摘要
肠道是机体重要的消化与免疫器官，维持肠道健康对猪的生长发育和疾病预防具有十分重要的意义。高通量测序技术的发展极大地促进了人们对肠道微生物功能的认知，猪肠道微生物组的研究正逐步成为热点。目前，尽管对某--生长阶段猪的肠道微生物组已有较为深人的理解，但仍缺乏有关商品猪整个生命周期范围内肠道微生物组动态变化的全面纵向研究。而从出生到出栏，猪在整个生长周期内的肠道微生物组并不是一成不变的，是一个动态的发育过程。作者综述了猪哺乳期、断奶期、育肥期和妊娠期等从出生到育肥过程中不同阶段肠道微生物组的纵向变化及其主要影响因素：一方面，肠道微生物群落结构的显著变化主要发生在断奶期；另一方面，虽然肠道微生物组成随着时间始终在不断变化，但仍有一部分优势菌是一-直存在的，这部分优势菌被称为核心菌群，而只在特定时期才出现的菌只是胃肠道中的“过客”，也最易受外界因素影响。肠道微生物组与多种因素相关，如年龄、饮食、环境、抗生素使用等，其中饮食对塑造肠道微生物起到至关重要的作用。本文可为理解猪在不同生长发育阶段肠道微生物的动态变化规律及改善猪生长性能和健康水平的微生物技术手段提供理论参考。
前言
哺乳动物的肠道拥有数万亿微生物，形成一个复杂的生态系统。随着测序技术的快速发展，人们对肠道微生物有了更加深人的认识。猪的胃肠道微生物组包含厚壁菌门、拟杆菌门和变形杆菌门等数千种不同的微生物物种。Backhed等和Leamy等研究结果表明，肠道微生物具有广泛的功能.几乎參与所有的生命过程，包括抵抗潜在病原体、吸收不同种类的营养物质、调节宿主免疫系统.代谢难消化的多糖等，对宿主健康和营养物质消化具有巨大贡献。然而，猪肠道微生物组并不是--成不变的，而是随着时间的推移不断发生变化，并且受诸多因素的影响，例如宿主遗传、环境、饮食、免疫压力和抗生素等。同时，人与猪在营养消化吸收及相关代谢方面具有相似的生理过程，因此猪在作为人类肠道微生物组研究的生物医学模型方面往往比其他动物模型更具优势。目前，尽管对某一生长阶段猪的肠道微生物组已有较为深入的理解，但仍缺乏有关商品猪整个生命周期范围内肠道微生物组动态变化的全面纵向研究。作者综述了猪从出生到出栏整个生命周期中不同生长阶段的肠道微生物组变化及其影响因素，以期能够采取新的策略来调节肠道微生物组，从而增强猪的肠道健康，提高猪生长性能和健康水平，同时为人类肠道微生物组的研究提供一-定的参考。
1初生仔猪
长期以来，人们普遍认为哺乳动物胎儿的肠道是无菌的，在出生后通过与环境的相互作用，新生哺乳动物的肠道才快速被各种微生物所定植。然而，最近在新生仔猪的胎粪中观察到了很高的微生物多样性，出生时的优势菌门为拟杆菌门Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和梭杆菌门（Fusobacteria），尽管含量较低，但这些微生物可能充当菌种，在随后的生长阶段促进猪肠道微生物组的发育；同时，有研究发现，母猪粪便微生物组和初生仔猪胎粪微生物组共有的微生物包括拟杆菌属（Bacteroides）、乳酸菌属（Lactoba-cillus）和普氏菌属（Prevotella）等，表明胎粪微生物群可能主要是由母猪垂直传播的，而不是被其他来源的细菌迅速定殖。Liu等也发现了类似的结果，他们将新生仔猪在1h内屠宰并取十二指肠、回肠等6个不同肠段的样品进行16SrRNA基因测序，发现所有肠段均有细菌存在，进--步说明新生仔猪的肠道微生物可能是在怀孕期间通过母猪传播的，但是这一推论又与母猪的子宫基本无菌的结论存在冲突，故仍需要更多的研究来探讨新生仔猪肠道微生物组的定植规律。
2哺乳期
哺乳期仔猪的管理对其之后各饲养阶段的健康程度和生长发育都尤为重要。哺乳期仔猪主要食用母乳，这对仔猪胃肠道形态、免疫功能和肠道微生物组的发育至关重要。母乳中的营养物质（如低聚糖、氨基酸、脂肪等）能激活消化酶和化学分泌物，改变仔猪的肠道生态系统，从而为肠道中的微生物群落定植提供条件。Liu等研究表明，在整个哺乳期间（7.14、21和28d），仔猪肠道中与母乳消化密切相关的乳酸杆菌丰度相对较高，有助于母乳的消化和代谢。然而，Wang等发现，仔猪肠道微生物群落多样性在出生后第11天开始急剧下降，表明在出生后的前10d中，仔猪肠道生态系统发育尚不成熟，无法容纳高度多样性的微生物。哺乳期肠道生态系统的健康发育对于整个生命周期肠道微生物组的发育尤为重要，其受到多种外部因素的影响，但主要因素是母乳和新生儿环境。
2.1母乳
