谷禾健康
伴侣动物正越来越多地存在于人类生活中,提供陪伴、娱乐、工作和心理支持,人们逐渐倾将宠物视为家庭成员。
随着宠物经济的不断升温,宠物健康也同时受到广泛关注。肠道微生物组是一个重要的免疫和代谢器官,越来越多的研究表明,猫狗健康的奥秘很大程度上藏匿于它们肠道内由微生物组成的复杂生态系统,它就像体内的一个”微型器官”或”第二大脑”,深刻影响着消化、免疫、代谢甚至情绪和行为。
从胃肠炎到癫痫,从肥胖到心脏病,从皮肤过敏到肾病——越来越多的研究揭示,这些看似不相关的疾病,都与肠道微生态失衡有着千丝万缕的联系。
本文将带你解码肠道微生态对于维持宠物整体健康和预防疾病所起到的关键作用,并重点介绍了与肠道微生物组改变(生态失调)相关的特定疾病和综合性的探索,例如胃肠炎、癫痫、肾病、肥胖等疾病。此外,本文还分析了影响肠道微生物组的各种因素,如习惯性饮食、年龄、品种、抗生素使用等,并基于微生物组的菌落构成以及所产生的肠道代谢与不同疾病类型之间的内在关联,为您提供从”肠”计议的个性化健康干预新思路。让我们一起守护毛孩子的健康,从肠道微生物开始!
胃肠道(GI)拥有一个复杂的生态系统,由细菌、病毒、真菌和原生动物等各种微生物组成。其中细菌是主要成分,在狗和猫的粪便样本中占>98%的宏基因组测序读数。
16S rRNA基因测序是目前最常用评估猫狗肠道细菌的标准方法,能够深入分析微生物组成、健康与患病动物间的群落差异,以及对饮食或治疗干预的反应。
★ 厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门构成核心优势菌群
宠物肠道微生物群主要由严格或兼性厌氧细菌组成,尤其是在大肠中。狗和猫的粪便微生物主要由五个门组成:厚壁菌门(Firmicutes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形杆菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。其中厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门这三个占核心主导地位。
Garrigues Q,et al.Front Vet Sci.2022
★ 厚壁菌门下的重要菌属
在核心细菌群落中,许多主要分类群属于厚壁菌门。Clostridia纲为最丰富的分类群,主要包含三个Clostridium梭状芽孢杆菌群:IV(如Ruminococcaceae科、Faecalibacterium prausnitzii)、XI(如Peptostreptococcaceae科)和XIVa(如Lachnospiraceae科、Blautia spp.)。
除了Clostridia纲,厚壁菌门中其他常见纲包括Bacilli(主要由乳酸杆菌目组成,以链球菌属和乳杆菌属为主)和Erysipelotrichi(主要包括Turicibacter属、Catenibacterium属和Coprobacillus属)。
★ 拟杆菌门下的Bacteroides和Prevotella在狗中差异很大
拟杆菌门是猫狗粪便样本中另一个丰富的门,主要包括Prevotella、Bacteroides和Megamonas属,其中最丰富的Bacteroides和Prevotella在狗之间的丰度差异很大。
★ 梭杆菌属与健康状况紧密相关
在梭杆菌门中,梭杆菌属(Fusobacterium)与狗的健康状况有关,并且它被认为与人类结直肠癌和炎症性肠病相关。梭杆菌在肉食性动物肠道代谢中发挥关键作用,具有分解蛋白质和氨基酸产生支链挥发性脂肪酸的独特功能。在狗的胃肠道中,梭杆菌属(如F.perfoetens和F.mortiferum)大量存在,约占总相对丰度的20%。
★ 变形菌门与放线菌门大肠中数量相对较少
变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Proteobacteria)也很常见。这些门通常是小肠的定植者,粪便样本中的数量较少。肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的成员(例如,大肠杆菌Escherichia coli)是兼性厌氧菌,使得它们能够利用小肠中的氧气。在粪便样本中,它们的增加与许多疾病有关。放线菌门也与小肠有关,包括Corynebacteriaceae科(例如Corynebacterium spp.)和Coriobacteriaceae科(例如Collinsella spp.)。
肠道细菌能将饮食分子或药物转化为细菌衍生代谢物,因此肠道微生物群被视为重要的代谢器官。平衡的肠道微生物群通过调节免疫系统、抵御肠道病原体及提供维生素和营养物质,对宠物健康产生重要影响。
宠物肠道微生物群的组成受多种因素显著影响,包括饮食、年龄、品种、活动量、健康状况、益生菌和药物使用等,其中抗生素的影响尤为突出,这已被多种动物模型证实。
Shah H,et al.Microorganisms.2024
1
饮食
饮食已被认为是影响哺乳动物肠道微生物群生物多样性和功能特征的主要驱动因素之一。宠物饮食的类型与成分直接塑造肠道菌群结构,其营养物质(如膳食纤维、碳水化合物、蛋白质)作为微生物生长的底物,经菌群发酵后产生短链脂肪酸(SCFAs)、次级胆汁酸、氨基酸及脂溶性维生素等关键代谢物。
▸ 高纤维饮食促进狗肠道产短链脂肪酸菌群增殖
研究表明,饮食纤维含量是核心调控因素:高纤维饮食(28.1%)显著促进产短链脂肪酸(SCFAs)菌群(如Bacteroides、Prevotella、Faecalibacterium)增殖,而低脂饮食(8.6%纤维)则特异性富集Faecalibacterium。
注:SCFAs可通过抑制NF-κB通路等机制减轻肠道炎症。
饮食在狗的肠道微生物组中起至关重要的作用
Shah H,et al.Microorganisms.2024
▸ 高蛋白饮食会影响猫肠道微生物多样性
研究评估了断奶后使用高蛋白/低碳水化合物饮食 (HPLC)的小猫与断奶后使用中等蛋白质/中等碳水化合物 (MP/MC) 饮食的小猫的微生物组。
发现高蛋白/低碳水饮食增加了物种多样性,在高蛋白/低碳水喂养的小猫中增加5个属是已知的丁酸盐产生菌。
营养干预对猫狗肠道代谢的影响
Lyu Y,et al.Animals (Basel).2025
值得注意的是,菌群结构具有动态可塑性——犬类饲喂32周高纯度氨基酸与可消化淀粉饲料后,菌群组成发生显著偏移,但恢复基础饮食后即可回归初始状态。这种可逆性变化证实了饮食成分通过改变肠道底物微环境,直接驱动特定菌种(如产SCFA菌)的竞争性生长,进而重塑微生物组结构与代谢组功能。因此,精准设计膳食纤维与蛋白质比例,是调控宠物肠道微生态平衡的关键策略。
2
年龄
年龄是肠道微生物群落组成显著改变的重要决定因素,随着年龄增长微生物多样性明显下降。以炎症反应增强为特征的器官衰老现象导致肠道微生物组的组成和功能持续改变,从而影响机体的体力活动和药物摄入模式。
▸ 狗断奶后梭杆菌丰度增加
在犬类中,断奶后梭杆菌的存在更为普遍,6-10岁年龄组的具核梭杆菌(Fusobacterium perfoetens)丰度约为0.5-1岁年龄组的两倍(14.3%vs.7.2%)。虽然这种丰度的增加与狗的年龄呈正相关,但梭菌水平的增加与狗断奶后食用肉类食物之间也存在潜在关联。
▸ 猫肠道中双歧杆菌和乳杆菌丰度随年龄增长下降
同样地,在猫的研究中,第18至42周期间,四种最常见菌属的平均丰度发生了显著变化:双歧杆菌属(Bifidobacterium)、乳杆菌属(Lactobacillus)、普雷沃氏菌属(Prevotella)和拟杆菌属(Bacteroides)。
其中拟杆菌属和普雷沃氏菌属的丰度随年龄显著增加,而双歧杆菌属和乳杆菌属则显著下降。幼猫18周龄时,微生物组主要由乳杆菌属(35%)和双歧杆菌属(20%)构成。早期时间点(8-17周)乳杆菌属和双歧杆菌属丰度的升高可归因于哺乳/断奶期影响。至42周龄时,拟杆菌属占比达16%,普雷沃菌属占14%,巨球菌属(Megasphaera)占8.4%。巨球菌属的丰度随时间显著上升,从第18周的0.1%和第30周的0.2%增至第42周的8.4%。
3
品种
品种是微生物群个体间变异的主要来源。研究发现不同品种之间的微生物组成存在差异。
▸ 相同饮食下不同犬菌群丰度不同
例如,在对比马尔济斯犬、贵宾犬和迷你雪纳瑞三种犬种时发现,即使喂养相同的食物,在马尔济斯犬中,梭杆菌(Fusobacteria)数量丰富,而在贵宾犬中,厚壁菌(Firmicutes)和放线菌(Actinobacteria)数量丰富,且马尔济斯犬中厚壁菌门的丰度最低。
▸ 猫科和布偶猫存在肠道微生物差异
另一项研究通过16S rRNA基因测序技术证明了家猫与布偶猫肠道微生物组的品种差异:布偶猫组中肠球菌属(Enterococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)、罗氏菌属(Roseburia)和经黏液真杆菌属(Blautia)等有益微生物的丰度显著高于家猫组,这表明可针对特定品种设计益生菌制剂。
4
性别/绝育
大量研究表明,雄性和雌性之间的肠道菌群存在差异。这在动物和人类中都有观察到。例如,对非肥胖糖尿病(NOD)/ShiLtJ小鼠的研究发现,与雌性小鼠相比,某些细菌家族在雄性小鼠中更丰富,如Kineosporiaceae、Peptococcaceae、Porphyromonadaceae、 Veillonellaceae、 Lactobacillaceae、Peptostreptococcaceae、Bacteroidaceae、Cytophagaceae和Enterobacteriaceae。
而在人类中,双侧卵巢切除术与鲍氏梭菌(Clostridium bolteae)的较高存在相关。非卵巢系统性雌激素水平与粪便梭菌的丰度之间存在直接相关性,其中包括非梭状芽胞杆菌属和瘤胃球菌科的三个属。
▸ 绝育狗厚壁菌门相对丰度较高
