哺乳仔猪的小肠发育知识(2)

　　5．哺乳仔猪小肠内的微生物菌群

　　乳猪小肠内固有微生物群包含有数百种微生物，这些微生物来源于母体和外界环境。细菌定居、繁殖的方式类似于其他动物肠道细菌，一般是先有乳酸杆菌、肠杆菌和葡萄球菌，随后会出现一些厌氧菌。微生物的定居和繁殖方式是一个复杂的过程，是自然选择的结果，表现出生态学时空上的继起性；而且还要受到来自细菌和宿主多方面因素的调控：细菌抗原性、动物的基因型、生理状态以及更重要的营养状况。小肠内的部分微生物小生态内环境可以对其内微生物的组成和代谢活动产生选择性的影响，在小肠的远端和近端都发现有此类小生态内环境，它们与绒毛表面、腺细胞、上皮细胞相关黏液素以及鲁米诺黏液有关。影响内环境微生物数量的可变因素包括免疫应答、肠道内受体、营养状况、食糜、游离氧和pH等。  

　　肠道内细菌为满足自身生长需求，必须获得能源和营养物质。它们可以从外源的宿主营养物中攫取，也可从肠道内获取，如脱落的肠皮细胞、肠内壁黏液层的细胞分泌物等。哪一种细菌竞争力强，它就会在菌群中占优势。日粮的消化残渣影响肠道微生物的组成和代谢活动。仔猪出生后的生长发育过程中，日粮的改变可以引起肠道微生物生态系统的一系列相关变化。

　　细菌的非日粮来源性能源或肠道内源性能源是肠道微生物菌群重要的调控因素。小肠细胞表面的寡聚糖链(多糖)和肠细胞分泌蛋白、脂类具有许多重要的生物调节作用。不同动物肠黏膜表面多糖含量的种内差异和种间差异是由于肠道微生物介导的外源性选择压力造成的。近来有证据表明，在微生物进化的过程中，选择压力导致肠道多糖的多样化表达，表达产物多为在进化过程中保留下来的共生菌群所必需的营养物质。 

　　肠毒素型大肠杆菌感染和轮状病毒感染是乳猪腹泻的主要原因。仔猪对这些病原的易感性主要是由于最初哺乳的几个钟头内不能获得足够的初乳。体弱、瘦小、畏寒或病损的仔猪往往很难吃到有乳的乳头。患有乳房炎或其他感染和疾病的母猪不能分泌足够的初乳，从而仔猪也就无法获得坚实的被动免疫力。另外一个易感因素就是仔猪小肠表面具有大量的病原结合位点。肠道黏膜表面细菌或病毒结合位点的化学性质、分布对于宿主及其组织易感性与宿主免疫应答能力起着十分重要的作用。这一点在新生仔猪体现得最为明显，因为新生仔猪体内随着肠上皮细胞的分化，有益菌群和有害菌群几乎同时存在。对于引起仔猪腹泻的肠道菌群部分菌株，人们已根据其各自纤毛黏附素和血凝素进行分类命名。血凝素是细菌表面外突的蛋白附加体内容物，它们可以识别小肠表面糖蛋白和糖脂。蛋白附加体的合成和肠毒素的形成是促使病原菌与肠道内共生菌竞争成功的基本毒力因子。  

　　6．乳猪小肠糖生物学和微生物病原学 

　　从理论上讲，小肠黏膜和黏液素提取的低聚糖应具有结构的多样性。这些低聚糖是由不同长度的单糖以不同的顺序首尾相接而成，而且连接具有异构性(α型或β型)，连接位点不同、分支不同。但是实际上，低聚糖区结构可变区是非常有限的，而且低聚糖的空间排布遵循一定规律。肠黏膜和腺体内的糖原变体并不是基因表达的初级产物，而是在不同基因调控下，单糖通过几种糖基转移酶的作用与低聚糖前体相连。大多数糖蛋白的低聚糖链不仅具有与天门冬氨酸氨基氮相连的N-糖苷键，而且还具有与丝氨酸或苏氨酸羟基相连的O-糖苷键。此外，还发现有一些与脂类相连的生物活性低聚糖。  

　　与微生物黏附有关的多数小肠糖基化方式，只是在低聚糖尾链终止处相连的基团的细微差别。可能是硅酸基团、半乳糖、N-乙酰半乳糖胺或海藻糖。这些细微差别就足以形成或模仿细菌黏附纤毛的结合位点。不同猪之间糖基化作用的不同意味着对不同病原感染性的个体差异。对于野生动物来说，在疫病流行时存活个体对整群动物的生命力都很重要。同理，对于养猪业来讲，猪个体间对病原的不同易感性和粪便中共生菌、病原菌的比例，都会对肠道感染在猪群的流行造成重要影响。

　　新生仔猪和乳猪的所有糖蛋白和鞘糖脂都含有半乳糖基终止基团。几种引起仔猪腹泻的肠毒素型大肠杆菌，包括K88、K987P，表达的黏附素和／或耐热毒素可以特异性地与肠黏膜表面的半乳糖结合。糖原变体末端的硅酸基团越来越受重视，因为研究发现它们参与有益菌和病原菌细胞的不同生长和发育过程。这些具有硅酸基末端的糖可以调控细胞水平和分子水平的识别作用，它们有时直接进行调控，有时是掩盖细胞膜和分子上的识别位点。许多微生物病原，如病毒、支原体、细菌和原生动物等，可利用细胞表面的硅酸基团黏附于它们各自的宿主细胞。对2周龄新生仔猪的肠绒毛表面进行细胞化学和生物化学的分析发现，其细胞膜和黏液素已呈高度硅酸化。 

　　新生仔猪小肠表面早期的硅酸化会影响肠道菌群的形成。一些微生物附着点被硅酸掩蔽，恰恰有一些病原微生物或非致病性微生物自身可形成硅酸酶，破坏硅酸层，进而克服了宿主的防御屏障系统，为定居创造了新的侵入位点。还有一些肠道细菌可以随机与猪小肠内硅酸受体结合。只引起仔猪腹泻而不侵害成年猪的肠毒素型大肠杆菌K99株所表达的黏附素可与硅酸化的糖蛋白和糖脂结合。N-羟乙酰神经氨酸—乳酸神经酰胺已经被证实是K99的一个重要受体。新生仔猪细胞膜内的神经节苷脂含量最高，随着生长发育逐渐减少。

　　轮状病毒是引起乳猪严重胃肠炎的常见病原。病毒早期对肠上皮细胞的黏附、侵入是决定它是否能在上皮细胞内复制的重要因素。轮状病毒的传染力取决于囊膜蛋白(血凝素VP4二聚体)和硅酸受体的相互作用。A型轮状病毒有生物性肠腺受体，该受体为2个GM3神经节苷脂家族，包含一个神经鞘和一个神经节鞘。小肠黏膜内的这种硅酸受体水平在仔猪出生后的1个月内快速下降。关于轮状病毒严重感染仔猪现象，除了仔猪缺少有效的免疫应答外，快速下降的硅酸受体也可以解释这种年龄易感因素。同样的，容易感染断乳仔猪K88型大肠杆菌可能与断乳仔猪小肠内半乳糖硅酸受体的表达有关。

　　7．乳猪黏膜免疫发育

　　实践证明，新生仔猪容易感染疾病。人们也普遍认为，仔猪的细胞免疫系统不及成年猪的完善和发达。在出生后几周内，当细胞免疫系统应答能力正在增强时，仔猪还可通过初乳和常乳获得保护性免疫球蛋白。