哺乳期仔猪的肠道微生物组未建立完善，免疫系统尚未成熟，肠道、呼吸道等部位极易被感染。母乳作为哺乳期仔猪最先摄入的食物，对仔猪的健康具有重要的影响。除了满足哺乳期的营养和生理需求外，母乳还含有多种在配方饲料中无法获得的生物活性化合物，这些化合物具有促进营养消化与吸收、免疫保护和防御有害微生物等作。此外，母乳可以通过竞争排斥机制来降低婴儿的感染发生率和严重性。但另一方面，母乳也是垂直传递过程发生感染的一条重要途径。传统上认为母乳是无菌的，其中含有的微生物被认为是由于母亲乳晕或新生儿口腔中存在的细菌污染所致。实际上，母乳中含有大量的微生物，每天摄入约mL母乳将摄取1*10^5~1*10^7个细菌。母乳中含有的丰富微生物会直接影响新生儿肠道菌群的定植，是新生儿肠道微生物的主要来源之一。母乳喂养会导致乳酸菌属(Lactobacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、肠球菌属(Enterococcus)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)的菌株从母体转移到婴儿L[15-16]。这些作用是配方奶粉所不具备的,母乳喂养和配方奶粉喂养也会导致哺乳期仔猪肠道微生物组成存在显著差异。因此,当产仔数过多导致母乳供给不足时,建议尽量采用寄养的方式,而不是使用配方奶粉代替母乳喂养。这些作用是配方奶粉所不具备的，母乳喂养和配方奶粉喂养也会导致哺乳期仔猪肠道微生物组成存在显著差异。因此，当产仔数过多导致母乳供给不足时，建议尽量采用寄养的方式，而不是使用配方奶粉代替母乳喂养。
2.2新生儿环境
哺乳仔猪肠道微生物的定植不仅受分娩方式、母乳和遗传等因素的影响,还受到生长环境的影响。由于猪是在集约化生产条件中饲养﹐所以仔猪从出生起就不可避免地暴露于母猪的粪便环境下。Chen等研究表明,哺乳后期仔猪的粪便微生物群落与母猪粪便微生物的组成相似﹐这表明母猪粪便菌群结构在仔猪肠道微生物组的定植过程中起重要作用。有研究发现﹐在仔猪出生后1周内避免仔猪接触母猪粪便,会导致仔猪断奶后的采食量下降、增重显著降低,进一步说明通过在仔猪早期接触母猪粪便,可有效改善仔猪断奶后的性能。
3断奶期
为了提高养猪生产的经济效益,通过早期断奶使母猪更快地进入下一轮的产仔周期是目前养猪业的普遍做法。这导致了断奶时仔猪尚未建立稳定的肠道微生物组﹐破坏了仔猪肠道微生物的平衡,从而导致其健康状况和生长性能下降。Liu等研究发现,仔猪断奶前后肠道微生物发生了很大的改变，在出生1周内肠道中含量最高的是拟杆菌属(Bacteroides),在断奶之后,这一优势地位被与纤维消化密切相关的普氏菌属(Preootella)取代。肠道微生物的扰动也会导致断奶仔猪极易发生腹泻等健康问题。断奶期是猪在整个生长过程中面临巨大挑战的一个时期,多种原因导致了这种结果,其中最主要的是断奶应激和抗生素的使用。
3.1断奶应激
目前多数养殖场均在21日龄断奶,而此时猪的免疫系统和胃肠道微生物组成均未发育成熟,加之面临心理、环境、饮食等众多压力,极易发生断奶应激﹐诱发暂时性厌食、肠道炎症和肠道微生物群失衡。Li等发现断奶仔猪与哺乳仔猪的肠道微生物存在显著差异﹐断奶仔猪肠道中有益细菌Alloprervotella和Oscillospira减少,而易引起胃肠道疾病的有害菌弯曲杆菌(Campylobacter)的丰度增加﹐表明断奶应激会干扰肠道微生物群的组成并引发健康水平的下降。考虑到肠道微生物与饮食组成之间的密切联系,缓解断奶腹泻最有效的方法是调节饮食的营养成分。有证据表明,特定的饮食干预,如控制蛋白质﹑纤维、淀粉﹑电解质等日常饮食成分,可减少早期断奶导致的腹泻。仔猪断奶后通常会引起采食量减少,导致生长速度下降,所以重要的是采取措施增加断奶仔猪的采食量,可以在断奶前饲喂教槽料﹐以减少饮食改变带来的断奶应激。
3.2抗生素及其替代物
断奶应激导致肠道黏膜屏障的损伤和肠道微生物正常组成被破坏,被认为是导致消化不良和腹泻的主要原因。目前养殖场多采用抗生素来治疗断奶性腹泻,而肠道微生物对抗生素反应的主要变化包括微生物分类多样性和稳定性降低。研究表明,即使短期(7d)使用具有主要厌氧作用的广谱抗生素(如克林霉素),其影响效果也可以持续长达2年,且对微生物的多样性产生不可逆转的损害。最近，一项评估环丙沙星和β-内酰胺短疗程(7d)作用的研究表明,抗生素的使用会导致微生物种类减少25%,核心菌群也相应减少,而拟杆菌门和厚壁菌门的比率增加,破坏了肠道微生态的结构及功能,增加了部分疾病发生的风险。除了改变正常肠道微生物的多样性外,广谱抗生素的使用还会导致耐药菌株的产生,这引起了人们的广泛