在宠物研究中,发现厚壁菌门的相对丰度显示绝育雌性和阉割雄性之间的相似性,与正常雌性和雄性狗相比,这些群体的相对丰度明显更高。此外,雄性狗的厚壁菌门比例高于雌性狗。另一方面,与雌性相比,雄性狗的拟杆菌门较低,但高于阉割狗(绝育的雌性和阉割的雄性)。与绝育狗(绝育的雌性和绝育的雄性)相比,正常犬(雌性和雄性)的梭杆菌更高。
▸ 绝育后乳杆菌、双歧杆菌减少
还有一项研究发现,绝育后的雄性猫狗肠道中某些菌群数量会发生变化,如乳杆菌(Lactobacillus)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等菌群数量减少,而肠球菌(Enterococcus)、大肠杆菌(Escherichia)等菌群数量增加。这些变化可能与代谢、免疫等方面有关。
此外,宠物的饮食、生活环境等因素也会对肠道微生物产生影响,因此在绝育后需要注意宠物的饮食和生活环境,以维护宠物的肠道健康。
5
运动
研究表明,体育活动与改善代谢健康之间存在密切联系。人类研究表明,体育活动会导致有益肠道微生物的增加,如梭菌。定期运动与丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)含量较高之间存在正相关关系。
Shah H,et al.Microorganisms.2024
▸ 运动与饮食一起影响了狗肠道菌群
几项临床试验研究了运动和饮食干预对犬肠道菌群的影响。在利用商业高蛋白、低脂肪和高纤维干粮的减肥计划中,运动会影响肠道微生物群的组成。在与运动相关的活动中,葡萄糖胺的添加会影响雪橇犬微生物组的组成。食用葡萄糖胺的雪橇犬的乳杆菌科(Lactobacillaceae)和Anaerovoracaceae减少。在补充葡萄糖胺的狗中,Sellimonas、Eubacterium brachy和Parvibacter的丰度降低,尤其是在运动后。
6
健康状况
▸ 消化系统疾病破坏肠道微生物群平衡
消化系统疾病如腹泻、便秘、胃肠炎等会对猫狗微生物群产生影响,破坏肠道微生物群的平衡,导致有益菌的减少,有害菌的增加。
▸ 感染寄生虫改变肠道微生物群
许多肠道寄生虫被证明会引起宠物肠道微生物群的显著改变,其中贾第鞭毛虫是一种普遍存在的肠道寄生虫,可导致腹泻,其带来的改变最为明显。
贾第鞭毛虫与许多细菌群落的丰度呈正相关,例如普雷沃氏菌(Prevotella)和厌氧螺菌(Anaerobiospirillum succiniproducens)。这些细菌会导致肠道屏障粘液的脆弱化。这种脆弱化使肠贾第鞭毛虫更容易切割屏障并允许更多肠道病原体在肠道定植。
此外,在22周大的幼犬中,贾第鞭毛虫的高负荷也与约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)的减少相关。
▸ 病毒感染降低拟杆菌丰度
犬细小病毒是影响狗的最常见病原体之一,会导致腹泻、出血性肠炎和幼犬死亡。在一项研究中,四只幼犬在6周大时自然感染了犬细小病毒,肠道微生物群发生严重改变,变形杆菌丰度增加,主要是肠杆菌科(Enterobacteriaceae),拟杆菌(Bacteroidetes)和梭杆菌(Fusobacteria)丰度减少。
7
抗生素等外源药物
抗生素通过作用于细菌保守靶点(如核糖体、细胞壁)发挥广谱抗菌作用,但其非选择性抑制会显著扰动宠物肠道微生态平衡。
▸ 抗生素会改变猫狗肠道菌群组成与代谢能力
研究表明,抗生素暴露可导致犬猫肠道菌群结构与功能发生多维度改变:菌群组成方面,常见有益菌如产短链脂肪酸(SCFA)的Faecalibacterium、Blautia和Roseburia丰度显著降低,而潜在致病菌(如Enterobacteriaceae、Enterococcus spp.及Escherichia spp.)增殖。
代谢功能方面,碳水化合物发酵能力下降导致SCFA产量减少,胆汁酸代谢紊乱表现为初级胆汁酸(胆酸、鹅去氧胆酸)累积与次级胆汁酸(脱氧胆酸、石胆酸)耗竭。
▸ 使用抗生素可能导致长期菌群失衡
值得注意的是,甲硝唑、泰乐菌素及阿莫西林-克拉维酸等常用抗生素还可降低粪便维生素与抗氧化物质浓度,同时升高氧化应激标志物(如核糖酸)。这些扰动具有长期持续性——猫停用克林霉素2年后仍存在菌群(如Prevotellaceae减少)与胆汁酸代谢异常,幼猫抗生素暴露后菌群失衡可持续至成年期。菌群失调进一步增加耐药菌定植风险(如艰难梭菌),并可能通过破坏肠屏障功能诱发慢性肠病。
值得注意的是,益生菌干预(如猫源Enterococcus hirae)或特定酶制剂(如核糖酶)可能缓解部分不良反应,提示在临床抗感染治疗中需综合评估菌群修复策略。
与人类和其他动物类似,狗和猫肠道代谢库的主要贡献者是蛋白质、碳水化合物和脂肪。这些常量营养素在消化过程中分解,产生各种代谢物,包括气体(例如CO2、CH4)、有机酸(例如乳酸、丙酮酸)、生物胺(例如组胺、血清素)、短链脂肪酸(例如丁酸盐、乙酸盐)、支链脂肪酸(BCFAs,例如异丁酸酯、异戊酸酯)和支链氨基酸(例如异亮氨酸、缬氨酸)。
猫和狗肠道中的典型代谢物
Lyu Y,et al.Animals (Basel).2025
这些代谢物在维持宿主生理过程中起着关键作用。肠道还包括来自细菌细胞壁成分、多胺、挥发性有机化合物、植物次生代谢物和膳食胆碱的各种代谢物。这些代谢物具有高度动态性,经历吸收、分布或从体内排泄等各种过程。这种动态性质强调了肠道代谢的复杂性及其对整体健康的深远影响。通过检测猫狗肠道中的主要代谢物及微量元素,也可以一定程度上反映其健康状况。
一般来说,从产量和健康影响的角度来看,犬科和猫科动物结肠中的主要代谢物主要是短链脂肪酸、次级胆汁酸以及支链脂肪酸和吲哚衍生物,它们分别来自碳水化合物、脂肪和蛋白质的发酵。
1
短链脂肪酸
短链脂肪酸(SCFA)是结肠内特定厌氧菌(例如罗氏菌属、拟杆菌属)发酵膳食纤维和抗性淀粉产生的主要细菌代谢产物,这些短链脂肪酸对人类和伴侣动物都表现出许多健康益处,包括抗炎、免疫调节、体重管理、糖尿病管理和癌症预防,以及对心脏和肝脏等器官的保护作用。
▸ 猫和狗可通过蛋白质发酵产生短链脂肪酸
此外,SCFA可以降低肠道pH值,防止氨等有害代谢物的吸收。值得注意的是,与大多数杂食性哺乳动物通过膳食纤维和抗性淀粉发酵产生短链脂肪酸不同,狗和猫作为食肉动物,其结肠中具有更丰富的蛋白质发酵细菌(如产气荚膜梭菌),能够产生短链脂肪酸。虽然蛋白质对SCFA产生的直接贡献不如纤维重要,但它可以通过改变肠道微生物组组成、转运时间和特定氨基酸的利用来间接影响该过程。
乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐是三种主要的短链脂肪酸,因其多样化的生物活性而被广泛研究。肌组织可以利用乙酸盐作为能量来源。丙酸盐被肝脏从门静脉血吸收并转化为琥珀酰辅酶A,琥珀酰辅酶A参与能量产生、柠檬酸循环、酮代谢和血红素合成。丁酸盐被结肠氧化,是结肠细胞的首选能量底物。
▸ 营养和疾病状况会影响体内短链脂肪酸含量
在各种饮食干预和补充策略的犬猫营养研究中,SCFA的产生经常被报道。在最近的许多狗和猫研究中,来自多种食品成分的植物来源的低聚糖(例如,果糖、半乳糖、甘露糖和木糖低聚糖(FOS、GOS、MOS、XOS))和各种类型的可发酵碳水化合物(例如,果胶、菊粉和抗性淀粉)一致表明SCFA的产生显著增加。
具体而言,研究表明,当成年犬的饮食中添加0.5% FOS和GOS、0.15% MOS、1%菊粉和1%抗性淀粉时,丁酸盐、乙酸盐或戊酸盐的水平升高。在猫中,当动物喂食0.4% XOS时,粪便丁酸盐和丙酸盐浓度与乳酸菌种类丰度的增加呈正相关。
疾病状态的发生和发展通常也会影响SCFA的产生。例如,几项研究表明,患有炎症性肠病(IBD)的犬科动物和猫科动物经常表现出肠道菌群失调,导致产生SCFA的细菌(例如双歧杆菌、Roseburia)下调,随后导致特定SCFA的合成减少。
2
次级胆汁酸
次级胆汁酸,如胆酸和鹅去氧胆酸,是在肝脏中产生并通过胆道器官释放到消化系统中的脂质分子。肠道微生物群将这些宿主来源的胆汁酸转化为次级胆汁酸,这些胆汁酸构成了粪便中发现的大部分胆汁酸,是狗和猫的主要肠道代谢产物。
胆汁酸的一个基本作用是促进脂肪的消化和吸收。除了消化功能外,胆汁酸还充当信号分子,影响葡萄糖和脂质代谢、胰岛素敏感性、炎症反应、免疫功能和甲状腺调节的能量消耗。
▸ 次级胆汁酸可以反映营养状况
主要由碎牛肉(75%)组成的高蛋白、高脂肪、低纤维饮食(46.7%蛋白质、33.1%脂肪、3.4%纤维、干物质)已被证明可以提高狗的粪便脱氧胆酸水平。
与饲喂湿粮(46%蛋白质、27%脂肪、4.7%纤维)的猫相比,喂食干粮(33%蛋白质、7%脂肪、9.3%纤维、干物质)的猫的粪便总胆汁酸减少了3倍。这一发现意味着高脂肪和低纤维饮食可以诱导健康猫的粪便总胆汁酸增加。
▸ 食物中蛋白质和纤维含量影响猫胆汁酸水平
最近的一项研究评估了猫的23种粪便胆汁酸,结果显示,将7.9%高消化抗性淀粉饮食(37.6%蛋白质、18.9%脂肪、3.2%纤维)与0.5%低消化抗性淀粉饮食(38.0%蛋白质、19.0%脂肪、3.1%纤维)进行比较时,胆汁酸谱发生了显著变化。具体来说,12种胆汁酸表现出显著增加,而3种表现出减少。在次级胆汁酸胆酸盐和牛磺胆酸盐硫酸盐以及次级胆汁酸12-脱氢胆酸盐和3-脱氢胆酸盐中观察到最明显的变化。因此,尽管宏量营养素含量相似,但食品加工技术及配方对微生物(次级)胆汁酸代谢有显著影响。
在一项交叉研究中,制定了一种老年干粮(31.1%蛋白质、16.8%脂肪、1.3%纤维)含有特定成分(即燕麦粒、西兰花和番茄渣),可防止与年龄相关的认知能力下降,并与商业干粮(32.7%蛋白质、19.1%脂肪、1.4%纤维)进行了比较。老年干粮与粪便次生胆汁盐7-α-羟基-胆甾烯酮、脱氢石胆酸盐、脱氧胆酸盐、异熊去氧胆酸盐、石胆酸盐和熊去氧胆酸盐的显著减少以及粪便初级胆汁盐胆酸盐的增加有关。
一般来说,饮食类型和营养成分会影响犬科动物和猫科动物的肠道微生物群,从而进而改变粪便胆汁酸库。具体而言,在患有慢性肠病和胰腺外分泌功能不全的狗中观察到粪便石胆酸、脱氧胆酸和总次级胆汁酸浓度较低,粪便胆汁酸代谢失调和熊去氧胆酸降低与猫慢性肾病中的新型微生物特征相关。需要进一步的研究来阐明这些改变与饮食因素以及肠道微生物群之间的关系。
