近几年，不管是人类医学、人类营养还是动物医学、动物营养学，大家越来越意识到肠道健康对人类和动物的重要性，而随着微生物学、基因组学和代谢组学的发展，肠道微生物在维持肠道健康和宿主健康上的作用更是受到了大家越来越多的重视。
NO.1动物肠道菌群种类及作用
动物肠道中的微生物，超过99％是细菌，有500-1000种不同的种类，大约有1014种，主要有３个大类：有益菌、有害菌和中性菌。有益菌主要有双歧杆菌、乳杆菌等；中性菌，是对动物有双重作用的一群细菌，如大肠埃希菌、肠球菌等，该种菌在正常情况下对动物健康有益，但当机体受到外界环境、饮食及用药等因素影响时，肠道中的中性菌可有机会转为有害菌，或从肠道转移到身体其余部位，破坏机体正常的生理平衡，使得肠道微生态失调，引发多种肠内外疾病，影响动物的健康。
肠道微生物参与糖类和蛋白质代谢、碳水化合物的发酵、维生素的产生、维持正常功能肠道绒毛，调节免疫反应，保护免受致病菌的侵害等。美国田纳西州立大学的C.Savage教授2002年在日本东京召开的“肠内菌世界”国际学术会上指出正常肠道微生物是人体的一个特殊器官。Paul.B教授2005年发表在Science上的文章也指出肠道微生物是人体提供营养、调控上皮发育和指导非特异性免疫不可缺少的“器官”。The Lancet Neurology 19年11月发表的一篇综述，探讨了菌群-肠-脑轴在神经调控、发育和衰老以及多种神经系统疾病中的作用和机制，并指出菌群-肠-脑轴紊乱可能是多发性硬化、自闭症、帕金森、阿尔茨海默病、癫痫等神经系统疾病的易感因素。Robert 2020年2月发表在Nature上的文章用质谱信息学和数据可视化方法，对比了无菌和有菌小鼠29个器官的代谢组，系统性分析了菌群对小鼠代谢组的影响，发现菌群影响了所有器官（尤其是肠道）的化学特征。
NO.2猪一生中肠道菌群变化
动物肠道菌群时刻处于动态变化中，主要受以下几个因素影响：1、肠道pH值，即肠道酸碱度；2、氧气含量，肠道有需氧菌（1%），有厌氧菌（99%）；3、肠道菌群的营养物质，如是否有更多未消化蛋白、纤维、寡糖等；4、母体、环境、管理、应激等。
以猪为例，商品猪一生要经过三次重要的菌群变化。
1.仔猪出生前后微生物变化
图1.健康仔猪出生后肠道微生物变化（左：需氧菌，右：厌氧菌 Swords et al., 1993）
仔猪出生前肠道内是没有微生物的，出生后通过接触母猪产道、粪便、皮肤及外界环境接种微生物，这部分微生物几乎都是需氧型微生物，包括病原菌，如大肠杆菌和沙门氏菌，随后3h新生仔猪逐步获得厌氧微生物如乳酸菌、纤维分解菌的定殖。健康仔猪出生后肠道菌群应该如上图所示，出生6h后厌氧菌成为优势菌群，从而主宰仔猪后续的肠道健康及正常的生理功能。
决定仔猪出生后是否健康，厌氧菌能否快速成为优势菌群的因素，除了产房环境、产程、初乳外，母猪粪便中微生物的组成是对仔猪影响最大的。母猪便秘产生的干燥粪便往往含有大量需氧型微生物，如大肠杆菌，沙门氏菌，与此同时，粪便干燥往往伴随着母猪初乳品质差，母猪产程延长。一旦新生仔猪从母猪粪便这个源头接触到大量病原微生物，就会导致仔猪肠道菌群向需氧菌倾斜，最终导致腹泻发生。因此，为了仔猪快速接种到优势菌群，必须要保证母猪的肠道健康，保证母猪无便秘。
2. 仔猪断奶前后肠道菌群的变化
图2. 断奶前后仔猪肠道菌群的变化（左：断奶前，右：断奶后 LALLEMAND Nutrilon）
