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理解艾美球虫感染与肠道微生物群的相互作用以控制鸡球虫病的综述

期刊:parasiteDOI:10.1051/parasite/2021047

学术报告:Eimeria感染与肠道菌群的相互作用及其对鸡球虫病控制的研究综述

作者及机构
本文由南非夸祖鲁-纳塔尔大学(University of KwaZulu-Natal)生命科学学院遗传学系的Thabile Madlala、Moses Okpeku和Matthew Adekunle Adeleke*共同完成,发表于期刊*Parasite*(2021年6月2日在线发表,卷28,文章编号48)。

研究主题与背景
本文是一篇系统性综述,聚焦于鸡球虫病(coccidiosis)与肠道菌群(gut microbiota)的相互作用,并探讨通过调控菌群实现疾病控制的替代策略。鸡球虫病由顶复门原虫Eimeria属(如E. tenella、E. acervulina等7种)引起,是全球家禽业最严重的寄生虫病之一,每年造成超过30亿美元的经济损失。传统防控依赖抗球虫药和活疫苗,但存在耐药性药物残留问题。近年来,通过益生菌(probiotics)、植物化学物质(phytochemicals)等天然添加剂调控肠道菌群成为研究热点。本文旨在梳理Eimeria感染如何破坏肠道菌群平衡(即菌群失调,dysbiosis),并评估益生菌、植物化学物质等替代策略的应用潜力。

主要观点与论据

  1. Eimeria感染对肠道菌群的破坏机制

    • 病理损伤:Eimeria通过直接侵入肠黏膜上皮细胞,导致肠道屏障功能受损、营养物质泄漏,并引发炎症反应(如细胞因子IL-1β、IL-6水平升高)。
    • 菌群失调:感染后,有益菌(如乳酸杆菌Lactobacillus、瘤胃球菌Ruminococcaceae)减少,而致病菌(如产气荚膜梭菌Clostridium perfringens)增殖。例如,Zhou等(2020)发现E. tenella感染显著降低盲肠中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)的丰度。
    • 继发感染风险:菌群失衡进一步增加宿主对坏死性肠炎等继发疾病的易感性。
  2. 益生菌(probiotics)的调控作用

    • 竞争性排斥:益生菌(如乳酸杆菌、芽孢杆菌Bacillus subtilis)通过占据肠道附着位点、分泌抗菌物质(如乳酸、过氧化氢)抑制Eimeria定植。例如,Li等(2017)证实L. acidophilus可增强炎症反应,减少E. tenella引起的肠道溃疡。
    • 免疫调节:益生菌刺激黏膜免疫,促进IgA和抗炎细胞因子(如IL-10)分泌。Chen等(2016)发现混合乳酸菌(含L. fermentum和E. faecium)能降低盲肠炎症相关基因表达。
    • 协同效应:与益生元(prebiotics,如果寡糖FOS)联用可增强益生菌活性,加速肠道菌群恢复。
  3. 植物化学物质(phytochemicals)的抗球虫潜力

    • 直接抑制寄生虫:某些植物提取物(如青蒿Artemisia annua中的青蒿素)通过破坏Eimeria卵囊孢子化或细胞壁合成干扰其生命周期(Jiao等,2018)。
    • 菌群调控:肉桂醛(cinnamaldehyde)和姜黄素(curcumin)可增加乳酸杆菌丰度,同时减少致病菌(如Selenihalanaerobacter)(Kim等,2015)。
    • 免疫增强:大蒜(Allium sativum)和红花(Carthamus tinctorius)提取物通过提升Th细胞活性,增强宿主对E. acervulina的抵抗力(Pourali等,2014)。
  4. 传统防控策略的局限性

    • 抗球虫药:尽管离子载体类药物(如盐霉素)有效,但长期使用导致耐药性(如E. tenella对地克珠利的耐药性)。
    • 活疫苗:存在毒力返强风险,且成本高昂。

研究意义与价值
1. 理论价值:系统阐明了Eimeria感染与肠道菌群的互作机制,为理解寄生虫-宿主-微生物组三方关系提供了新视角。
2. 应用价值:提出益生菌和植物化学物质作为抗生素替代品的潜力,其安全性和无耐药性特点符合“减抗”养殖趋势。例如,B. subtilis和乳酸杆菌的联合使用可显著降低病变评分(Wang等,2019)。
3. 未来方向:需进一步探索不同添加剂(如合生元synbiotics)的协同效应,以及菌群调控对疫苗效力的影响。

亮点与创新
- 多维度分析:整合了微生物组学、免疫学和病理学证据,全面解析Eimeria感染的微生态后果。
- 替代策略的全面评估:对比了益生菌、植物化学物质与传统药物的优劣,提出基于菌群调控的精准防控思路。
- 跨学科视角:将寄生虫学与微生物生态学结合,为球虫病控制提供了新范式。

其他有价值内容
- 文中列举了多种植物化学物质的抗球虫效果(如表1中的大蒜、姜黄素等),并强调其剂量和配伍的重要性。
- 作者指出,雏鸡早期接触成年母鸡的粪便可促进菌群定植(Kubasova等,2019),这一发现对养殖实践具有指导意义。

(注:本文为类型b,即综述类论文的学术报告。)

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