3
支链脂肪酸和吲哚代谢物
肠道微生物组可以改变氨基酸的代谢,产生支链脂肪酸(BCFA)和吲哚衍生物等代谢物。这些化合物影响各种生理过程,包括免疫功能和炎症。
▸ 支链脂肪酸影响肠道微生物组及健康
肠道中BCFA的存在会显著影响其环境,从而影响肠道微生物组的组成和活性。此外,这些脂肪酸充当信号分子,与肠道内壁和免疫细胞进行交流,最终帮助维持肠道屏障的完整性,调节免疫反应和炎症,并与认知功能和心理健康有关。
▸ 膳食蛋白质和纤维含量会影响支链脂肪酸浓度
然而,由于狗和猫的肉食性,与人类和其他杂食性哺乳动物相比,它们具有更高的膳食蛋白质需求量和较低的结肠蛋白发酵水平。因此,BCFA的浓度远小于短链脂肪酸(即占SCFA的5%-10%)。狗和猫中最重要和最丰富的BCFA是异丁酸盐和异戊酸盐,它们分别由缬氨酸和亮氨酸产生。BCFA的产生与饮食中的粗蛋白含量和氨基酸浓度直接相关。
研究观察到,当狗和猫补充膳食纤维(例如低聚果糖、菊粉)时,BCFA浓度,特别是异丁酸盐浓度降低。这表明结肠环境和微生物组功能已从蛋白质发酵转变为纤维发酵。同样,胃肠道疾病可促使BCFA生成量下降,诊断为慢性肠病的猫科动物的异丁酸盐和异戊酸盐水平降低就证明了这一点,这一结局可能与潜在的微生物群失调有关。
▸ 不同剂量的吲哚衍生物对狗健康影响不同
另一组重要的氨基酸代谢物包括吲哚衍生物。这些化合物来源于氨基酸色氨酸,起信号分子的作用,对免疫调节(如T细胞反应)、抗炎过程和维持肠道内的屏障功能至关重要。
尽管如此,各种吲哚衍生物对健康的影响并不一致,并且明显依赖于剂量。某些化合物(如硫酸吲哚)在肠道内过度积累可导致不良反应,如炎症性肠病和肾功能障碍。与BCFA类似,吲哚衍生物(例如吲哚、吲哚-2-酮、吲哚-丙烯酸酯、吲哚-3-乙酸酯)随着蛋白质摄入量的增加而增加,而在健康狗中,纤维补充剂会减少或趋于减少,但饮食与吲哚衍生物之间的相互作用相当复杂。
在最近的一项研究中,比较了不同蛋白质水平(19.99%、25.34%、45.77%)对狗肠道健康的影响,吲哚和吲哚-2-酮的粪便水平随着蛋白质消耗的增加而显著增加,而吲哚-乳酸、吲哚-乙酸、吲哚-丙酸和2-氧吲哚-3-乙酸酯的水平随着蛋白质消耗水平的增加而显著降低。色氨酸是吲哚的前体氨基酸,随着蛋白质消耗的减少而增加。
4
维生素
维生素与肠道菌群的互作是猫狗肠道微生态健康的重要组成部分,是评估消化系统功能的关键指标。通过分析维生素的合成能力和代谢能力,可以早期识别微生态失衡状态,预防营养吸收障碍。
▸ 维生素A影响视觉、皮肤健康
维生素A是宠物体内重要的营养成分,参与视觉、皮肤健康、免疫系统功能以及细胞生长和分化的调节。它有助于维持视⼒,特别是在夜间视力方面,⽀持正常的生长和发育,促进皮肤和被毛的健康。
▸ 维生素D影响钙的吸收及骨骼健康
维生素D主要影响钙和磷的代谢,帮助维持骨骼和牙齿的健康。它促进钙的吸收和利用,对猫狗的生长、发育以及整体骨骼健康至关重要。
▸ B族维生素能影响大部分生理过程
B族维生素参与猫狗几乎所有的生理过程,这些水溶性维生素无法在体内大量储存,需要持续补充。B族维生素缺乏会导致神经系统异常、皮肤病变、贫血、消化不良和免疫功能下降等多种问题。
▸ 维生素C影响免疫及皮肤弹性
维生素C是一种强效的抗氧化剂,对宠物的健康至关重要。它有助于增强免疫系统,促进伤口愈合,支持皮肤和被毛的健康,同时还参与胶原蛋白的合成,保持关节健康和皮肤弹性。
对狗和猫的研究表明,肠道微生物组和功能的变化不仅决定着胃肠道疾病,而且还与其他器官系统的疾病密切相关,例如慢性肾病、肠胃炎、神经系统疾病和肥胖等。虽然在许多疾病中仍需要探索确切的潜在机制,但一些微生物途径现在已得到公认,会影响健康和疾病,其中一些可以使用不同的方法直接评估。
1
急性和慢性胃肠炎
急性胃肠炎(AGE)发作时(尤其细菌/病毒性感染),犬猫肠道菌群呈现多样性骤降与致病菌暴发性增殖。
▸ 急性胃肠炎时肠道菌群多样性会骤降
一项针对健康犬、急性非出血性腹泻犬、急性出血性腹泻犬以及特发性炎症性肠病(IBD)犬的16S rRNA基因测序研究显示,患有急性腹泻的犬,尤其是急性出血性腹泻犬,其菌群中的细菌类群发生了最显著的变化。与健康犬相比,急性出血性腹泻犬的大肠杆菌、Sutterella和产气荚膜梭菌含量显著增加,同时伴随产短链脂肪酸(SCFA)的核心菌群(如Faecalibacterium、Blautia)减少。
这种失衡直接削弱SCFA合成能力,导致肠屏障修复障碍与炎症因子(如IL-8、TNF-α)释放增加。值得注意的是,抗生素治疗虽抑制病原菌,但进一步降低菌群多样性,延长恢复周期。
患有胃肠道疾病的狗和猫的微生物变化
doi: 10.3748/wjg.v20.i44.16489.
▸ 肠道炎症宠物体内变形菌门细菌增加,拟杆菌属减少
慢性炎性肠病(CE)是一种多因素疾病,肠道免疫和环境因素(饮食、微生物群)之间的相互作用引发并驱动慢性肠道炎症,导致受影响狗呕吐、腹泻、食欲改变或体重减轻。
患有CE的犬表现出粪便细菌丰富度和多样性的显著降低。炎症性肠病中常见的微生物组变化是厚壁菌门和拟杆菌门内的细菌群减少,而变形菌门内的细菌群增加,此外,Lachnospiraceae和Clostridium亚群多样性减少与IBD有关。
不同的微生物学研究表明,肠道变形菌门的增加和梭菌目的减少与肠道炎症有关。持续胃肠道症状的犬受试者中梭菌属、梭杆菌属和拟杆菌属丰度降低,同时肠杆菌科丰度升高,肠杆菌科的成员被认为是致病的,因为它们有能力在胃肠道内引起先天免疫反应。
Shah H,et al.Microorganisms.2024
对患病犬和健康对照组的微生物种群进行比较分析发现,前者的双歧杆菌、乳酸杆菌、链球菌和潜在致病性大肠杆菌水平均有所升高。在胃肠道中,驻留细菌可以将各种化合物释放到周围的肠道环境中,包括脂多糖、淀粉样蛋白和其他免疫原性混合物。免疫激活,无论是通过脂多糖分泌还是与抗炎微生物相比促炎微生物的增加,都会形成肠道菌群失调,进一步导致肠道炎症。
2
神经系统疾病
脑肠轴(GBA)是一个由内分泌、免疫和神经元介质组成的网络,在肠道和大脑之间形成错综复杂的相互作用。肠道微生物群、中枢神经系统(CNS)和肠道神经系统(ENS)共同调节GBA。胃肠道中产生的某些神经活性物质可以穿过血脑屏障(BBB)和肠道粘膜屏障进入中枢神经系统。
▸ 肠道菌群可能通过神经递质影响犬类癫痫
癫痫是犬类最常见的神经系统疾病之一。肠道微生物群(GM)衍生的短链脂肪酸(SCFAs)可能会影响癫痫发作的可能性,通过调节兴奋性/抑制性神经递质、神经炎症、氧化应激以及心理社会压力来实现。
肠道菌群紊乱可加剧癫痫严重程度,其核心机制为菌源性炎症激活免疫应答,通过肠神经系统(ENS)影响中枢神经功能。肠道微生物群组成的变化与狗的神经系统疾病(如不明原因的脑膜脑脊髓炎以及攻击性和恐惧症等行为问题)有关。
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
▸ 攻击性行为犬巨单胞菌属和Catenibacterium升高
攻击性行为犬的粪便中Catenibacterium与Megamonas丰度异常升高,该菌群同时参与初级胆汁酸代谢失调,可能通过腹痛-应激通路诱发神经兴奋。
老年犬的梭杆菌门丰度随年龄增长下降,而放线菌门减少与认知功能提升正相关。致病菌如大肠杆菌和假单胞菌可合成γ-氨基丁酸(GABA)等神经活性物质,其透过血脑屏障后干扰神经递质平衡——GABA作为关键抑制性神经递质,其水平下降将直接降低神经元兴奋阈值,促进癫痫发作。
生酮饮食(KD)可通过重塑菌群结构(如提升阿克曼菌、粪便拟杆菌丰度),显著降低发作频率。而犬类研究显示KD能同步调节代谢组(如降低促瘤因子)与菌群(减少丹毒丝菌目、乳杆菌目,增加双歧杆菌目等)。
3
肾病
猫和狗的慢性肾病带来了重大的临床挑战,新兴研究强调了肠肾轴在其发病机制和管理中的关键作用。
肠-肾轴包含肠道微生物组、肠道屏障、微生物代谢物和肾脏生理学之间相互作用的复杂网络。该轴的破坏,特别是以肠道菌群失调和微生物代谢失调为特征,是导致慢性肾病(CKD)发病机制的重要因素。
▸ 肠道菌群失调导致毒素积累会加剧肾功能障碍
肠道微生物群组成和功能的改变会引起相关微生物代谢失调,导致尿毒症毒素积累和氨基酸、胆汁酸和脂肪酸谱的破坏。这些紊乱反过来会加剧肾功能障碍和全身炎症。
▸ 慢性肾病也会反向加剧尿毒素生成菌增殖
慢性肾病(CKD)通过多重途径驱动肠道菌群失调:肾功能下降导致含氮废物(如尿素、肌酐)肠腔蓄积,促进变形菌门中尿毒素生成菌(如大肠杆菌、假单胞菌)增殖,同时抑制产短链脂肪酸(SCFAs)的厚壁菌门生长;饮食限制(如低磷、低蛋白处方粮)往往会减少膳食纤维摄入,剥夺益生菌代谢底物,加剧菌群多样性下降;药物副作用(如磷结合剂、抗生素)进一步破坏肠黏膜屏障。
这种失调形成恶性循环:菌群紊乱减少SCFAs(尤其丁酸)合成,削弱其抗炎与维护肠屏障功能,导致内毒素易位激活全身炎症,加速肾纤维化;而尿毒素蓄积又进一步改变肠道微环境,促进条件致病菌定植。
▸ 通过菌群有望改善慢性肾病
而干预菌群-肾脏轴有望改善CKD进程:临床研究证实,补充特定益生菌组合(如含双歧杆菌的制剂)可降低CKD犬猫血清尿素氮,其机制涉及抑制变形菌门过度增殖、恢复SCFAs水平及减轻尿毒症毒素积累;直接补充丁酸盐或高纤维饮食促进产丁酸菌(如Faecalibacterium)生长,改善肾小球硬化评分;此外,粪菌移植(FMT)在CKD犬模型中显示可部分逆转菌群失调,延缓eGFR下降速率。这些证据凸显了以肠道菌群为靶点的营养干预在宠物CKD管理中的临床应用潜力。
4
过敏/皮肤病
对肠道微生物的深入研究发现,肠道菌群与皮肤之间存在内在关联,被称之为“肠-皮肤轴”(Gut-Skin Axis)。肠道菌群及其所产生的代谢物通过免疫调节影响皮肤的屏障功能,诱发皮肤炎症。
▸ 慢性皮炎犬艰难梭菌、丹毒丝菌等促炎菌增多
