菜制品。
症状通常在摄入后18–38小时出现，先累及胃肠道，常见腹痛、恶心、呕吐、腹泻，偶见便秘。随后出现神经系统表现：弛缓性麻痹、对称性下行无力、构音不清、吞咽困难、眩晕、视物模糊、口干及眼外肌无力。
婴儿肉毒中毒多见于1岁以下，因肠道菌群未成熟，毒素可在肠内产生。表现为哭声微弱嘶哑、上睑下垂、吮吸差、抬头困难与肌无力。
伤口型肉毒中毒为梭菌在伤口、脓肿等处定植，孢子发芽并产毒。其症状包括低血压、呼吸困难、眼肌麻痹、共济失调与瞳孔固定性散大，少见，通常在暴露后3–6天发病。
肉毒杆菌毒素曾在第二次世界大战期间被美国，日本军队用作生化武器。
1991年埃及因食用传统腌鱼 fesaikh 中的E型毒素发生大规模疫情，报告91例、死亡18例。
约90%的肉毒中毒病例见于美国，每年报告约9–10起暴发，常与家庭自制食品相关，尤以自制罐藏、瓶装及油浸食品为主。
口服或肠道内生成的肉毒毒素需先抵御胃酸，经肠道到达十二指肠与空肠。随后经内吞入血，分布至周围神经系统。
毒素进入神经元后作为锌依赖性蛋白酶，切割SNARE蛋白（可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着受体）。其在神经肌肉接头终末结合并抑制乙酰胆碱释放，阻断神经传递，导致弛缓性麻痹。
肉毒毒素中毒的分子步骤
doi: 10.1038/srep23707.
⑴生物测定
小鼠生物测定是检测肉毒毒素最敏感、应用最广的方法：通过注射毒素评估其毒性，小鼠常在4小时内出现腹部颤动、蜂腰样腹部、四肢瘫
一个人表现出类似的肉毒中毒症状应立即置于重症监护与胃肠外营养供应。
如果怀疑有毒素，应在24小时内服用抗毒素，因为它能在到达神经肌肉接头之前中和血液中的所有游离毒素。
在伤口肉毒杆菌中毒的情况下，伤口应该用抗生素治疗，如青霉素。
以上都需要咨询医生确定。
食品应充分加热（≥121°C）并冷藏（≤4°C）；加入柠檬酸等酸化剂可降低罐装食品中孢子形成的风险。
避免食用可疑的生或未充分加热食物，并避免其接触伤口。
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▮ 副 溶 血 性 弧 菌 ▮
副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）是导致人类急性肠胃炎的主要病原体之一，通常发生在食用生的、未煮熟的和交叉污染的海鲜产品时。
该菌常见于热带海洋与沿海环境，可在滤食性贝类（牡蛎、蛤蜊、贻贝）肠道黏附并繁殖。除胃肠炎外，还可引起伤口与耳部感染，免疫低下者暴露海水时可发生败血症。
与之相关的人类致病弧菌还包括霍乱弧菌（Vibrio cholerae）与创伤弧菌（Vibrio vulnificus）。在日本及多国亚洲地区，副溶血性弧菌每年占食物中毒病例的约20%–30%。
其在全球范围内是胃肠炎的重要病因之一，亟需关注其流行情况、毒力因子及健康影响，并完善鉴定技术以降低风险。
–革兰氏阴性
-曲线杆状
-非孢子形成者的兼性厌氧菌
-轻度嗜盐，氧化酶阳性
-最佳温度30至35°C
-pH值范围为6.8至10.2。
副溶血性弧菌是海洋嗜盐菌，依靠单极鞭毛在水中游动，并可附着于鱼、蟹、虾、龙虾、浮游动物等水生动物表面。
当食用被副溶血性弧菌污染的生的和未煮熟的海鲜时，它会引起人类急性胃肠炎。当开放性伤口或伤口暴露于受污染的海水时，也会引起感染。
其他来源是副溶血性弧菌强毒株从海产品或设备到其他产品的交叉污染。
副溶血性弧菌按抗原性分为体细胞（O）和荚膜（K）抗原。其主要毒力因子包括粘附素、耐热直接溶血素（TDH）、TDH相关溶血素（TRH）及III型分泌系统（T3SS-1、T3SS-2）。
副溶血性弧菌的结构和毒力因子
doi: 10.3389/fmicb.2015.00437.
