這是《腸道產業》第 150 篇文章

編者按：

豬肉是我國國民消費量最大的肉類，從吃飽到吃好，國人對于豬肉的熱愛一直割舍不下。世界范圍內的豬肉有一半都進了中國人的胃，中科院有報告預測，2026 年我國豬肉總消費量將達到 6300 萬噸，人均一年吃 44.2 公斤豬肉。

剛剛過去的 2019 年，豬肉價格屢創歷史新高。昨天，第 6 批中央儲備凍豬肉進行投放。今天，我們就來說一說如何實現科學養豬，希望這篇文章能給諸位產業人士帶來新的啟示和幫助，同時也為讀者進行一次“科學養豬”的科普。

豬價持續上漲

從 2018 年 8 月 3 日，中國確診發生第一例非洲豬瘟疫情（ASF），至今全國共報告發生了 162 起非洲豬瘟疫情，共撲殺近 120 萬頭染疫生豬。目前，對 ASF 除了就地撲殺和無害化，沒有其它預防和解決措施。而這些措施無疑直接造成產能被動下降，導致豬肉價格升高。

ASF 是一種由非洲豬瘟病毒（African Swine fever virus，ASFV）感染家豬和野豬引起的急性、出血性、烈性傳染病。ASF 發病過程短，急性感染率高達 100%，所幸，只在豬中傳播。

幾十年來的科學不斷發展，我們已經知道，人類和各種動物在其消化道、口腔、氣道、皮膚與其它組織中存在大量細菌及其它微生物。其中，有些是致病的，但是大多數是無害的，甚至有一些是有益的。

我們發現了腸道菌群和人體健康之間有著千絲萬縷的各種聯系，那么，豬的菌群又與豬的健康有著怎樣的關系呢？怎樣改善豬的菌群，讓豬更健康，吃得更放心呢？

豬腸道菌群數據庫

不斷更新

首先豬是畜牧業 的主要物種之一，人們對于豬肉的需求很高。其次豬也是用于分析各種人類生理功能和疾病的首選模型之一。

對于豬的腸道菌群研究早在 21 世紀初期就已經開始，在研究機構和動物營養公司的共同努力下，2016 年， 華大基因和法國研究人員共同發布了第一個豬腸道菌群基因集。

研究團隊通過對法國、中國和丹麥的 287 頭豬的糞便 DNA 進行深度測序，共鑒定出 719 種微生物物種，其中 98%為細菌。 有趣的是，豬與人類腸道微生物共享的基因數量居然是小鼠與人類的 5 倍。

他們還發現，性別、年齡和宿主遺傳學都可能會影響豬的腸道菌群，而對于抗生素抗性基因流行性的分析則證明了可以通過動物飲食消除抗生素的影響，以及降低了與耕作系統相關的抗生素抗性傳播的風險。

隨著科研的不斷深入與完善，豬的腸道菌群數據庫也在不斷地建立和更新。

德國萊布尼茲研究所-微生物與細胞培養物有限公司建立了目前最全面且可公開獲得的豬腸道細菌數據庫 PiBAC，包括 9 個門 39 科，共計 112 種微生物。其中含有 21 種全新的物種和 17 個全新的屬。

通過功能預測，發現有限的物種就能代表豬微生物群的功能潛力。另外，基于對數據庫的分析，該研究團隊還提供了一些功能方面的見解，例如具有潛在抗菌活性的豬特有的新型小核糖體肽等。

豬腸道菌群與感染病

隨著測序技術和生物信息學的發展，人們對豬腸道菌群的了解不斷加深，越來越多的研究發現豬腸道菌群發揮著重要功能，比如腸道菌群會影響豬相關的感染病。

對于養豬的人來說，防病和防疫是關乎效益的重要一環，但即便按照規程嚴格控制養殖過程，仍然會因為感染病毒或者細菌導致產量下降，就算是那些高健康狀態和有著全面疫苗接種計劃的大規模農場，這些情況也無法避免。

豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRS）和 2 型豬圓環病毒（PCV2）是影響全世界養豬業最重要的兩個病原體。涉及這兩種病原體的感染在全球范圍內很普遍，主要通過限制體重增長和引起呼吸道疾病，導致豬肉生產損失。