研究表明,慢性皮炎(如犬特应性皮炎cAD)与肠道之间存在关联。cAD犬的肠道菌群α多样性(香农指数、均匀度)显著低于健康犬,且梭杆菌属、巨单胞菌属等有益菌丰度下降,而艰难梭菌、丹毒丝菌等促炎菌增殖;这种失衡通过”肠-皮肤轴”激活全身免疫反应,表现为Th2型细胞因子升高和血清IgE浓度增加,肠道菌群失调加剧皮肤瘙痒和损伤。
cAD犬肠道代谢功能异常涉及氨基酸生物合成的代谢途径异常富集,而短链脂肪酸(SCFAs)合成通路受抑制,削弱其抗炎和屏障修复作用。
患有皮炎的犬皮肤微环境改变(如pH升高、经皮水分流失增加),导致菌群多样性下降,致病菌如伪中间葡萄球菌和棒状杆菌过度定植,进一步破坏皮肤物理屏障并诱发慢性炎症。
5
肥胖
宠物肥胖已成为日益严重的健康问题,这与久坐的生活方式、高热量饮食、遗传倾向及绝育等多种因素相关,而肠道菌群的重要性尤为关键,还与犬的心脏病、糖尿病和骨科疾病存在关联。
▸ 肥胖和超重犬菌群多样性降低
肥胖和超重犬普遍存在粪便菌群多样性降低,肥胖犬体内放线菌门(Actinobacteria)和罗斯氏菌属(Roseburia)的数量更多,且放线菌纲(Actinobacteria)的存在更为明显。
瘦犬的肠道菌群主要由厚壁菌门(Firmicutes)的微生物组成,而肥胖犬的肠道菌群则主要由变形菌门(Proteobacteria)的细菌构成,其中革兰氏阴性菌通过产生较高水平的肠道脂多糖(LPS),诱发肥胖犬出现慢性炎症。
另一方面,超重犬的丹毒丝菌纲(Erysipelotrichi)丰度更高,这主要是由于真杆菌属(Eubacterium spp.)的差异所致,与肥胖犬相比,超重犬的双歧杆菌目(Bifidobacteriales)丰度显著降低,气单胞菌目(Aeromonadales)丰度略有增加,且普雷沃氏菌属(Prevotella copri)和梭菌属(Clostridium)的检出率更高。
▸ 巨单胞菌属和瘤胃球菌与减重呈负相关
此前研究还发现,与正常犬相比,超重犬的梭杆菌门,尤其是产气荚膜梭菌的数量更多。正常体重犬的瘤胃球菌科相对丰度也高于肥胖犬。巨单胞菌属的丰度与减重速率呈负相关,与减重较慢的犬相比,快速减重的犬粪便中瘤胃球菌科的数量明显减少,丙酸和乙酸水平也较低,这表明肥胖犬的粪便中存在能产生丙酸和乙酸的细菌,且由于这些细菌能通过产生短链脂肪酸(SCFAs)从饮食中获取更多能量,可能使其对减重的反应较差。
干预研究表明,补充低聚果糖(FOS)可提升菌群多样性,促进双歧杆菌增殖并增加抗炎性丁酸合成,为肥胖管理提供新策略。
6
心脏健康
狗经常表现出充血性心力衰竭(CHF),其特征是肺水肿、胸腔积液或腹水引起的腹胀导致的急性呼吸窘迫。即使心脏病得到很好的控制,患有充血性心力衰竭的狗,尤其是那些患有右侧充血性心力衰竭(RCHF)的狗,也经常因为严重的恶病质和进行性食欲不振而被处死。
▸ 肠道菌群失调指数和狗二尖瓣病之间存在联系
越来越多的研究表明,肠道微生物群及其代谢物在心血管疾病的发展和病程中发挥作用。患有充血性心力衰竭的狗增加了大肠杆菌和未表征的肠杆菌科物种。在另一项研究中,观察到肠道微生物组与狗粘液瘤性二尖瓣病(MMVD)之间存在潜在关系。肠道菌群失调指数与MMVD的严重程度成正比,并且与肠道中关键的胆汁酸转化器Clostridium hiranonis呈负相关。
次级胆汁酸是肠道微生物发酵初级胆汁酸产生的重要副产物。次级胆汁酸可能会促进有益细菌的生长,但会抑制有害物种。例如,次级胆汁酸,如DCA,可促进梭杆菌的生长,而LCA可促进粪杆菌的生长。相反,DCA阻碍了大肠杆菌的生长。这些发现表明,肠道微生物群、肠道微生物群产生的代谢物与狗MMVD的病理生理学进展之间存在潜在的相互作用。
▸ 三甲胺可能是肠道菌群影响心血管疾病的关键物质
而另一方面,短链脂肪酸有助于调节血压。大量的胆碱、肉碱和磷脂酰胆碱被一些肠道细菌分解成前体三甲胺(TMA)。TMA的下游信号传导和代谢导致氧化三甲胺(FMO)的产生,FMO被认为是治疗心血管疾病的标志物。
肠道微生物群通过代谢影响心血管健康
Shah H,et al.Microorganisms.2024
在急性心肌梗死动物模型中,肠道微生物组,特别是Tissierella soehngenia属、Synergistetes门、Spirochaetes门、Lachnospiraceae家族和Syntrophomonadaceae家族,表现出更大的趋势。然而,对心血管系统的研究尚未探索,需要考虑更多基于机制的研究来发现与心力衰竭相关的风险。
随着年龄、生活方式或药物的影响,健康宠物的肠道微生物组平衡可能受到影响甚至会被破坏,从而引发各种疾病。我们应该采取何种方法来恢复其健康呢?
肠道微生物群可以通过饮食调整、益生菌及益生元以及粪菌移植进行调节。这些治疗方法每一种都具有不同的优点和副作用。因此必须考虑潜在的疾病,因为没有针对所有类型生态失调的治疗方法。
1
饮食调整
饮食是影响宠物肠道微生物群的重要因素之一,不同的饮食组成会对宠物肠道微生物群的生态平衡产生不同的影响。
▸ 根据不同年龄和营养状况挑选合适的食物
蛋白质、碳水化合物和脂肪是大部分宠物必需的营养物质,是促进机体生长的重要营养素。合理控制这些营养素的摄入是维持健康的关键。
不同年龄段的宠物对营养素的吸收能力不同。老年犬猫由于肠道消化功能逐渐退化,不能较好地吸收,需要根据不同的宠物状态制定相对应的饮食。
2
益生菌
▸ 益生菌促进了整体的微生物平衡病减少了炎症
益生菌的使用通常被认为对维持和促进宠物的胃肠道健康很有价值。宠物益生菌产品的普及突显了宠物主人对益生菌补充剂对动物健康的潜在益处的兴趣和意识不断增强。此外,它在狗和猫等伴侣动物中的使用改善了肠道微生物群组成,促进了整体微生物平衡,从而增强了免疫反应,减少了肠道炎症,增加了肠道屏障功能,并防止肠道病原体定植。
对猫狗施用益生菌干预的效果
Shah H,et al.Microorganisms.2024
3
粪菌移植
粪菌移植(FMT)是一种新兴的治疗方法,通过将健康供体的粪便转移到受者体内,为患病个体提供健康的微生物群。
▸ 粪菌移植在改善菌群失调方面效果最好
研究表明,在人类以及患有感染性和慢性胃肠道疾病的犬中,粪菌移植在改善菌群失调方面比其他调节微生物组的治疗方法更有效。与接受甲硝唑治疗的腹泻和炎症性肠病(IBD)患犬相比,接受粪菌移植灌肠治疗的腹泻患犬和仅接受皮质类固醇治疗的炎症性肠病患犬,其粪便菌群与健康犬的粪便菌群更相似,且胆酸和初级胆汁酸的比例有所降低。对于因产气荚膜梭菌A毒素引起的腹泻患犬,抗生素治疗无效,但通过灌肠接受粪菌移植后,腹泻成功得到解决。
在一项随机临床试验中,对于犬细小病毒(CPV)引起的急性出血性腹泻且存活的幼犬,使用粪菌移植可加快临床恢复速度,缩短住院时间。此外,患有慢性肠炎(CE)的患犬在接受单次粪菌移植灌肠治疗后,其犬炎症性肠病活动指数(CIBDAI)评分显著降低。
随着肠道微生物组研究的深入,我们越来越认识到这个”隐形器官”对宠物健康的深远影响。肠道微生物组与猫狗的胃肠炎、癫痫、肾病、肥胖、心脏病等多种疾病密切相关。
饮食结构、年龄变化、品种差异、抗生素使用等因素都会深刻影响菌群平衡,进而影响宠物的整体健康状况。当菌群失衡时,有益菌如双歧杆菌、乳杆菌减少,而致病菌如大肠杆菌、肠球菌增加,这种变化不仅影响肠道功能,还会通过肠-脑轴、肠-肾轴、肠-皮肤轴等途径影响神经系统、泌尿系统和皮肤健康。
值得欣慰的是,肠道菌群具有可调节性。通过科学的饮食调整、合理的益生菌补充、甚至粪菌移植等手段,我们可以有效地重建和维护宠物的肠道微生态平衡。未来,随着个性化营养学的发展,我们期待能够基于宠物的品种、年龄、健康状况和菌群特征,制定更加精准的健康管理方案。让我们携手守护毛孩子的健康,从肠道微生物开始,为它们创造更加美好的生活!
主要参考文献
Shah H, Trivedi M, Gurjar T, Sahoo DK, Jergens AE, Yadav VK, Patel A, Pandya P. Decoding the Gut Microbiome in Companion Animals: Impacts and Innovations. Microorganisms. 2024 Sep 4;12(9):1831.
Lyu Y, Pu J, Deng B, Wu C. Gut Metabolome in Companion Animal Nutrition-Linking Diets to Health. Animals (Basel). 2025 Feb 24;15(5):651.
Bartochowski P, Gayrard N, Bornes S, Druart C, Argilés A, Cordaillat-Simmons M, Duranton F. Gut-Kidney Axis Investigations in Animal Models of Chronic Kidney Disease. Toxins (Basel). 2022 Sep 7;14(9):626.
Pilla R, Suchodolski JS. The Role of the Canine Gut Microbiome and Metabolome in Health and Gastrointestinal Disease. Front Vet Sci. 2020 Jan 14;6:498.
Song H, Mun SH, Han DW, Kang JH, An JU, Hwang CY, Cho S. Probiotics ameliorate atopic dermatitis by modulating the dysbiosis of the gut microbiota in dogs. BMC Microbiol. 2025 Apr 22;25(1):228.
Honneffer JB, Minamoto Y, Suchodolski JS. Microbiota alterations in acute and chronic gastrointestinal inflammation of cats and dogs. World J Gastroenterol. 2014 Nov 28;20(44):16489-97.