如果断奶前仔猪摄入足够的初乳和常乳，并采食优质教槽料，仔猪的肠道菌群就会如图2左侧所示，肠道菌群的种类多，纤维分解菌为优势菌群，纤维分解菌是绝对厌氧菌，可在后肠分解纤维，产生短链脂肪酸，促进上皮细胞发育和维持肠道完整性。
断奶后仔猪菌群会如右侧所示，菌群多样性下降，从断奶前的900多种降至700多种，其中，纤维分解菌数量下降，梭菌和大肠杆菌数量上升，有害菌快速生长并产生毒素引起炎症反应，降低仔猪采食量，严重的导致仔猪腹泻和死亡。
3. 仔猪保育前后肠道菌群的变化
图3. 长时间使用不同剂量ZnO对胃和回肠微生物菌群的影响（Ingo C Starker，2014）
除抗生素外，我们常常在仔猪保育阶段长时间大剂量的使用ZnO来控制断奶后仔猪的腹泻，但是长时间使用高剂量ZnO会导致乳酸菌等有益菌如图3绿色乳酸菌大幅度下降，深绿色梭菌、蓝色沙门氏菌和棕绿色大肠杆菌大量上升，并且一旦停止使用，仔猪会出现反弹性腹泻。
NO.3无抗情况下如何维持肠道菌群平衡
过去常使用抗生素来应对仔猪遇到的各种应激，但是抗生素同时杀死或抑制有益菌和有害菌，造成微生物多样性降低，并且抗生素低剂量长时间使用会增加病原微生物增殖并导致动物患病的机会。再加上随着耐药性的增加和超级细菌的出现，迫使我们考虑抗生素使用局限性，禁抗条例的出台要求我们必须做出一系列的改变来弥补抗生素的缺失，维持肠道菌群平衡和肠道及宿主的健康。
除去加强日常管理、控制养殖环境等，我们主要可以通过以下几个方面来维持动物的菌群平衡。
1. 母猪
如上文所述，仔猪出生后肠道内才出现微生物，而微生物的组成主要受母猪粪便和母猪健康状况的影响，因此可以通过调节母猪来调控仔猪肠道菌群，以保证仔猪出生后能够快速接种更多的有益菌。
日粮中添加特种酵母可以通过快速耗氧，增加母猪肠道纤维分解菌后肠发酵，改善肠道上皮细胞健康，增加肠道蠕动，减少便秘的发生，有效调控母猪肠道厌氧型微生物并能够保留在母猪粪便中，而后新生仔猪接触到粪便，就能够帮助仔猪肠道建立更加专性的厌氧环境，快速建立优势菌群。
2. 饲料原料、配方及加工工艺
在使用抗生素和氧化锌时，日粮往往只考虑营养水平，但是在抗生素和氧化锌限制使用后，必须更多地考虑饲料的原料、配方组成和加工工艺。
日粮蛋白质来源影响仔猪肠道菌群多样性及组成，富含胶质如豆粕型日粮降低乳酸菌相对丰度，增加结肠普氏菌属，高鱼粉型增大大肠杆菌/志贺氏菌（是一类革兰氏阴性短小杆菌，是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌，主要流行于发展中国家，通称痢疾杆菌）的比例。蛋白质的品质和水平也很重要，尤其是注意不可消化蛋白含量要尽可能低，防止在后肠被机会致病菌利用而大量增殖，破坏菌群平衡，导致肠道健康受影响。
另一个方面是颗粒度，不同原料的颗粒度有差异，蛋白原料是越细越好，对谷物来说并不是越细越好，细颗粒对消化有利，但会影响肠道健康。
3. 植物精油
精油是从植物中获得的挥发性有机混合物，具有抗菌、抗氧化、抗病毒的特性。仔猪日粮中植物添加精油可增加乳杆菌数量，减少大肠杆菌或总大肠菌群。Li等人2012报道了麝香草酚和肉桂醛可降低仔猪大肠杆菌，其效果与用抗生素相似。然而，也有报道中草药提取物和百里香酚对大肠杆菌和鼠寒沙门氏菌没有影响。
由于精油活性成分以及作用方式仍然相对不清楚，并且对于它们对革兰氏阴性或革兰氏阳性细菌的影响没有真正的一致意见，因此，需要更多的研究来开发具有适应性抗菌性能的精油。
4. 酸化剂
断奶时仔猪消化系统发育不完善，消化酶活性很低且分泌不足，断奶使胃pH升高，酶活下降，部分蛋白不能被完全消化就进入肠道后端，被机会致病菌利用增殖，所以要降低胃pH，减少断奶对酶活的影响。