相關報道，我們《腸道產業》往期的文章也有收錄：聚焦養殖業：給豬做糞菌移植，讓“二師兄”遠離呼吸道感染

圖片來源：meta-analysis To Define a Core Microbiota in the Swine Gut

考慮到腸道微生物組對呼吸道病原體的潛在影響，堪薩斯州立大學獸醫學博士 Megan C. Niederwerder 的團隊研究了這兩種病毒和腸道菌群間的相互作用。

研究人員首先用兩種病毒病原體感染了 95 頭豬，并對其進行了為期 70 天的追蹤。而后根據體重變化和臨床體征選擇了 10 頭狀況最好豬和 10 頭狀況最壞的豬，對它們的腸道菌群進行比較。

他們發現，狀況較佳的一組比表現欠佳的豬明顯擁有更多的微生物。他們還發現在狀態較佳的一組中，一種非致病性的大腸桿菌菌株含量尤其高。

為探究因果關系，研究人員進一步探究病毒感染前后的菌群變化。研究發現 70 天后，菌群多樣性較低的豬病毒復制更多、肺部病變更嚴重以及體重增加較少。

研究人員還嘗試使用成熟、健康母豬的糞便進行糞便移植，以改善感染后的豬的菌群多樣性。與治療組相比，未進行移植的對照組豬的發病率和死亡率更高，而移植組的病毒復制減少，體重增加更明顯。

如此看來，擁有高豐度的菌群，確實能夠提高動物對于病原體的抗性。也正是因為這樣，我們應該更為謹慎的使用抗生素。

正如薩斯喀徹溫大學西部獸醫學院教授 John Harding 所說：“我們做的任何破壞菌群的事情都可能造成問題，仔豬出生時是這樣，整個豬的一生也是如此。

與此相伴而生的是抗生素的使用，我們確實需要抗生素來治療疾病，但是有時候我們不應該使用抗生素。毫無疑問，當給豬施用抗生素時，會引起菌群的轉變。”

Harding 建議，生產者和獸醫必須牢記這一點，使用抗生素治療豬病，產生的后果或許已經背離了使用的初衷。

根據美國豬肉行業中有關抗生素使用的現行法規，必須根據對菌群組成和功能的影響，評估使用促進生長的抗生素的替代方法。

該信息還必須與其他全身生理反應相結合，以解釋改善豬健康和生長性能的機制。這正支持了 Harding 教授的建議。

飼料如何影響豬腸道菌群？

腸道菌群除了與感染病相關，還能通過其他多種方式影響豬肉的生產。Purina Animal Nutrition 的豬營養學家 EmilyOtto-Tice 說，它改變了豬的健康狀況。

Tonisity（一家致力于改善動物腸道健康的公司）的研發項目經理 Buzoianu 博士指出，菌群是腸道健康的中心，能夠通過多個方面來影響豬肉的生產，比如影響飼料效率也就是提取養分的能力。

雖然隨著豬的年齡不斷變化，腸道菌群會發生改變，但是飼料對腸道菌群的影響十分明顯，而腸道菌群的變化會進一步影響健康。

趙江潮+李英：豬一生中，腸道菌群如何變化

[IF:10.465]

Microbiome

① 采集 18 頭豬在不同時期共 16 個時間點的 273 份直腸拭子，分析豬一生的腸道菌群變化；② 共檢測到 19 個門，厚壁菌門和擬桿菌門最多，菌群 α 多樣性呈增加趨勢，菌群結構隨生長階段改變，91 個細菌特征有階段特異性；③ 移植生長階段豬的糞菌，不影響受體斷奶仔豬腸道菌群的整體組成和階段特征，但顯著提高了其生長性能，與鏈球菌屬和梭菌科的增多相關；④ 鑒定出 69 個核心菌群成員；⑤ 日糧（尤其是玉米中性洗滌纖維）是塑造豬腸道菌群的主要因素。

Longitudinal investigation of the swine gut microbiome from birth to market reveals stage and growth performance associated bacteria

2019-07-30, doi: 10.1186/s40168-019-0721-7

【主編評語】阿肯色大學趙江潮與四川農業大學李英和團隊的研究，近期在 Microbiome發表，該研究對豬一生腸道菌群的演替變化進行完整的縱向分析，鑒定出不同生長階段的腸道菌群特征以及核心菌群成員，表明豬的飼料和/或腸道生理在菌群塑造中有重要作用，提示可通過優化階段特異性的益生菌來改善豬的健康和生產。（@mildbreeze）