谷禾健康
随着“它经济”的蓬勃发展和“科学养宠”理念的深入人心,宠物已成为家庭的重要成员。然而,面对“毛孩子”们无法言说的病痛,如反复腹泻、顽固皮肤病、食欲不振、呕吐等,传统兽医诊断往往面临挑战。
从宠物医院的实际经营来看,慢性疾病正成为他们面临的核心挑战。慢性肾病、老年痴呆、精神类疾病等病症不仅治疗费用昂贵,而且现有手段往往无法覆盖,特别是小型诊所更是心有余而力不足。
在与许多B端合作伙伴的深度交流中我们发现
宠物腹泻,肾病以及其他疾病等正在增加
后期医疗费用高昂让宠物主人无能为力
异常行为严重影响生活质量和主人养宠体验
情感难舍却不得不放弃…
因此,迫切需要一种更加
科学、经济、精准的健康管理方式
既能降低医疗成本
又能提供个性化的健康方案
还能避免过度医疗
这就需要我们从根本上
重新思考宠物健康管理的方法论
从”治疗导向“转向”预防导向“
✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲✲
谷禾凭借在人类健康领域积累的深厚微生物组学经验,战略性延伸至动物医学领域,推出宠物菌群精准检测服务。
我们致力于解码宠物肠道微生态的奥秘,为兽医临床、宠物营养和家庭养护提供科学依据,开启宠物健康管理的精准化新时代。
从人类微生态到宠物微生态,不是简单的复制,而是技术能力的升维应用。人类肠道微生态的复杂性研究为我们提供了强大的算法基础和数据分析能力,以及多年来在宠物菌群科研中的持续投入,这些经验在宠物领域的应用中展现出了独特的技术优势。
研究表明,宠物肠道菌群不仅影响消化吸收功能,更与免疫调节、神经系统、皮肤健康等多个生理系统密切相关,成为宠物整体健康状况的重要晴雨表。
谷禾正有序推进构建涵盖不同品种、年龄、健康状况犬猫的肠道菌群数据库,结合最新的机器学习算法,实现对宠物肠道微生态健康状况和营养进行精准评估(注:仅用于菌群科学研究和辅助参考,不直接用于临床诊断 )。
宠物菌群报告展示采用更温馨活泼的配色,通过可视化图表和情感化设计,让复杂数据更直观,帮助主人轻松了解爱宠健康。
谷禾宠物菌群检测报告中包括菌群评估(整体指标)、肠道基础功能评估(屏障功能、炎症水平、代谢状态)、菌群代谢物评估(短链脂肪酸等)、炎症免疫评估(促炎、抗炎等指标)、营养饮食评估(维生素、微量元素)等。
…
…
症状相关菌群分析,包括腹泻、呕吐、过敏等。
…
菌群代谢物评估(短链脂肪酸等)。
…
…
从多维度全面评估宠物肠道健康状况,为宠物主人提供科学的健康管理依据和个性化调理建议。
谷禾健康
“铲屎官”们都希望自己的宠物有一个健康的身体。但是猫狗都不会说话,平时我们只能从它们的精神状态来判断它们是否健康,但这并不准确。去宠物医院又不太方便,很多猫咪和狗狗还会对抽血等检查有所抗拒。
肠道微生物检测在人类中的应用已经相对成熟,而猫咪和狗狗与人同为哺乳动物,身体结构具有一定的相似性,近年来关于猫狗等宠物肠道微生物的研究也越来越多。
宠物体内具有大量的微生物,包括细菌、真菌以及病毒,稳定的微生物生态平衡对健康成长意义重大。肠道微生物群有助于宿主新陈代谢、抵御病原体、影响免疫系统,并通过这些方式直接或间接影响宿主的行为、情绪等。
许多因素会影响微生物群的生态平衡,包括饮食、年龄、种族、是否绝育等。当体内微生物平衡被打破或者病原微生物入侵时,宠物的机体便遭受破坏,进而影响健康。
本文主要从以下四个方面讲述
Part 1: 猫狗体内的微生物群
Part 2: 影响猫狗微生物群的因素
Part 3: 宠物肠道微生物群影响健康
Part 4: 恢复宠物肠道菌群的措施
微生物群是微生物的复杂集合,包括细菌、病毒、真菌、古细菌和原生动物。猫狗体内的微生物群包括肠道微生物群和皮肤微生物群和口腔微生物群等。
宠物胃肠道微生物群对其健康的影响最为重要,也是数量最庞大的微生物群落。它们可以帮助宠物消化食物、合成维生素、维持肠道黏膜屏障等。
胃中的细菌计数在10^4和10^5 CFU/ml 之间;在十二指肠和空肠中,细菌计数通常较低 (10^5 CFU/ml),但在某些狗和猫中可达到10^9 CFU/mL。回肠含有越来越多的不同微生物群,大多数为10^7 CFU/mL;结肠中的细菌计数介于10^9和10^11 CFU/g。
狗狗身上的微生物群落
Lee D,et al.J Anim Sci Technol.2022
猫咪身上的微生物群落
Lee D,et al.J Anim Sci Technol.2022
狗肠道内的细菌
狗的核心细菌主要五个主要门组成:厚壁菌门(Firmicutes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形杆菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。
狗肠道菌群的一个特征是梭杆菌丰度高
狗与人类和小鼠具有相似的变形杆菌和放线菌的相对丰度,但它是三个物种中唯一具有高丰度梭杆菌的。使其成为狗肠道微生物群一个独有的特征。
Garrigues Q,et al.Front Vet Sci.2022
•厚壁菌
厚壁菌门是肠道微生物群中最丰富的三大细菌门之一,具有高度的物种多样性。它们的主要功能之一是在肠道中产生丁酸盐,丁酸盐被结肠细胞用作能量来源。
厚壁菌门的另一重要类别是杆菌,主要由乳杆菌属和链球菌属组成。乳酸杆菌产生乳酸和乙酸,能够刺激免疫功能并在抗原耐受性中发挥重要作用。
•拟杆菌
狗中第二个最主要的细菌是拟杆菌。
拟杆菌能够使用各种类型的底物进行发酵(其中包括蛋白质和各种碳水化合物),拟杆菌还可以使用聚糖与肠道组织相互作用,提供保护免受病原体侵害。
注:在患有炎症性肠病的狗中观察到该菌的丰度减少。
•梭杆菌
与人类不同,梭杆菌是成年犬肠道微生物群的三个主要细菌门之一,更具体地说是梭杆菌属,约占总相对丰度的20%。
虽然梭杆菌与人类的胃肠道疾病有关,但这种门在健康的狗中很常见。此外,由于梭杆菌在狗和猫体内的丰度高于人类,并且由于它们能够将蛋白质降解为氨基酸和肽,因此推测梭杆菌(Fusobacterium)是食肉动物肠道代谢的关键细菌。
•变形菌
变形菌门多种多样,包括一些机会性病原体,如大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(Salmonella)和弯曲杆菌(Campylobacter),它们对宿主的健康有潜在影响。
虽然变形菌的丰度增加确实与生态失调和炎症性疾病有关,但这些细菌也被证明在健康的狗中大量存在。
变形菌具有多种功能,包括蛋白质、碳水化合物和维生素的代谢,但与拟杆菌一样,它们的主要功能似乎是维持肠道厌氧环境以实现正常微生物组功能。
•放线菌
放线菌门是狗中数量最少的门,约占成年狗微生物群的4%。该门的相对丰度在幼犬中甚至更少,研究发现56日龄以下幼犬的粪便中放线菌的含量不到1%。
该门的一个重要属是双歧杆菌。在人类中,双歧杆菌是婴儿肠道的首批定植者之一,在宿主的全身和粘膜免疫以及母乳低聚糖降解中发挥关键作用。
注:虽然在1至7周大的幼犬中观察到了双歧杆菌,但在任何年龄较大的犬中均未检测到,这表明它是幼犬肠道的特定细菌。
狗其他部位的微生物群
•口腔微生物群
在口腔微生物中,拟杆菌门(60%)是最主要的,其次是变形菌门(20.8%)、厚壁菌门(11.4%)、梭杆菌门 (4.7%)和螺旋体门 (1.7%)。
在属水平上,口腔微生物群包括卟啉单胞菌(Porphyromonas)(39.2%)、 梭杆菌(4.5%)、二氧化碳嗜纤维菌(Capnocytophaga)(3.8%)、德克斯氏菌(Derxia)(3.7%)、莫拉菌(Moraxella)(3.3%) 和伯格菌(Bergeyella)(2.7%)。
•鼻腔微生物群
在健康狗的鼻腔微生物群中, 莫拉氏菌(Moraxella)是最丰富的物种,其次是叶杆菌属(Phyllobacterium)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和心杆菌(Cardiobacteriaceae)。
•皮肤微生物群
在皮肤微生物群中,最主要的细菌是变形杆菌和草酸杆菌科(Oxalobacteraceae)。
•阴道微生物群
从狗的阴道中分离出最常见的细菌是乳杆菌、大肠杆菌和假中间葡萄球菌(Staphylococcus pseudointermedius)。
猫肠道内的细菌
关于健康猫肠道细菌的研究较少。家猫是专性食肉动物,依赖大量摄入动物组织来满足其营养需求。这导致其对低葡萄糖和高蛋白质代谢的适应。
与人类或其他哺乳动物相比,猫不太依赖肠道微生物群通过微生物发酵获取能量。尽管如此,稳定和平衡的微生物群对于维持肠道健康仍然至关重要。
猫胃肠道中厚壁菌门(68%)占主导地位,其次是变形菌门(14%)、拟杆菌门(10%),梭杆菌(5%)和放线菌(4%)。
猫胃肠道中的主要细菌群
Lyu Y,et al.Front Microbiol.2020
然而,这些细菌群的百分比通常因物种和个体具有差异。这些差异可能是由动物的生活环境或使用的不同实验方法引起的。
★ 猫和狗的肠道菌群差异
一项研究比较了喂养适合的饮食下狗和猫的粪便微生物群,发现猫的物种数量比狗多,暗示其多样性更高;然而,需要更多的研究来证实这一发现。
具体来说,变形菌在狗体内更丰富,而放线菌在猫中的相对丰度更高。
猫其他部位的微生物群
一项研究调查猫口腔微生物的水平。主要是变形菌门(75.2%),其次是拟杆菌门(9.3%)、厚壁菌门(6.7%)、螺旋体门(1.8%)、梭杆菌门(1.3%)和放线菌门(0.6%)。
猫狗身上的真菌
在真菌水平,在狗粪便中检测到子囊菌(Ascomycota)、担子菌(Basidiomycota)、球囊菌(Glomeromycota)和接合菌(Zygomycota) 。
而子囊菌门是唯一在猫肠道内检测到的真菌。
•一些真菌感染对猫狗有害
皮肤癣菌病是指皮肤和毛发的浅表真菌感染,常见病原体有:
•犬小孢子菌(影响猫、狗和人类皮肤上层的真菌)
•须毛癣菌、疣状毛癣菌和毛癣菌(影响30%的犬,尤其是梗类犬)
•石膏样小孢子菌(是一种与土壤有关的皮肤癣菌)
•马拉色菌是猫狗动物皮肤菌群中最普遍的真菌。M.pachydermatis被称为存在于皮肤微生物组中的酵母,但它也可以充当可引起皮炎的病原体。
•隐球菌是一种常见的猫狗真菌感染,主要通过呼吸道感染,可以引起呼吸道症状、眼部症状等。
•曲霉菌是一种常见的环境真菌,可以在猫狗身上生长,引起皮肤感染、呼吸道感染等。
需要注意的是,不同的真菌感染症状和治疗方法可能不同,如果发现宠物出现异常症状,应及时就医。