除了可降低pH外，短链和中链有机酸，如柠檬酸、丙酸、乳酸、富马酸，由于其抑菌和杀菌作用以及非常低的成本，已被广泛高剂量用于仔猪饲料中。在断奶仔猪中使用有机酸主要与大肠菌群减少和乳酸菌增加有关，尽管它们似乎以更广泛的方式影响从胃到结肠的微生物组成。
酸化剂种类繁多，有调节胃酸pH，有调节小肠pH，因此最好选择复合酸化剂。除了酸化剂，还要注意原料的系酸力，特备是蛋白原料的系酸力非常强，如果蛋白含量又高，这样问题更大，蛋白吸附更多的酸，更多的蛋白不能被消化，会进入后肠道被机会致病菌利用。
5. 益生元
格伦·吉布索于1995年提出，益生元是指一些不被宿主消化吸收却能够选择性地促进体内有益菌的代谢和增殖，从而改善宿主健康的物质。
目前，饲料中常用的益生元有低聚糖类，包括低聚果糖FOS、低聚半乳糖GOS、低聚木糖XOS、甘露寡糖MOS、菊粉Inulin等，有些微藻类也可作为益生元，如螺旋藻、节旋藻等，此外蛋白质水解物（如酪蛋白的水解物, α-乳清蛋白, 乳铁蛋白等）以及天然植物中的蔬菜、中草药、野生植物等也能作为益生元使用。
图4. 大肠杆菌攻毒后仔猪粪便中大肠杆菌的数量
酵母衍生物可以通过强大的黏附力来吸附异型鞭毛菌如大肠杆菌和沙门氏菌，并可以通过刺激免疫细胞上的受体激活机体免疫系统，进而维持肠道菌群的稳定，避免免疫疲劳，无需间歇使用。
新一代酵母衍生物拉曼Yang，是不同酵母菌株的不同成分与特定加工工艺的协同组合，是我们解决肠道健康方面值得选择的产品之一。
日粮中添加乳糖，在仔猪3周龄前可被体内分泌的大量乳糖酶分解供能，5周龄后，乳糖酶分泌减少，此时的乳糖可作为营养物质被部分乳酸菌利用，增加肠道有益菌数量。
6. 益生菌
WHO定义益生菌为活的微生物，当摄入足够数量时有利于宿主健康。益生菌广泛应用于断奶仔猪日粮中，其中乳酸菌、双歧杆菌、肠球菌、链球菌和酵母菌最为常用。益生菌对断奶仔猪的几项研究结果显示乳酸菌或双歧杆菌的丰度增加，大肠杆菌减少，或SCFA的产量增加。然而，益生菌效果尚不能达成共识，因为细菌和酵母菌在其影响方面存在明显差异，对菌群的影响具有菌株特异性。
图5.布拉迪®对仔猪回肠微生物菌群平衡的影响（Ghent University 2001）
作为独一无二的特种酵母益生菌，布拉氏酵母可以通过快速消耗肠道氧气，创造低氧微环境、抗菌黏附作用，通过中和梭菌毒素、水解膦酸酯多糖、上调基因表达维持上皮完整性和紧密连接，直接和间接的强化有益菌，抑制潜在致病菌，可使仔猪乳酸菌提高1.2个数量级，肠道大肠杆菌属病原菌减低7倍。
7. 纤维
食糜在肠道中的滞留时间太短，养分不能被充分消化吸收，滞留时间过长，动物容易便秘，食糜在后肠可被有害菌利用，导致有害菌大量增殖，调节滞留时间最有效的方法是纤维。
纤维还有一个作用是被纤维分解菌利用产生短链脂肪酸，给动物机体供能及维持肠道上皮细胞完整性。由于纤维的变动性很大，且纤维原料中经常含有霉菌毒素，使用纤维很容易带来一些问题，另外纤维含量太高会影响饲料的利用率。
为减少纤维使用的负面影响，可在使用纤维的时候添加特种酵母，其可以通过快速消耗肠道的氧气，增加纤维分解菌的数量，提高利用可溶性纤维的能力，所以可以降低可溶性纤维的供给，进而降低饲料配方的成本。
小结
养猪就是养肠道，而肠道健康的标志之一就是肠道菌群的平衡，在众多可以维持菌群平衡的方案中，相信布拉迪®和拉曼Yang是我们的优选方案之一，饲料无抗，我们一直在努力！