除了哺乳期與仔豬時期，其它時間使用的飼料都只有粗蛋白和纖維含量的差異，能量基本控制在 2,500 kcal/kg。

粗蛋白的來源通常包括玉米、大豆、魚粉等，不同膳食蛋白消化率存在差異，加上營養素比例的差異和消化時間，會導致豬腸道中氨基酸的組成和比例的差異，造成菌群代謝差異，最終影響豬的健康。

關于纖維的攝入對于豬的健康影響，研究結果則戲劇性的呈現出兩面性。喂食豌豆纖維和麥麩，會導致豬腸道菌群中雙歧桿菌和乳酸菌增加，大腸桿菌降低，而喂食大豆纖維則出現相反的結果。

隨著產業人士不斷意識到腸道菌群對于養豬的影響，過去 20 年，益生元和益生菌在養殖飼料中也逐漸成為必不可少的部分。它們有的被用作抗生素的代替物，用來治療或預防一些常見疾病；有的作為養殖的調控措施，用以干預豬肉的肉質和脂肪含量。

當然，如果我們 能夠確定特定飼料添加劑與腸道中特定細菌的豐度變化關系，并將這些菌群變化與飼料的特性（例如，飼料增重比）相關聯，我們或許可以更具針對性地使用飼料添加劑，以避免浪費，降低飼料成本，同時改善豬的健康，提高生產率。

養豬新時代

科學養豬，關注菌群

菌群的應用當然不僅僅于飼料，它可以應用于養殖的全過程，甚至是養殖環境等非動物的環節。

比如，生產者可以通過比較農場中健康狀況良好、中等和不良的豬的菌群多樣性來確定“健康”的菌群，并以此作為依據，對病豬進行治療或飲食干預，以提高生產性能和健康水平。

同樣，也可以在豬生長的最關鍵階段（例如斷奶前和斷奶后）定期進行“菌群快照”。“菌群快照”可以讓養殖者及早發現生長緩慢的豬是否攜帶致病菌，以預測潛在病原體的風險。

當然，這需要進行更多的相關研究，來更好地探索菌群多樣性隨時間（從出生到斷奶后）的系統變化，以及菌群與病原體之間的互相作用機制，以預測健康狀況和生產績效。

對于生產者來說，處理動物糞便，尤其是其中的危險氣體（硫化氫等）同樣是一個重要的環節，可以利用特定的微生物來分解這些有害氣體，以提高整個生產過程中人與動物的安全性。

圖片來源：Role of the microbiome in swine respiratory disease

總之，新時代的養豬業已經到來，科學養豬是必然的發展趨勢，而從菌群入手是個不錯的選擇。

我們期望未來能出現更多的研究，闡明豬的菌群與動物生長、代謝、疾病甚至產出之間的關系，使生產者們能夠有針對性且高效地實現養豬的過程，讓國人能吃上物美價廉健康的好豬肉！

參考資料：

（ 滑動下方文字查看）

1.https://nationalhogfarmer/animal-health/sleuthing-piglet-tremors

2.Niederwerder, Megan C, Jaing, Crystal J, Thissen,James B,et al. Microbiome associations in pigs with the best and worst clinicaloutcomes following co-infection with porcine reproductive and respiratorysyndrome virus (PRRSV) and porcine circovirus type 2 (PCV2)[J]. VeterinaryMicrobiology:S037811351630061X.

3.Niederwerder Megan C, Constance Laura A, RowlandRaymond R. R,et al. Fecal Microbiota Transplantation Is Associated With ReducedMorbidity and Mortality in Porcine Circovirus Associated Disease[J]. Frontiersin Microbiology, 9:1631-.

4.https://dsmz.de/collection/catalogue/microorganisms/special-groups-of-organisms/pig-microbiome

5.Aluthge, Nirosh & Van Sambeek, Dana & Hinkle,Erin & Li, Yanshuo & Fernando, Samodha & Burkey, Thomas. (2019).The pig microbiota and the potential for harnessing the power of the microbiometo improve growth and health. Journal of Animal Science. 97.10.1093/jas/skz208.

作者｜儲雪

審校｜617

編輯｜崔心偉

THE END

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