猫狗身上的病毒
家养的猫狗身上一般不存在病毒,或是之前通过疫苗产生免疫,已经存在抗体。猫狗身上的病毒对其基本都是有害的。
•狗狗容易感染的病毒
犬瘟热病毒、犬细小病毒、犬副流感病毒、犬腺病毒1型(传染性肝炎)、犬腺病毒2型(传染性喉气管炎)、犬冠状病毒、狂犬病毒。
一些病毒感染的临床表现
(1)犬瘟热病毒(狗瘟)
潜伏期3—9天,传播方式:直接接触,间接接触
双相热:体温先升高,再降低,然后再升高。 体温升高到39.5~41度,持续1~3天 ,然后下降到正常之后再升高,持续时间不定。
呼吸道症状:眼鼻流脓性粘液、喷嚏、咳嗽、严重时出现肺炎、以腹式呼吸为主。
消化道症状:食欲降低、呕吐、排水样便或粘便,严重时血便,病犬极度脱水,消瘦。
神经症状:抽搐、痉挛 。可能先从嘴角开始,表现为嘴角皮肤抽搐。也可能先从四肢开始抽搐,开始是一肢轻微抽搐,然后加重,频率增加,最后四肢或全身抽搐。
皮肤角化症:鼻部角化干裂、脚垫角化形成硬脚垫病。
眼睛损伤:临床上以角膜炎、结膜炎为特征 ,角膜变白,重者可以出现穿孔、角膜溃疡、失明。
(2)犬细小病毒
出血性肠炎型:接触感染潜伏期3~14天,平均5~7天。呕吐,粪便稀薄,呈喷射状或出现血便,味腥臭。
心肌炎型:40日龄左右的幼犬 ,无明显临床症状,突然衰竭死亡是幼犬患本病的唯一体症。
呼吸道传染病,主要感染幼犬, 发病急,传播快。出现咳嗽、流涕、发热
(4)犬腺病毒1型(传染性肝炎)
潜伏期2~5天。体温升高,随后降低。呕吐,腹痛腹泻。多数两周内死亡,致死率10~25%。
肝炎病变:蓝眼睛(角膜水肿和前葡萄膜的炎症)。肝脏增大,色淡;胆囊壁增厚,出血,呈黑红色。
潜伏期在7天内
呼吸道症状:持续性高热、先是阵发性干咳,后是湿咳并有痰液,浆液性至粘液性鼻漏、扁桃体炎、喉气管炎和肺炎。
潜伏期1~8天,感染途径是消化道。
胃肠道症状:反复呕吐 ,粪便由糊状、半糊状至水样,橙色或绿色,含黏液或血液 (血便),随着日龄的增长,死亡率降低。
•猫咪容易感染的病毒
猫瘟(猫泛白细胞减少症)、猫病毒性鼻气管炎、猫杯状病毒和猫冠状病毒。
一些病毒感染的临床表现
猫瘟(猫泛白细胞减少症 ):
潜伏期为2-9天 ,传染途径是接触带病毒的尿粪或经吸血昆虫及蚤类
发热为40℃左右,顽固性呕吐 ,腹泻后期带有血液,呈咖啡色 ,脱水、眼球下陷 ,循环血液中的白细胞减少 。
猫病毒性鼻气管炎:
潜伏期约2~6天
阵发性喷嚏和咳嗽 ,羞明、流泪、结膜炎,鼻腔分泌物增多 ,鼻液和泪液初期透明,后变为粘脓性。
急性病历通常持续10~14天。成年猫死亡率较低。
猫杯状病毒:
潜伏期约2—3天 ,传播方式:直接接触,间接接触。
浆液性和粘液性鼻漏。口腔溃疡是该病特有的症状,并且有时是唯一的症状。
注意
猫狗的真菌病和病毒通常只在宠物之间传播,但也有可能会对人类健康造成影响。
这些真菌和病毒可以通过接触患病宠物或宠物的环境而传播给人类,引起皮肤感染、呼吸道感染或是消化系统感染等疾病。
特别是对于免疫力较弱的人群,如老年人、儿童、孕妇等,感染的风险更高。
例如近日陕西西安,一名9岁女孩突然发高烧到40度,伴随寒颤四肢发凉,头痛精神差。
经检查确诊猫抓病,猫抓病是由汉氏巴尔通体感染引起的感染性疾病,主要宿主就是猫狗,部分孩子被抓咬也很容易感染,被抓伤后一定要及时处理。
因此,为了自己和家人的健康,我们需要注意以下几点:
1.定期带宠物进行检查,确保宠物健康;
2.及时给宠物接种疫苗,预防宠物感染病毒;
3.定期给宠物清洁并驱虫,避免宠物身上携带寄生虫;
4.在和宠物玩耍后洗手,避免细菌病毒通过手传播。
饮食、年龄、种族、生长环境、绝育、疾病状况和相关疗法在内的多种因素已被证明会影响猫狗的微生物组成。
Garrigues Q,et al.Front Vet Sci.2022
1
饮食
饮食已被认为是影响哺乳动物肠道微生物群生物多样性和功能特征的主要驱动因素之一。
家犬目前被认为是杂食动物,商业宠物食品的配方旨在提供均衡的营养摄入,同时补充高浓度的纤维和碳水化合物。
而结肠较短的家猫仍然被认为是专性食肉动物。尽管如此,家猫的商业饲料富含植物来源的成分。
✦常量营养素含量对狗微生物群组成影响显著
一项研究发现,与具有相似常量营养素含量的传统(动植物混合)膨化饮食相比,仅用植物来源的蛋白质制备的膨化饮食不会显著改变狗的微生物组。
另一项针对健康狗的研究测试了宏量营养素成分的重大变化,其中包括4种为减肥、肾脏疾病、低脂肪或抗过敏而配制的处方饮食。减肥饮食在常量营养素(更高的蛋白质和纤维)方面发生了最剧烈的变化,并导致微生物群组成发生了最大的变化。
✦高蛋白低碳水饮食更适合猫
研究评估了断奶后使用高蛋白/低碳水化合物饮食 (HPLC)的小猫与断奶后使用中等蛋白质/中等碳水化合物 (MP/MC) 饮食的小猫的微生物组。
发现高蛋白/低碳水饮食增加了物种多样性,在高蛋白/低碳水喂养的小猫中增加5个属是已知的丁酸盐生产者。
罐头饮食是一种额外的高蛋白替代品,通常单独喂养或与膨化饮食结合使用。研究表明,猫食用罐头会增加水的摄入量,从而减少自主能量摄入量并降低尿液比重,这可能对某些健康状况有益。
高蛋白饮食对猫肠道微生物组成的影响
Pilla R,et al.Vet Clin North Am Small Anim Pract.2021
✦以生肉为主的饮食
近年来,用生肉饮食(RMBD)代替更传统的商业干粮来喂养猫狗已经变得越来越流行。生肉饮食提供重要的健康益处,包括减少牙齿疾病和清新口气、缓解关节炎、增强免疫反应、更健康的皮肤和闪亮的皮毛。
然而生肉饮食也会改变宠物体内的微生物组成,增加接触人畜共患病原体的风险。
以生肉为主的饮食对猫狗肠道微生物的影响
Alessandri G,et al.Microb Biotechnol.2020
总而言之,这些研究证据强调了不同饮食成分对猫狗肠道菌群的塑造作用。需要根据宠物具体的状况选择合适的饮食。
2
年龄
在影响肠道微生物群的众多因素中,年龄是对微生物组成影响最大的因素之一。肠道微生物群的发育在出生时就开始了,并且其组成会随着宿主生命的不同阶段而不断演变。
关于与年龄相关的差异,常见的发现是随着年龄的增加,肠道微生物组多样性减少,乳酸杆菌增多。在一些研究中,观察到梭杆菌随着年龄的增长而显著下降,这与在人类中的结果相反。
梭杆菌在人类百岁老人中的流行率(阳性样本的百分比)并不低于老年人和年轻人。
接下来以狗为例,具体表述一下不同生命阶段微生物群的差异。
幼犬从出生到成年菌群的变化
Garrigues Q,et al.Front Vet Sci.2022
✦产前暴露和出生时肠道定植
最初人们认为,哺乳动物的子宫内胎儿期是无菌的,在分娩后的最初几个小时内,通过接触母亲的阴道、皮肤和摄入母乳来接种微生物。
细菌可能在子宫内就从母体转播给胎儿
这种想法最近受到了挑战,因为分子技术的出现允许检测不同哺乳动物胎盘、子宫或羊水中的细菌,细菌可能在子宫内从母亲传播给胎儿。
通过分析胎粪和胎盘样本的微生物群组成,探索了狗胎儿宫内细菌定植的可能性:在出生后立即收集的86.5%的胎粪样本和57%的胎盘样本中检测到细菌。
在幼犬和人类中,分别来自厚壁菌门和变形菌门的葡萄球菌属、链球菌属和Neisseria zoodegmatis是从胎粪和胎盘中分离出的最常见的细菌。
葡萄球菌似乎是母犬子宫内膜微生物群中最常见的属之一,而链球菌更多地存在于母犬的阴道中,这证实了通过阴道分娩出生的幼犬胎粪微生物群部分类似于母犬阴道,并支持微生物的潜在经胎盘转移。
✦幼崽哺乳期乳杆菌丰度增加
出生后,新生小狗的胃肠道很快被微生物定植并且非常不稳定。在生命的前2天,微生物群大约60%的细菌群落的厚壁菌门为主。
注:这个时期微生物群的低微生物丰度和多样性促进了外部细菌的潜在定植。
虽然厚壁菌门在最初2日时主导肠道,但在出生后的头几周其相对丰度显著下降,梭状芽孢杆菌属从2日龄幼犬中鉴定出的总序列的10%开始下降, 在3周时下降到1%。
尽管厚壁菌门的相对丰度总体下降,但幼犬肠道中乳杆菌科的丰度却增加了100倍。结合这些细菌消化牛奶低聚糖和产生乳酸的能力,这表明幼犬肠道丰度的增加不仅与氧稳态有关,还与幼犬在整个新生儿期摄入的母乳有关。
从2天到21天,细菌丰富度显著增加。这些信息表明,幼犬胃肠道细菌的重要变化发生在生命的最初几周,甚至在幼犬开始吃固体食物之前。
✦断奶引起的微生物群变化
狗的断奶被描述为幼犬饮食从母乳逐渐过渡到固体饮食,通常发生在3周大左右,结束于8周左右,此时小狗与母亲分开并且没有无法再喝奶了。
断奶标志着幼犬肠道菌群建立和发展的重要一步,因为新型食物的到来促进了某些菌群的丰度和活动。
拟杆菌丰度增加
如前所述,拟杆菌从第2天的 <1% 丰度增加到第56天的39%, 并一直增加到成年。
拟杆菌是狗肠道中一种多糖降解菌,多糖对于断奶后的幼犬来说是必不可少的,因为它们的饮食开始主要由富含复合碳水化合物的宠物食品组成。
梭杆菌丰度增加
虽然不像拟杆菌那么重要,梭杆菌在断奶后也看到其相对丰度增加,与狗的年龄呈正相关。
梭杆菌可以发酵蛋白质和氨基酸以产生短链脂肪酸和支链挥发性脂肪酸。可以假设断奶后梭杆菌丰度的增加与肉类产品的摄入有关。
✦成年后肠道微生物群丰度趋于稳定
犬科动物和猫科动物的肠道微生物群在整个成年期保持稳定,到老年时会发生进一步变化。衰老通常与营养、生活方式和生理学的持续改变有关,伴随着免疫系统的衰退(免疫衰老),导致慢性低度炎症,并对肠道微生物群落产生影响。
3
品种
品种是微生物群个体间变异的主要来源。专门探索狗粪便微生物群差异的研究发现不同品种之间的α或β多样性没有差异,但微生物组成存在差异。
✦相同饮食和居住条件下不同犬菌群丰度不同
在马尔济斯犬中,梭杆菌(Fusobacteria)数量丰富,而在贵宾犬中,厚壁菌(Firmicutes)和放线菌(Actinobacteria)数量丰富。即使在相同条件下饲养并接受相同饮食时也是如此。
然而,由于在这些研究中观察到的大多数狗都超过1岁,该品种对成长中狗肠道细菌群的影响仍需要更多探索。
✦同一窝的幼崽菌群更相似
此外,与来自不同窝的幼崽相比,来自同一窝的小狗显示出更相似的双歧杆菌种群。这些发现支持这样一种观点,从母亲到她的后代的垂直传播在新生儿肠道微生物群的生物多样性和组成方面发挥着关键作用。
4
绝育
绝育对猫狗健康的影响是一个备受关注的话题,目前有一些研究表明,绝育可能会对宠物的肠道微生物组成产生影响。