此外，它具有两类鞭毛用于运动，并可形成有助于在恶劣环境中生存的荚膜。感染多经粪-口途径，通过细菌表面粘附因子黏附宿主细胞。
TDH通过与红细胞膜结合并在其表面打孔致溶血；同时通过形成通道使细胞外Ca²⁺内流、细胞内Cl⁻分泌增加，导致渗透压升高、细胞形态与功能紊乱，最终细胞膨胀死亡。
TRH与TDH共同介导细胞毒性并诱发肠道感染；不耐热溶血素（TLH）主要用于种属鉴定，对红细胞溶血作用较弱。早期研究还显示，尿素酶是trh⁺菌株的重要辅助毒力因子，有助于在胃肠道定植与致病。
注：尿素酶指可以催化尿素，导致尿素分解成氨和二氧化碳的一种酶，在临床上明确幽门螺杆菌就是人体胃内能够产生大量尿素酶的细菌。
第三型分泌系统（T3SS 1）在组织细胞感染期间诱导自噬和细胞毒性。它连续引起自噬、细胞起泡、溶解最后导致死亡。
在我国东部沿海省份的部分暴发病例中，副溶血性弧菌感染相对较高。并且在亚洲、欧洲、非洲和美洲国家，类似病例的爆发已被频繁报道。
1950年，日本首次爆发副溶血性弧菌病，报告了272例急性胃肠炎，其中20人死亡。
1997年至1998年，美国报告了700多起食用受污染的生牡蛎的病例。
副溶血性弧菌食物中毒多发于夏季（6—10月），因温暖水域有利于其繁殖。
螃蟹、虾、龙虾、贝类、牡蛎、蛤蜊和金枪鱼是高风险的海产品，必须在食用前彻底煮熟。
副溶血性弧菌中毒典型的症状是水样腹泻、恶心、呕吐、腹部痉挛、发烧和发冷。进食受病原体污染的食物后，潜伏期约为12至24小时，并于5至7天内消退。
免疫功能低下的个体可能需要约10至15天的长时间才能恢复，因为疾病是自限性的，不需要药物治疗。
有些严重的患者可能会出现粘液或便血，血压下降，失去知觉，皮肤苍白、发紫，甚至死亡。此时应立即就医。
⑴菌株培养鉴定
使用含十二烷基硫酸钠（SDS）、烷基苯磺酸盐和胆汁盐的选择性增菌培养基可用于副溶血性弧菌的培养与分离。以碱性蛋白胨水为代表的增菌液具最佳pH和较高NaCl浓度，有利于弧菌生长。
⑵分子检测技术
副溶血性弧菌菌株的鉴定也可采用分子技术，如常规表型与生化试验、PCR及DNA检测。高通量宏基因组测序或靶向tNGS可用于分型与菌株区分。
该病多为自限性，但重症时需药物治疗。常用措施包括口服补液及应用四环素等抗生素；充足饮水以补充电解质、卧床休息亦有助于恢复。
副溶血性弧菌食物中毒的预防与控制：
–避免食用生或未熟透的贝类、牡蛎等海产品。
-处理海产品时注重个人卫生，生熟分开，防止交叉污染。
-皮肤有割伤或创口者应避免接触海水或微咸水，并尽量使用防水敷料。
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▮ 志 贺 氏 菌 ▮
志贺氏菌属（Shigella）是引起急性胃肠道感染的原因，这种感染会损害回肠和结肠上皮并引起细菌性痢疾。志贺氏菌感染多见于贫困、欠发达且缺乏卫生与医疗设施的国家和地区。
志贺氏菌病死亡率较高，尤以5岁以下营养不良儿童为甚。患者在腹泻期间因大量丢失电解质和血液而营养受损，可能致死。
• 志贺氏菌属分为四个血清群：
A群：痢疾志贺菌（S.dysenteriae）
B群：福氏志贺菌（S.flexneri）
C群：鲍氏志贺菌（S.boydii）
D群：宋内志贺菌（S.sonnei）
其中，S.dysenteriae 1型（志贺毒素产生菌）可引起严重的流行性痢疾，具有较高的致死率；而其他血清型通常引起相对较轻的痢疾症状。
–革兰阴性杆菌；无芽孢、无鞭毛（不运动）、无荚膜；兼性厌氧。
-最适生长温度为 37°C，生长范围约 10–40°C；可耐受一定盐度与酸性环境。
-低感染剂量：约 10–100 个菌体。
-对巴氏灭菌温度敏感（≥60°C 易被杀灭）。
-对紫外线和化学消毒剂敏感。
-能在不利的物理和化学条件下存活。
⑴病原菌储存宿主
–人类肠道是志贺菌的主要天然储存库；
-动物感染极为罕见，几乎不作为传染源。
⑵传播途径
–粪—口传播为主要途径
–人与人直接接触
–被污染的水和食物
-受污染的灌溉水可污染蔬果
⑶易感人群
–儿童和婴幼儿为高危人群
–免疫力低下者
–密切接触者（如家庭成员、托幼机构）
⑷流行特征
–发展中国家发病率较高
-与卫生设施不完善和个人卫生不良相关
-季节性：夏秋季高发
2003-2013年中国志贺氏菌的流行情况
doi: 10.3389/fcimb.2016.00045.