一项研究发现,绝育后的雄性猫狗肠道中的某些菌群数量会发生变化,如乳杆菌(Lactobacillus)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等菌群的数量会减少,而肠球菌(Enterococcus)、大肠杆菌(Escherichia)等菌群的数量会增加。这些变化可能与代谢、免疫等方面有关。
需要注意的是,目前绝育对宠物肠道微生物的影响还需要更多的研究来证实,而且不同的绝育方式(如手术绝育、化学绝育等)可能会对肠道微生物产生不同的影响。
此外,宠物的饮食、生活环境等因素也会对肠道微生物产生影响,因此在绝育后需要注意宠物的饮食和生活环境,以维护宠物的肠道健康。
5
健康状况及病原体感染
消化系统疾病如腹泻、便秘、胃肠炎等会对猫狗微生物群产生影响,破坏肠道微生物群的平衡,导致有益菌的减少,有害菌的增加。
免疫系统疾病如自身免疫性疾病、过敏等也会对猫狗微生物群产生影响,破坏肠道微生物群的平衡,导致免疫系统功能异常。
炎症性肠病期间肠道微生物群的紊乱
Hernandez J,et al.Microorganisms.2022
✦感染寄生虫改变肠道微生物群
许多肠道寄生虫被证明会引起宠物肠道微生物群的显著改变,其中贾第鞭毛虫是一种普遍存在的肠道寄生虫,可导致腹泻,其带来的改变最为明显。
贾第鞭毛虫与许多细菌群落的丰度呈正相关,例如普雷沃氏菌(Prevotella)和厌氧螺菌(Anaerobiospirillum succiniproducens)。这些细菌会导致肠道屏障粘液的脆弱化。这种脆弱化使肠贾第鞭毛虫更容易切割屏障并允许更多肠道病原体在肠道定植。
此外,在22周大的幼犬中,贾第鞭毛虫的高负荷也与约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)的减少相关。
这种细菌是幼犬特有的,并且由于免疫调节、病原体抑制和上皮细胞附着特性,可能在幼犬肠道健康的早期发育中发挥重要作用。
✦病毒感染影响肠道微生物群
犬细小病毒是影响狗的最常见病原体之一,会导致腹泻、出血性肠炎和幼犬死亡。在一项研究中,四只幼犬在6周大时自然感染了犬细小病毒,肠道微生物群发生严重改变,变形杆菌丰度增加,主要是肠杆菌科(Enterobacteriaceae),拟杆菌(Bacteroidetes)和梭杆菌(Fusobacteria)丰度减少。
有趣的是,犬细小病毒阳性幼犬的这些细菌变化并不是永久性的。在感染后2周(一旦从临床细小病毒病中恢复),微生物组成又恢复到与非犬细小病毒感染组相似的组成。
6
其他外源化学物质
宠物受益于先进的兽医护理,并接受与人类相同类别的药物治疗(如抗生素、抗炎药、疫苗等)。与此同时,其中的化学成分也会对宠物的肠道微生物群产生影响。
✦药物改变了宠物肠道菌群丰度
近年来,一些研究评估了某些异生素对人类和宠物狗肠道微生物群的影响。给健康狗服用奥美拉唑会导致厚壁菌门和梭杆菌门的比例升高,胃幽门螺杆菌数量减少,十二指肠总细菌数量增加。
双酚A的影响可以推断到人类,因此,宠物被认为是人类健康的生物哨兵。
✦食品内的化学物质对宠物肠道菌群也有影响
除了出于医学原因服用外源性药物外,人类和宠物狗每天都会接触到影响宿主和肠道微生物群的环境化学物质。研究证明了双酚A(一种广泛存在于食品罐头中的内分泌干扰化学物质)对宠物肠道细菌组成的影响。
在许多细菌属和物种中发现了干扰,包括拟杆菌属、均匀拟杆菌、瘤胃球菌属、罗氏菌属、巨单胞菌属、梭杆菌属、链型杆菌属(Catenibacterium)和普氏粪杆菌。
这里的健康我们分为两部分来讲,一个是影响宠物自身的健康,一个是与主人之间的健康关联。
1-影响宠物自身健康
微生物群可以影响宿主的许多方面,包括生理、行为、繁殖和健康。
胃肠道微生物群促进食物分解以及代谢物的产生,如短链脂肪酸、次级胆汁酸等。微生物群还将营养物质和代谢物释放到体内,影响免疫细胞和炎症反应等。
这里我们从宠物的肠道菌群参与消化吸收、影响肠道屏障、影响代谢、免疫、神经系统等多方面来了解肠道菌群具体如何影响宠物健康。
参与消化吸收
肠道微生物可以分解和代谢宠物食物中的一些难以消化的成分,如纤维素、淀粉等,从而帮助宠物消化和吸收营养物质。
例如,碳水化合物发酵导致短链脂肪酸的产生,短链脂肪酸可以为肠道上皮细胞的生长发育提供营养支持,促进肠道上皮的生长与分化。
蛋白质发酵产生短链脂肪酸、氨基酸和支链脂肪酸。
√ 影响微量元素的合成吸收
同时,肠道菌群还参与合成动物生长发育必需的氨基酸、维生素等,如B族维生素、维生素K、烟酸、泛酸等。
此外,肠道中微生物还能够能促进机体对钙、铁、镁、锌等多种离子的吸收,这些离子对于促进身体某些结构的生长与发育,如:骨骼、牙齿等,对体内氧的输送等有重要作用。
影响肠道屏障
胃肠道微生物群促进定植抵抗,通过竞争排斥提供针对潜在病原体的微生物屏障。这层“菌膜屏障”就像是一层保护伞,对于不慎食入的病原菌进行抑制并排斥,维持体内微生态的平衡状态。
宠物肠道中一些有益菌可以与肠道上皮细胞相互作用,促进上皮细胞的修复和再生,增强肠道屏障的完整性,减少有害物质的渗透。
影响免疫功能
√ 影响先天免疫和适应性免疫
例如,在健康成年猫中补充嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)可增加外周血粒细胞的吞噬能力并降低血浆中内毒素的浓度。
此外,双歧杆菌(Bifidobacterium)能通过刺激免疫细胞产生重要的细胞因子白介素来促进动物机体内重要的免疫细胞——淋巴细胞的增殖、分化、成熟,增强免疫细胞的对病原体的杀伤力。
√ 刺激宿主产生各种抗菌化合物
例如抗菌肽。微生物代谢物也可以诱导抗菌肽表达:例如,短链脂肪酸和石胆酸可通过不同途径诱导抗菌肽LL-37的表达,这在哺乳动物针对侵袭性细菌感染的先天免疫防御中起着关键作用。
肠道微生物可以与宠物的免疫系统相互作用,调节免疫系统的功能,从而帮助宠物应对病原体的侵袭。
影响代谢
肠道微生物可以产生一些有益的代谢产物,如短链脂肪酸等,这些代谢产物可以维护肠道黏膜屏障的完整性,抑制有害菌的生长,从而维护肠道健康。
肠道微生物组进行的代谢对宿主的影响
Ziese AL,et al.Vet Clin North Am Small Anim Pract.2021
√ 影响代谢相关疾病
•肥胖
肠道微生物群通过其对肠道的直接影响及其对远端器官的间接影响,与肥胖的发展有关。
肠道微生物群会影响胆汁酸的代谢;细菌代谢产生的游离胆汁酸可以抑制细菌种群的生长,例如乳酸杆菌和双歧杆菌,它们被认为可以预防肥胖。
•糖尿病
各种微生物研究表明,胃肠道微生物群在糖尿病等肠外疾病中发挥作用。改变的肠道微生物群组成与猫和狗的糖尿病的发展有关。
例如,最近的一项研究表明,患有1型糖尿病的狗肠道菌群失调,粪便中浓度发生变化。
此外,与同龄的健康猫相比,患有糖尿病的猫的肠道微生物多样性显著降低,产生丁酸盐的细菌也减少了。
•肾脏疾病
慢性肾脏病是猫和狗最常见的疾病之一,有研究发现肾脏病与肠道微生物群之间也存在关联。
与健康猫相比,患有慢性肾脏病的猫的粪便微生物组的丰富性和多样性降低,这与先前对患有慢性肾脏病的人类肠道微生物的研究一致。
影响神经系统
越来越多的证据表明肠道微生物群与身体的主要神经内分泌系统,即下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴之间的密切相互作用,并将其称为“脑-肠微生物轴”。
√ 影响情绪和行为
该系统控制应对压力的各种身体过程,从而影响宠物的行为和情绪,如焦虑、抑郁等。有研究发现肠道微生物群的失衡会导致猫狗出现抑郁情绪。
√ 记忆力较弱的狗放线菌相对较多
在一项研究中,测量了宠物狗的肠道微生物群组成,并检查了它与年龄和记忆力之间的联系。
表现较差(即记忆力较弱)的狗的粪便样本中放线菌(Actinomycetes)相对较多。这一结果与人类阿尔茨海默病患者中某些放线菌的高丰度一致。
注:该研究的局限性包括犬数量相对较少、用于测试行为关联的样本量较小以及品种和喂养方式差异较大。
因此,宠物的肠道微生物群作为一项重要的健康指标,可以比较全面地了解宠物的肠道微生物组种类、丰度及整体健康状况,包括菌群失调、疾病风险的评估等;还可以在一定条件下判断宠物的情绪和行为。
这些数据可以帮助兽医或宠物主人更好地了解宠物的状况,并根据检测结果制定相关的治疗或饮食计划。
注:相比于普通的检查,肠道微生物检测只需提取少量粪便,不用带宠物去医院,更加方便与安全。
2-宠物菌群与主人健康的关联
研究发现宠物的肠道微生物群与其主人的肠道微生物群存在一定的相似性,因此,通过观察宠物的肠道微生物群情况,可以一定程度上反映出主人的肠道微生物状况及健康。
具体来说,以下是一些可能的方式:
√通过宠物的肠道微生物群反映主人的菌群
研究表明,宠物和主人的肠道微生物群中存在一些共生菌群,如双歧杆菌、乳酸菌等,因此可以通过宠物的肠道微生物群反映主人的肠道微生物群状况。
√通过宠物的微生物群反映主人的疾病风险
宠物与其主人共享家庭环境,因此暴露于相同的环境因素。一些研究表明,与没有疾病的狗相比,患有非传染性疾病的狗的主人更容易患上述疾病。据报道,与非糖尿病犬相比,患有糖尿病的犬的主人患2型糖尿病的风险增加。
宠物和主人的肠道微生物群健康状况与一些疾病的风险存在一定的关联,如肥胖、糖尿病、心血管疾病等,因此可以通过宠物的肠道微生物群反映主人的疾病风险。
√反映主人的生活方式
宠物和主人的生活方式也会对肠道微生物群产生影响,如饮食、运动、应激等,因此可以通过宠物的肠道微生物群反映主人的生活方式。
在谷禾肠道菌群检测报告中,就有这样的特殊案例:
报告显示,该宠物样本菌群构成非常单一,实际测序深度很高,达到10万,但仅检出167种菌,绝大部分是大肠杆菌。
下面的表是根据人的菌群结果评估的,可以看到构成多样性非常低。
下面是主要菌门和属还有种的构成,种部分列出了注释有菌名称的丰度大于0.1%以上的菌。
下图是菌属构成表:
可以看到,菌属构成中弯曲杆菌占比较高。
除此之外,其他的病原和机会致病菌主要检出了大肠杆菌,占比77%,属于严重超标,空肠弯曲杆菌,产气夹膜菌和痢疾志贺氏菌都有超标:
注:空肠弯曲菌(上图中红色箭头指向菌Campylobacter jejuni),有内毒素能侵袭小肠和大肠黏膜引起急性肠炎。
经过沟通后,我们了解的情况如下:
主人反映该宠物猫有腹泻,其主人也有长期腹泻情况,因此送检了其本人和宠物猫的粪便样本做肠道菌群检测,了解菌群构成,找出腹泻原因,以便后续治疗。
因此,宠物的微生物群组成在一定程度上可以算是主人的健康哨兵。
随着年龄、生活方式或药物的影响,健康宠物的肠道微生物组平衡可能受到影响甚至会被破坏,从而引发各种疾病。我们应该采取何种方法来恢复其健康呢?
肠道微生物群可以通过饮食调整、抗菌剂、益生元和益生菌以及粪菌移植进行调节。这些治疗方法每一种都具有不同的优点和副作用。因此必须考虑潜在的疾病,因为没有针对所有类型生态失调的治疗方法。
饮食是影响宠物肠道微生物群的重要因素之一,不同的饮食组成会对宠物肠道微生物群的生态平衡产生不同的影响。
根据不同宠物制定相对应的饮食
蛋白质、碳水化合物和脂肪是大部分宠物必需的营养物质,是促进机体生长的重要营养素。合理控制这些营养素的摄入是维持肠道健康的关键。
不同年龄段的宠物对营养素的吸收能力不同。老年犬猫由于肠道消化功能逐渐退化,不能较好地吸收,需要根据不同的宠物状态制定相对应的饮食。
适量的功能性脂肪酸,如Omega-3脂肪酸可以增强宠物机体免疫力,预防炎症,减轻其胃肠道疾病的发生。
注意宠物粮成分
宠物食品制造商在其产品中添加的一些成分会对猫狗的肠道菌群和整体健康产生负面影响。
人工色素和抗氧化剂等食品添加剂减少肠道细菌的数量。在购买前最好能阅读食物的配料表,选择适合自家宠物当前阶段的粮食。
谷禾在此提出了两种饮食建议供大家参考
•“无谷物狗粮”
存在关于无谷物狗粮的争论。有些兽医认为不应该用任何谷物喂养宠物,有些人则说它可以适量喂养。
不建议吃的原因包括体重增加、胃肠道炎症增加、过敏等。如果狗不耐受谷物,可能会出现皮肤发痒、呕吐、胃部不适、脱毛、腹泻、感染和胀气。
换句话说,如果出现上述症状,可以尝试一下无谷物食物并监测症状是否有所改善。
•在饭菜中加入骨汤
骨汤含有多种有益营养素,但与肠道健康最相关的是胶原蛋白。胶原蛋白是一种结缔组织,有助于维持包括肠道和皮肤在内的身体器官的结构。
狗狗的肠道内部衬有一层叫肠粘膜的组织。粘膜的作用是防止食物分子和细菌等危险物质从肠道进入血液。
然而,粘膜可能会受损,导致肠道变得可渗透。换句话说,像细菌这样的物质可以通过。这就是所谓的“肠漏”。
通过给狗狗吃富含胶原蛋白的食物,比如骨头汤,可以加强粘膜中的结缔组织,从而减少肠漏程度。
研究发现压力会引起体内激素的变化,从而引起肠道微生物组的变化。特别是,压力会触发皮质醇激素的释放。皮质醇对身体有多种负面影响,包括血压升高和肠道健康受损。
保持良好的心情有利于宠物健康成长,以下是一些有助于宠物减轻压力的方法:
1.提供足够的运动和活动:适当的运动和活动可以帮助宠物消耗能量,缓解压力。主人可以带宠物出门散步、玩耍等。
2.提供安全感:宠物可能会因为分离焦虑或其他原因感到不安。主人可以给宠物提供一个安全的环境,例如提供一个温暖舒适的床铺、一个安静的角落等。
3.提供适当的社交环境:宠物需要与其他宠物和人类进行社交互动。主人可以带宠物参加社交活动,例如去公园或参加宠物聚会等。
4.适当的训练:训练可以帮助宠物建立自信和独立性,从而减少压力。
益生菌、益生元的施用也会影响和改变微生物群的组成。益生菌和益生元已经在人类中广泛运用,在宠物中也同样适用,现在许多宠物粮中已经添加了益生菌。
许多在宠物健康方面研究的益生菌属于乳杆菌属、双歧杆菌属和肠球菌属。
益生菌可以通过多种机制改变常驻微生物组,包括通过代谢相互作用刺激常驻细菌的生长,改变病原菌的丰度,或通过与宿主上皮细胞和上皮免疫系统的相互作用间接影响健康。
益生菌对狗的治疗作用
Mondo E,et al.Open Vet J.2019
一些研究报告了在宠物饮食中添加益生元的好处。事实上,它们能调节肠道微生物群并保护动物免受肠道感染。
猫和狗接受益生元的治疗效果
Mondo E,et al.Open Vet J.2019
注意
一些人建议益生菌中使用的细菌最好来自宿主同一物种的肠道;然而,对于目前市场上用于猫和狗的大多数益生菌而言,情况并非如此,并且没有研究将狗或猫来源的益生菌的功效与来自其他物种的市售菌株进行比较。
对市售兽医益生菌的审查揭示了质量问题,包括标签不准确和生存能力差; 其他人对安全性提出了担忧,还需要更多研究来了解在猫和狗中使用益生菌的效果。
当饮食调整不起作用时,患有慢性肠病的狗和猫会接受抗生素治疗。
常用的抗生素:
甲硝唑
甲硝唑对粪便微生物组和代谢组有显著影响,无论是单独使用还是与水解蛋白饮食结合使用。
施用甲硝唑后,微生物组丰富度降低。微生物组的变化伴随着粪便乳酸杆菌增加、粪便和血清中氧化应激标志物增加以及胆汁酸转化受损。
泰乐菌素
泰乐菌素用于治疗对泰乐菌素有反应的慢性腹泻,这通常会影响成年犬。许多研究强调了它的效率,但其作用机制仍然未知。
恩诺沙星
恩诺沙星是另一种用于治疗肠病的抗生素。它是一种氟喹诺酮,可用于治疗肉芽肿性结肠炎。
使用抗生素同时还会减少有益菌
需要注意的是,使用抗生素治疗某些疾病存在禁忌症。事实上,大量使用抗生素可能会减少有益菌的数量,促进潜在病原体数量的增加,并促进抗菌素耐药现象的发生。
在停用抗生素后,微生物的变化可能会持续数年,而一些细菌类群的数量可能永远不会恢复到初始状态。
一些研究人员表明,抗生素实际上会改变微生物组成,从而降低细菌多样性,因此它们会导致生态失调的发生。在过去的几年中,抗菌素耐药性的现象不断增加,并具有重要意义。人类与宠物的密切关系甚至会导致抗菌素耐药性细菌转移人体。
调节肠道微生物群的一种新方法是“粪便微生物群移植”。粪菌移植是指将来自供体的粪便物质溶液施用到受体中,主要是为了改变受体的微生物组成。
该手术可通过十二指肠镜检查、鼻胃管/鼻空肠管、结肠镜检查、灌肠或口服胶囊进行。
患有肠病的狗经粪菌移植后得到改善
报告证实一只患有难治性炎症性肠病的贵宾犬在粪菌移植后也产生了积极作用。这只狗通过灌肠接受了九次粪菌移植。6个月后,狗的临床炎症性肠病活动指数和粪便稠度得到改善。
另一项研究描述了一只患有慢性结肠炎和艰难梭菌感染的8个月大的法国斗牛犬。这只狗接受了单次口服粪菌移植。排便频率和粪便稠度在2至3天后显著改善,至少6个月未观察到复发。
对患有急性腹泻的犬只进行一次粪菌移植效果非常成功。使用粪菌移植代替抗生素可以预防负面后果,例如微生物多样性降低、特定细菌类群发生变化、丰度和代谢转变。
粪菌移植对宠物其他慢性疾病也具有治疗效果
粪菌移植在治疗患有慢性肠病或胰腺外分泌功能不全等慢性疾病的狗时也显示有效的结果。需要注意的是,在粪便移植几天后病情有所好转,但随后往往会复发。因此,在大多数情况下可能需要多次粪菌移植。
如今,在动物实践中,粪菌移植有可能改善与生态失调相关的急性和慢性疾病的健康状况。由于对其使用的研究较少,其标准化需要进一步研究。
噬菌体是一种能够侵染细菌的病毒,是生物圈中广泛分布,但是关于这方面的研究和应用还较少。
噬菌体可以裂解消灭有害菌
噬菌体通过尾丝蛋白与宿主菌表面受体特异性结合侵染细菌使其裂解,精准消灭有害菌,不影响有益菌。
30分钟内可杀灭99.9%的宿主菌,且不受细菌耐药性限制。
面对细菌耐药、抗生素残留等问题,噬菌体作为天然的细菌杀手,是防治细菌性疾病的最佳选择。
有研究表明,噬菌体可以裂解肠道中的有害菌例如沙门氏菌和大肠杆菌,降低了肠道有害菌数量,有益于肠道有益菌(如乳酸菌类)的繁殖和生长,起到了调节肠道菌群的作用。
噬菌体还有利于免疫器官的发育和体液免疫功能的提高。
研究宠物的微生物群不仅有益于其自身的健康,也有益于它们主人的健康,因为伴侣动物与人类具有相同的生活环境、相似的饮食模式和微生物群落。
对于猫狗的肠道菌群仍然有很多未知和亟待发掘的意义,有望成为一种非常有价值的检测和干预渠道。谷禾欢迎更多相关领域的合作伙伴共同推进和完善猫狗相关肠道菌群的研究和应用。
主要参考文献
Tian T, Zhou Y, Xu Y, Xu Y. Intestinal microbial 16S sequencing and LC-MS metabonomic analysis revealed differences between young and old cats. Heliyon. 2023 May 19;9(6):e16417.
Sinkko H, Lehtimäki J, Lohi H, Ruokolainen L, Hielm-Björkman A. Distinct healthy and atopic canine gut microbiota is influenced by diet and antibiotics. R Soc Open Sci. 2023 Apr 26;10(4):221104.
Garrigues Q, Apper E, Chastant S, Mila H. Gut microbiota development in the growing dog: A dynamic process influenced by maternal, environmental and host factors. Front Vet Sci. 2022 Sep 2;9:964649.
Deschamps C, Humbert D, Zentek J, Denis S, Priymenko N, Apper E, Blanquet-Diot S. From Chihuahua to Saint-Bernard: how did digestion and microbiota evolve with dog sizes. Int J Biol Sci. 2022 Aug 1;18(13):5086-5102.
Li Y, Ali I, Lei Z, Li Y, Yang M, Yang C, Li L. Effect of a Multistrain Probiotic on Feline Gut Health through the Fecal Microbiota and Its Metabolite SCFAs. Metabolites. 2023 Feb 3;13(2):228.
Pilla R, Suchodolski JS. The Gut Microbiome of Dogs and Cats, and the Influence of Diet. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 2021 May;51(3):605-621.
Balouei F, Stefanon B, Sgorlon S, Sandri M. Factors Affecting Gut Microbiota of Puppies from Birth to Weaning. Animals (Basel). 2023 Feb 6;13(4):578.
Kubinyi E, Bel Rhali S, Sándor S, Szabó A, Felföldi T. Gut Microbiome Composition is Associated with Age and Memory Performance in Pet Dogs. Animals (Basel). 2020 Aug 24;10(9):1488.
You I, Kim MJ. Comparison of Gut Microbiota of 96 Healthy Dogs by Individual Traits: Breed, Age, and Body Condition Score. Animals (Basel). 2021 Aug 18;11(8):2432.