症状通常在摄入细菌后1–3天出现，视剂量可在12小时至7天内发病。
典型症状包括发热、食欲减退、腹痛、血性或水样腹泻、结肠炎、乏力与不适。大量水样便可致脱水，但较少见。伴随的厌食与营养不良需积极处理，是5岁以下儿童死亡的主要原因。少数患者可出现神经症状，如嗜睡、不自主运动和头痛。
这种疾病一般在5至7天内自行消退，但感染者可能会在很长一段时间内无症状地在粪便中排出细菌，并可能造成传播感染的威胁。
⑴侵入阶段
经口进入消化道
胃酸耐受：可抵抗低 pH
穿越小肠：因上皮更新快、液流迅速，难以定植
最终定植于大肠
⑵细胞侵袭机制
M细胞摄取：进入并被吞噬泡包裹
逃逸入胞：自吞噬泡逃出，进入细胞质
巨噬细胞：被吞噬后诱导其凋亡
⑶细胞内增殖与扩散
在大肠上皮内快速繁殖
经质膜包裹进行细胞间直接传播
继而感染邻近上皮细胞
⑴志贺毒素（主要由S.dysenteriae产生）
作用机制：经胞吞进入宿主细胞
毒性效应：抑制蛋白合成，致细胞死亡
临床表现：出血性腹泻
⑵脂多糖（LPS）
释放时机：细菌死亡破裂时释放
损伤效应：破坏肠道上皮组织
炎症反应：激发强烈的炎症应答
⑶炎症因子
IL-12释放：S. flexneri特别容易诱导IL-12产生
线粒体损伤：导致细胞坏死
组织破坏：引起肠道组织广泛炎症和溃疡
⑷病理损伤特点
组织破坏：主要由宿主免疫反应引起，而非病原菌直接作用
粘膜溃疡：免疫系统过度反应导致的继发损伤
炎症反应：局部组织出现严重炎症和水肿
⑴细菌培养方法
及时采样：出现痢疾症状后立即采集粪便标本
采集时机：感染初期阶段最佳，病原菌体外存活时间有限
样本处理：需要立即检测，避免病原菌死亡
⑵免疫学检测方法
酶免疫测定（EIA）：成本低、操作简便。
⑶分子诊断技术
PCR/测序：基因检测快速、可靠，可区分不同志贺菌种。
⑷目标基因
ipaH基因：侵袭相关基因
virA基因：毒力基因
iral基因：调节基因
LPS基因：脂多糖合成基因
质粒DNA：毒力质粒
⑴抗菌治疗
首选：氟喹诺酮类（如环丙沙星）、大环内酯类（如阿奇霉素）
原则：尽早治疗，依据病情调整；监测耐药性
注意：具体用药请遵医嘱
⑵支持治疗
口服补液盐：轻中度脱水
静脉输液：重度脱水或电解质紊乱
营养支持：维持免疫功能
⑶环境与个人卫生
-完善卫生设施与排污系统
-安全处置粪便，防止污染
-保护水源，避免饮用水污染
-手卫生：勤洗手，使用肥皂或消毒剂
⑷食品安全
-生熟分开
-充分加热
-适当冷藏
-果蔬反复清洗
⑸重点人群
儿童与婴幼儿：加强护理与监测
食品从业人员：定期健康检查
集体生活人群：（学校、托幼机构等）
食源性病原菌虽“微小”，却以顽强的生存力、多样的毒力因子与隐匿的传播路径，对公众健康构成持续挑战。产气荚膜梭菌的耐受与产毒、蜡样芽孢杆菌的双型中毒与广泛污染、肉毒杆菌的致命神经毒素、以及志贺氏菌的低感染剂量与高传播力，共同勾勒出从农田到餐桌、从环境到个体的风险图谱。
守护肠道健康，关键在于两端同时用力：一端是系统性防控——完善卫生基础设施、保障饮水安全、规范食品加工与冷链管理、强化时间—温度控制与流程监测；另一端是个人与社区层面的良好习惯——勤洗手、生熟分开、充分加热、规范冷藏、创口防护与及时就医。面向重点人群（婴幼儿、老年人、免疫低下者及集体生活人群），还需更精准的健康教育与常态化监测。
科学认知让风险可见，规范行动让风险可控。以循证为底、以习惯为桥、以制度为盾，我们就能在快节奏与全球化的餐桌上，稳稳地守住每一个人的“肠道安全线”。
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